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
回想一下文章描述的運作流程：gRNA 會引導複合體去與 DNA 進行配對。請試著推理看看，在真核細胞中，這整個尋找目標與切割 DNA 的動作，實際是發生在哪個構造裡呢？另外，負責切斷 DNA 雙股的 Cas9 蛋白，依照它作用的受質特性，我們通常會將這類酵素歸類為什麼酶？
🤖
AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你精準選出正確組合，代表對 CRISPR 基因編輯機制的掌握十分透徹。從文章可知，CRISPR 是由嚮導 RNA（gRNA）作為「導航」，利用序列互補特性精準定位目標 DNA，這正是選項 (C) 正確的原因。而 Cas9 蛋白負責執行「剪下」的動作，能切割 DNA 造成斷裂，因此它在分類上屬於核酸酶，驗證了選項 (D)。 這題的鑑別度在於能否將閱讀文本與既有的細胞學知識結合。例如選項 (B) 是常見陷阱，複合體雖在細胞質形成，但實際的編輯是發生在染色體所在的細胞核內。而選項 (E) 錯在切割後的修補需依賴細胞自身的 DNA 修復酶。此外，基因編輯造成的突變當然能改變生物性狀，若發生在生殖細胞更能遺傳給後代，因此 (A) 也是正確的。你能完美避開文本陷阱，邏輯十分清晰！
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。
