Question

【題目】CRISPR/Cas9系統(tǒng)作為新一代基因編輯工具，具有操作簡便、效率高、成本低的特點(diǎn)．該系統(tǒng)由Cas9和單導(dǎo)向RNA（sgRNA）構(gòu)成．Cas9是一種核酸內(nèi)切酶，它和sgRNA構(gòu)成的復(fù)合體能與DNA分子上的特定序列結(jié)合，并在PAM序列（幾乎存在于所有基因）上游切斷DNA雙鏈（如圖所示）．DNA被切斷后，細(xì)胞會啟動(dòng)DNA損傷修復(fù)機(jī)制．在此基礎(chǔ)上如果為細(xì)胞提供一個(gè)修復(fù)模板，細(xì)胞就會按照提供的模板在修復(fù)過程中引入片段插入或定點(diǎn)突變，從而實(shí)現(xiàn)基因的編輯．

（1）真核細(xì)胞中沒有編碼Cas9的基因，可利用基因工程的方法構(gòu)建 ， 將Cas9基因?qū)�入真核�?xì)胞．Cas9是在細(xì)胞中的合成的，而sgRNA的合成需要酶的催化．
（2）如圖所示，CRISPR/Cas9系統(tǒng)發(fā)揮作用時(shí)，sgRNA分子的序列與基因組DNA中特定堿基序列因?yàn)?/span>所以能結(jié)合在一起，然后由Cas9催化水解，從而使DNA分子斷裂．
（3）一般來說，在使用CRISPR/Cas9系統(tǒng)對不同基因進(jìn)行編輯時(shí)，應(yīng)使用Cas9和（填“相同”或“不同”）的sgRNA進(jìn)行基因的相關(guān)編輯．
（4）通過上述介紹，你認(rèn)為基于CRISPR/Cas9系統(tǒng)的基因編輯技術(shù)在等方面有廣闊的應(yīng)用前景．（至少答出兩點(diǎn)）

Answer 1

【答案】
（1）基因表達(dá)載體；核糖體；RNA聚合
（2）堿基序列互補(bǔ)；磷酸二酯鍵
（3）不同
（4）基因治療、基因水平進(jìn)行動(dòng)植物的育種、研究基因的功能等
【解析】解：（1）真核細(xì)胞中沒有編碼Cas9的基因，可利用基因工程的方法構(gòu)建基因表達(dá)載體，將Cas9基因?qū)�入真核�?xì)胞．Cas9的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)的合成場所為核糖體，而sgRNA的合成需要轉(zhuǎn)錄過程中的RNA聚合酶的催化．（2）如圖所示，CRISPR/Cas9系統(tǒng)發(fā)揮作用時(shí)，sgRNA分子的序列與基因組DNA中特定堿基序列因?yàn)閴A基序列互補(bǔ)所以能結(jié)合在一起．要使DNA分子斷裂，需要由Cas9催化脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵水解．（3）根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則，在使用CRISPR/Cas9系統(tǒng)對不同基因進(jìn)行編輯時(shí)，應(yīng)使用Cas9和不同的sgRNA進(jìn)行基因的相關(guān)編輯．（4）通過上述介紹，基于CRISPR/Cas9系統(tǒng)的基因編輯技術(shù)在基因治療、基因水平進(jìn)行動(dòng)植物的育種、研究基因的功能等等方面有廣闊的應(yīng)用前景．
所以答案是：（1）基因表達(dá)載體 核糖體 RNA聚合（2）堿基序列互補(bǔ) 磷酸二酯鍵（3）不同（4）基因治療、基因水平進(jìn)行動(dòng)植物的育種、研究基因的功能等
【考點(diǎn)精析】利用基因工程的原理及技術(shù)對題目進(jìn)行判斷即可得到答案，需要熟知基因工程的原理是利用DNA重組技術(shù)．