RNA干扰技术(RNAi)及其应用
RNA干扰技术及其应用问题的提出
RNA干扰技术是近年来生命科学领域最为重大的发现之一。试题中也出现了RNA干扰技术的知识,内容涉及基因的表达,本身知识点就有一定的难度,适当进行知识拓展有助于理解相关知识。问题:什么是RNA干扰技术?有哪些应用?研究过程怎么样?
f01
试题:近几年来RNA干扰(简称RNAi)研究取得了突破性进展。RNA干扰的机制是:双链RNA进入细胞内被一个称为Dicer的特定的酶切割成21~23个核苷酸长的小分子RNA的片段(简称SiRNA)。Dicer能特异性识别双链RNA,切割产生的SiRNA片断解开变成单链,和某些蛋白质形成复合物(简称RISC)。RISC能结合到细胞内与SiRNA互补的mRNA上,并切割该mRNA,使其被降解,造成蛋白质无法合成,产生基因“沉默”现象(如下图所示)。请分析回答:
(1)RNAi引起相关基因“沉默”的现象,实质上是遗传信息传递中
的
过程受阻,该过程发生在细胞
的
中。
(2)RISC使基因“沉默”的条件是SiRNA上
有
的碱基序列。
(3)某科学家将能引起RNA干扰的双链RNA的两条单链分别注入细胞
内,结果却没有引起RNA干扰现象,最可能的原因
是
。
(4)研究发现,Dicer受DNA上某基因控制,如该基因上某碱基发生
了改变,是否RNA干扰现象就消除了?你的结论依据是什么?
(5)请举一例说明RNA干扰在实际中的运用或意义。
答案:
(1)翻译
细胞质(核糖体)
(2)与mRNA互补配对
(3)Dicer酶只能识别(切割)双链RNA,不能识别(切割)单链
RNA
f(4)不一定
因为突变可能是隐性的,或同义突变(指令的氨基
酸不变),或突变不是发生在外显子部位
(5)可以使致癌基因表达的mRNA被破坏,达到治疗肿瘤的目的
解析:根据题图,图示表示RNA干扰现象示意图,Dicer酶能特异识别双链RNA,切割产生的干涉RNA与一系列酶结合组成诱导沉默复合体(RISC);RlSC通过碱基配对结合到与干涉RNA同源的mRNA上,并切割该mRNA,造成蛋白质无法合成。
(1)RlSC通过碱基配对结合到与干涉RNA同源的mRNA上,并切割该mRNA,而mRNA是翻译的模板,因此RNA干扰的实质是使遗传信息传递中的翻译过程受阻。(2)只有复合体(RISC)上的RNA有与同源的mRNA互补配对的碱基序列时,其才能和同源的mRNA结合。(3)由于Dicer酶只能识别双链RNA,不能识别单链RNA,因此将能引起RNA干扰的双链RNA的两条单链分别注入细胞,不会出现RNA干扰现象。(4)基因中碱基对的缺失、增添或替换叫做基因突变,基因r