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题型:非选择题-解答题 难度:0.65 引用次数:79 题号:22824142
学习下面材料,回答(1)~(5)题。
细菌CRISPR-Cas系统
CRISPR-Cas系统是广泛存在于细菌和古细菌中的一种获得性免疫系统。细菌中转入有益基因时,CRISPR基因功能会缺失,当外源基因对细菌生存造成威胁时,CRISPR的表达会发生上调,启动细菌的适应性免疫。其防御机制分为适应阶段、基因表达阶段和干扰阶段。
有害的外源核酸中部分短序列会被细菌整合并插入到其CRISPR序列中(图1)、随后相关基因表达出Cas蛋白、tracrRNA,以及CRISPR序列会表达出一条前体crRNA(Pre-crRNA),Pre-crRNA的某些序列被剪切,形成多个crRNA。

每条crRNA、tracrRNA与Cas蛋白形成稳定的效应复合物(图2)。在干扰阶段中,复合物中Cns蛋白使外源DNA解旋,RNA①与之互补配对形成特殊结构,随后Cas蛋白构象发生变化并切割该段DNA的特定序列。在此过程中,Cas蛋白有两个主要的功能位点。切割与RNA①互补配对的DNA单链的H位点,以及切割非互补配对链的R位点。

经改造的细菌CRISPR-Cas系统已被广泛应用到基因定点编辑、基因组筛选、基因转录调控等领域、但仍存在许多问题有待深入解决与探索。
(1)细菌将外源DNA整合到CRISPR序列中,是对可遗传变异类型中的________的扩展。
(2)结合图1分析,有害的外源DNA被细菌整合并插入到CRISP R序列中,成为__________序列,CRISPR序列中________序列的转录产物存在核酸酶的识别位点,因此Pre-crRNA被剪切形成crRNA。结合图2分析,tracrRNA和crRNA有________(选填“相同”“互补”)序列,可相互结合,进而与Cas蛋白形成效应复合物。
(3)结合文章分析图2中RNA①是________(选填“crRNA”“tracrRNA”),起到对外源DNA的识别作用,进而将复合物精准定位。
(4)下列说法正确的有        
A.细菌体内的Cas是具有类似解旋酶和限制酶作用的双功能蛋白
B.Cas剪切外源DNA片段的精准性与RNA①的长度呈正相关
C.可通过CRISPR-Cas技术靶向治疗21-三体综合征患者
D.细菌CRISPR序列中重复序列的种间差异小于间隔序列

(5)从进化观分析,转入有益基因时,细菌CRISPR基因功能缺失的积极意义是________

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