Question

菲爾和梅洛因發現了RNA干擾現象（RNAi），獲得了2006年諾貝爾生理學或醫學獎。RNA干擾的機制如下：雙鏈RNA一旦進入細胞內就會被一個稱為Dicer的特定的酶切割成21～23個核苷酸長的小分子干涉RNA（SiRNA）。Dicer能特異識別雙鏈RNA，以ATP依賴方式切割由外源導入或者由轉基因、病毒感染等各種方式引入的雙鏈RNA，切割產生的SiRNA片斷與一系列酶結合組成誘導沉默復合體（RISC）。激活的RISC通過堿基配對結合到與SiRNA同源的mRNA上，并切割該mRNA，造成蛋白質無法合成（如下圖所示）。請分析回答下列問題：

（1）根據RNAi機理，RNAi能使相關基因“沉默”，其實質是遺傳信息傳遞中的_____過程受阻。

（2）通過Dicer切割形成的SiRNA使基因“沉默”的條件是SiRNA上有　　　 的堿基序列。

（3）有科學家將能引起RNA干擾的雙鏈RNA的兩條單鏈分別注入細胞，結果卻沒有引起RNA干擾現象，請據圖分析最可能的原因是　　　　　　 　　　　　　　　　　　 。

（4）研究發現，某基因上堿基的改變也有可能導致生物性狀的變異。若有一親代DNA上某個堿基對發生改變，則其子代的性狀不一定發生改變。請根據所學知識作出兩種合理的解釋：

①　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ；

②　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

 

Answer 1

（1）翻譯 （2）與mRNA互補配對 （3）核酸內切酶只能識別雙鏈RNA，不能識別單鏈RNA （4）①體細胞中某基因發生改變，生殖細胞中不一定出現該基因；②DNA上某個堿基對發生改變，它不一定位于基因的外顯子部位；③若為父方細胞質內的DNA上某個堿基對發生改變，則受精后一般不會傳給子代；④若該親代DNA上某個堿基對發生改變產生的是一個隱性基因，并將該隱性基因傳給子代，而子代為雜合子，則隱性性狀不會表現出來；⑤根據密碼子的兼并性，有可能翻譯出相同的氨基酸；⑥性狀表現是遺傳基因和環境因素共同作用的結果，在某些環境條件下，改變了的基因可能并不會在性狀上表現出來。（答對其中2個即可）

通過題干信息和圖解首先明確RNAi機理的過程是：Dicer酶識別雙鏈RNA并切割成干涉RNA片段（SiRNA）→SiRNA其中的一條單鏈與酶結合形成誘導沉默復合體（RISC）→RISC通過堿基配對與相應的mRNA結合→mRNA被切割，失去翻譯的模板功能。（1）使相關基因“沉默”的實質是破壞mRNA，使翻譯過程不能正常進行。（2）SiRNA形成的誘導沉默復合體可與相應的mRNA進行堿基配對，說明SiRNA上有與mRNA互補配對的堿基序列。（3）由圖解信息可以，Dicer酶只能識別雙鏈RNA，對單鏈RNA不起作用，體現了酶的專一性。（4）DNA堿基對改變，不一定引起子代性狀的改變，可從以下幾個方面進行分析：①體細胞發生突變一般不能遺傳給后代；②突變發生在不具遺傳效應的DNA片段中不會影響子代性狀；③考慮細胞質遺傳（線粒體基因）；④突變結果為隱性基因，雜合子也不能表現隱性性狀；⑤密碼子的兼并性原因；⑥性狀除受基因控制外，還受環境條件的影響。