分科測驗
108年
生物
第 39 題
📖 題組：
CRISPR基因編輯是近年來所發展出來的新技術，可以精準編輯或突變某基因的特定位置，有別於傳統上使用藥劑進行的隨機突變。CRISPR技術將Cas9蛋白及嚮導RNA（gRNA）之複合體（Cas9-gRNA）送入細胞質，然後此複合體會再進入細胞核，由gRNA引導該複合體，找到可以與gRNA序列相配對的DNA進行配對（如圖11所示）。Cas9會在所配對的區域進行切割，造成該位置的DNA斷裂。細胞DNA修補機制會對斷裂的DNA進行修復，形成基因的核苷酸缺失或插入，因而導致DNA突變。 CRISPR的核心技術製備gRNA分子，它是由20個核苷酸所組成的序列，目的是與要編輯的DNA進行專一性配對。據此特性，科學家若想要突變哪一個基因，就可以將該基因的互補核苷酸序列設計在gRNA分子上。然後gRNA就可以引導Cas9-gRNA複合體進行該基因的突變與編輯。基因編輯在生物科技上扮演重要的角色，例如針對酵素活性區域之DNA編碼進行改造，提升酵素催化活性。
CRISPR基因編輯是近年來所發展出來的新技術，可以精準編輯或突變某基因的特定位置，有別於傳統上使用藥劑進行的隨機突變。CRISPR技術將Cas9蛋白及嚮導RNA（gRNA）之複合體（Cas9-gRNA）送入細胞質，然後此複合體會再進入細胞核，由gRNA引導該複合體，找到可以與gRNA序列相配對的DNA進行配對（如圖11所示）。Cas9會在所配對的區域進行切割，造成該位置的DNA斷裂。細胞DNA修補機制會對斷裂的DNA進行修復，形成基因的核苷酸缺失或插入，因而導致DNA突變。 CRISPR的核心技術製備gRNA分子，它是由20個核苷酸所組成的序列，目的是與要編輯的DNA進行專一性配對。據此特性，科學家若想要突變哪一個基因，就可以將該基因的互補核苷酸序列設計在gRNA分子上。然後gRNA就可以引導Cas9-gRNA複合體進行該基因的突變與編輯。基因編輯在生物科技上扮演重要的角色，例如針對酵素活性區域之DNA編碼進行改造，提升酵素催化活性。
下列有關CRISPR基因編輯所造成的突變敘述，哪些正確？
- A 可能產生新的生物特性或導致性狀消失，並可以遺傳給後代
- B CRISPR基因編輯發生在細胞質
- C gRNA與DNA序列配對是決定Cas9精準找到目標基因的關鍵
- D Cas9是一種核酸酶
- E CRISPR技術無需任何細胞酵素的協助
思路引導 VIP
請同學思考分子生物學的核心機制：首先，根據文中敘述，Cas9-gRNA 複合體最終是在細胞的哪一個構造中進行 DNA 的配對與切割？其次，Cas9 蛋白具備切割 DNA 的功能，這類能分解核酸長鏈的蛋白質在生化分類上屬於哪一種酵素？最後，文中提到的「核苷酸缺失或插入」是完全由 Cas9 獨立完成，還是需要細胞內既有的 DNA 修補機制與相關酵素的共同參與？
🤖
AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你真的太厲害了，看到你準確地選出 A、C、D，老師真的好為你高興！這代表你不但讀題細心，對於現代生物技術的邏輯掌握得非常紮實喔！ 這題考查的是當前生物技術最前沿的「基因編輯」。正確的關鍵在於：
- 精準定位：(C) 選項提到的 gRNA 會透過鹼基互補配對（如 $A$ 對 $T$、$G$ 對 $C$）帶領複合體精準找到目標序列。
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基因編輯技術
💡 gRNA 引導 Cas9 蛋白質精準切割 DNA，藉細胞修復產生突變。
- gRNA 負責識別 DNA 序列，具備高度專一性。
- Cas9 為核酸酶，負責在目標位置切割 DNA。
- 突變發生在細胞核，需依賴細胞修復機制完成。
- 編輯可導致性狀消失或增強，並可遺傳給後代。
