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。
（3）Dicer酶只能识别（切割）双链RNA，不能识别（切割）单链RNA （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，基因突变不一定会引起生物性状的改变，原因有：①体细胞中某基因发生改变，生殖细胞中不一定出现该基因；②DNA上某个碱基对发生改变，它不一定位于基因的外显子部位（此内容教学不作要求）；③若为父方细胞质内的DNA上某个碱基对发生改变，则受精后一般不会传给子代；④若该亲代DNA上某个碱基对发生改变产生的是一个隐性基因，并将该隐性基因传给子代，而子代为杂合子，则隐性性状不会表现出来；⑤根据密码子的简并性（一种氨基酸可以有多种密码子），有可能翻译出相同的氨基酸；⑥性状表现是遗传基因和环境因素共同作用的结果，在某些环境条件下，改变了的基因可能并不会在性状上表现出来。（5）RNA干扰可以使致癌基因表达的mRNA被破坏，达到治疗肿瘤的目的（本题属于开放题，只要答案合理即可）。RNA干扰是指小分子双链RNA可以特异性地降解或抑制同源mRNA表达，从而抑制或关闭特定基因表达的现象（如图）。机理示意图
人们只要知道了某种疾病的致病基因，就可以设计出针对该基因mRNA的小分子干扰RNA（siRNA），抑制或封闭该致病基因的表达，从而达到治疗疾病的目的。显然，在理论上，通过siRNA几乎可以治疗所有的疾病，包括肿瘤、传染病、遗传性疾病等等，因而RNAi受到学术界普遍的关注，是目前最为热门的生命科学研究领域，也是未来最有发展前途的新药开发领域。一般地，科学家从成果发表到获得诺贝尔医学奖需要等待20多年以上的时间，但安德鲁·法厄从发现RNA干扰现象到获得诺贝尔医学奖只用了8年的时间，2006年获得诺贝尔奖，是迄今为止获得诺贝尔医学奖最快的科学家，这充分证明了国际科学界对RNA干扰成果的认可。由于RNAi具有很好的特异性和有效的干扰活力，可以使特定基因沉默，使其功能丧失或降低表达，因此可以作为功能基因组学的一种强有力的研究工具。已有研究表明siRNA能够在哺乳动物中抑制特定基因的表达，而且抑制基因表达的时间可以控制在发育的任何阶段，产生类似的基因敲除的效应。与传统的基因敲除技术相比，这一技术具有投入少，周期短，操作简单等优势。因而，近年来，越来越多的实验室开始使用siRNA研究基因的功能。研究表明，人们通过合成一段针对特定病毒基因的siRNA，并将之导入该病毒感染的细胞，能够有效地抑制该病毒的复制，阻断病毒对细胞的感染。并且，可贵的是，siRNA在病毒感染的早期就能发挥抑制作用。因而，siRNA可用来治疗病毒性疾病。如前所述，siRNA可以特异性地抑制某个基因的表达，因而是治疗缺陷表达或过量表达性遗传病的最好手段。肿瘤是多个基因相互作用的基因网络调控的结果，传统技术诱发的单一癌基因的阻断不可能完全抑制或逆转肿瘤的生长，而RNAi可以利用同一基因家族的多个基因具有一段同源性很高的保守序列这一特性，设计针对这一区段序列的siRNA分子，只注射一种siRNA即可产生多个基因同时剔除的效果，也可以同时注射多种siRNA而将多个序列不相关的基因同时剔除。显然，与传统的基因治疗方法相比，siRNA是更为理想和有效的治疗手段。siRNA还可用于整形，如瘢痕疙瘩是一种较为难治的疾病，目前尚无有确切有效的治疗方法。使用特异性siRNA可以有效抑制瘢痕疙瘩的形成。另外，使用特异的siRNA还可以抑制黑色素的分泌，达到皮肤美白的效果。2006年10月2日，瑞典卡罗林斯卡医学院诺贝尔奖评审委员会宣布，2006年度诺贝尔生理学或医学奖共同授予安德鲁·菲尔和克雷格·梅洛，以表彰他们发现了“RNA干扰机制—双链RNA沉默基因”。科学家们最早在植物和脉抱菌中发现了双链RNA （dsRNA）诱导的RNA沉默现象（如图）。机理示意图
1995年，在线虫中进行反义RNA阻断par-1基因（蛋白酶激活受体基因基因）表达实验时，还用正义RNA做了一个对照试验，结果却观察到反义和正义RNA都阻断了该基因的表达，都具有很高的基因沉默活性。1998年，安德鲁·法尔和克雷格·梅洛通过实验阐明了这一反常现象：将反义RNA和正义RNA同时注射到秀丽隐杆线虫比单独注射反义RNA诱导基因沉默的效率高10倍。由此推断，dsRNA触发了高效的基因沉默机制并极大降低了靶mRNA水平，这一现象就是RNAi。随后，RNAi现象被广泛地发现于真菌、拟南芥、水媳、涡虫、锥虫、斑马鱼等大多数真核生物中。这种存在揭示了RNAi很可能是出现于生命进化的早期阶段。随着研究的不断深入，RNAi的机制被逐步阐明，同时作为功能基因组研 究领域中的有力工具，RNAi也越来越为人们所重视。线虫是第一种完成全基因组测序的多细胞生物，早在1998年，人们就完成了线虫全基因组的测定和拼接。线虫
线虫的基因组共有大约9.7×107个碱基，包含近20000个蛋白编码基因，近年来还发现许多转录形成small RNA的基因，这类预计有16000个。线虫的基因组和基因的数量都远比人（大约3×109 bp和35000个蛋白编码基因）的要少，染色体也一共只有六条，便于进行遗传分析和基因的图位克隆（定位克隆）。
