2025屆高考生物二輪專題復習——非編碼RNA微專題主講人：文鳳時間：2025.3.252024年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎獲得者

維克托·安布羅斯和加里·魯夫昆發(fā)現(xiàn)微小RNA（miRNA）及其調(diào)控機制2006年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎獲得者

安德魯·法爾和克雷格·梅洛發(fā)現(xiàn)RNA干擾（RNAi）的調(diào)控機制關(guān)于秀麗隱桿線蟲的諾貝爾獎秀麗隱桿線蟲2002年，諾貝爾生理學及醫(yī)學獎頒發(fā)給了布倫納、蘇爾斯頓和霍維茨，表彰他們利用線蟲在器官發(fā)育調(diào)控和程序性細胞凋亡研究中的貢獻。2008年，諾貝爾化學獎三位獲獎人之一的馬丁·查爾菲正是把綠色熒光蛋白用在了線蟲研究中。1965年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。弗朗索瓦·雅各布和雅克·莫諾闡明了mRNA的功能。1989年諾貝爾化學獎。西德尼·奧爾特曼和托馬斯·切赫發(fā)現(xiàn)RNA具有催化功能。2009年生理學或醫(yī)學獎。伊麗莎白·布萊克本、卡羅爾·格雷德、杰克·紹斯塔克發(fā)現(xiàn)端粒和端粒酶的保護機制(TR)，揭示染色體穩(wěn)定性和細胞衰老的關(guān)系。2009年諾貝爾化學獎。文卡特拉曼·拉馬克里希南、托馬斯·施泰茨和阿達·尤納斯在核糖體的結(jié)構(gòu)和功能研究方面作出杰出貢獻而獲獎。2020年諾貝爾化學獎。埃馬紐爾·夏彭蒂耶和詹妮弗·杜德納開發(fā)CRISPR/Cas9基因編輯系統(tǒng)（sgRNA）。2023年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎?？祭锟啤たㄋ趾偷卖敗ろf斯曼開發(fā)mRNA疫苗技術(shù)。2024年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎獲得者

維克托·安布羅斯和加里·魯夫昆發(fā)現(xiàn)微小RNA（miRNA）及其調(diào)控機制2006年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎獲得者

安德魯·法爾和克雷格·梅洛發(fā)現(xiàn)RNA干擾（RNAi）的調(diào)控機制關(guān)于RNA的諾貝爾獎非編碼RNADNARNA轉(zhuǎn)錄2%編碼RNA（mRNA）98%非編碼RNA（ncRNA）蛋白質(zhì)翻譯管家RNArRNAtRNAsnRNAscRNAsnoRNATR調(diào)節(jié)RNAmiRNAsiRNAcircRNAsgRNApiRNAIncRNA加工前體mRNA參與多肽鏈的合成和運輸加工前體核糖體RNA為端粒DNA復制提供模板結(jié)合mRNA，阻止翻譯結(jié)合mRNA，使其降解結(jié)合miRNAmRNA編輯抑制轉(zhuǎn)座酶的表達結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子、招募因子等mRNA1.（模擬題）2023年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎授予了兩位科學家，以表彰他們在mRNA研究上的突破性發(fā)現(xiàn)，這協(xié)助研究出高效抗相關(guān)病毒的mRNA疫苗。他們在研究中遇到的難題是外源裸露的mRNA在體內(nèi)會很快被降解，從而限制蛋白質(zhì)的生成量，另外，體外合成的未修飾的mRNA疫苗進入機體后會被樹突狀細胞識別為外來異物引起強烈免疫反應?；卮鹨韵聠栴}。（2）針對mRNA疫苗易引發(fā)強烈免疫反應問題，科學家用假尿嘧啶核苷代替尿嘧啶核苷，產(chǎn)生堿基修飾的mRNA。綜合題干信息分析，與未修飾的mRNA疫苗相比，堿基修飾的mRNA疫苗作用效果更好，最可能的原因是

。（1）脂質(zhì)納米顆粒（LNP）技術(shù)能使mRNA疫苗不易被降解而發(fā)揮更高效的作用。結(jié)合圖示可知mRNA-LNP以

的方式進入靶細胞，一部分mRNA能從內(nèi)體小泡逃逸，指導合成抗原蛋白，抗原蛋白分泌到細胞外參與激活B細胞，進而導致產(chǎn)生相應的抗體和

，從而提高對病毒的免疫力；一部分mRNA若未實現(xiàn)逃逸，則會被

識別，使mRNA被降解；若逃逸成功也需逃避

的識別，以免被降解。胞吞記憶B細胞TLR7/8、TLR3NLRs堿基修飾的mRNA不會引起免疫系統(tǒng)攻擊，同時使蛋白質(zhì)表達量增加，能更好地激活B細胞，產(chǎn)生更多的相應抗體和記憶細胞，達到更好的預防效果2.（模擬題）胰腺癌素有“癌王之稱”。最近，科學家們又發(fā)現(xiàn)了一個罕見的遺傳性基因突變RABL3基因突變，這種基因突變大大增加了個體罹患胰腺癌的風險。RNA干擾是指在進化過程中高度保守的、由雙鏈miRNA基因誘發(fā)的，使某些mRNA高效特異性降解的現(xiàn)象。由于使用RNA干擾技術(shù)可以特異性剔除或關(guān)閉特定基因的表達，該技術(shù)已被廣泛用于探索惡性腫瘤的治療。如圖為嘗試通過RNA干擾治療胰腺癌的機理圖。請回答下列問題:miRNA(1)分析圖示，通過miRNA治療胰腺癌的機理是

。miRNA與RISC結(jié)合，RISC-miRNA復合物活化后，與RABL3mRNA結(jié)合后被降解，從而抑制形成RABL3。(2)若研發(fā)治療胰腺癌的新藥物，請據(jù)圖寫出研發(fā)方案:

。促進轉(zhuǎn)錄因子AP-1活性的藥物;抑制轉(zhuǎn)錄因子KLF5活性的藥物;抑制RABL3mRNA翻譯的藥物miRNA3.（2023湖南）基因Bax和Bd-2分別促進和抑制細胞凋亡。研究人員利用siRNA干擾技術(shù)降低TRPM7基因表達，研究其對細胞凋亡的影響，結(jié)果如圖所示。下列敘述錯誤的是（）A.細胞衰老和細胞凋亡都受遺傳信息的調(diào)控B.TRPM7基因可能通過抑制Bax基因的表達來抑制細胞凋亡C.TRPM7基因可能通過促進Bcl-2基因的表達來抑制細胞凋亡D.可通過特異性促進癌細胞中TRPM7基因的表達來治療相關(guān)癌癥siRNADsiRNA比較項目miRNAsiRNA來源miRNA的產(chǎn)生是內(nèi)源性的，由相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄的莖環(huán)結(jié)構(gòu)RNA的雙鏈部分形成。siRNA的產(chǎn)生是外源性的(如病毒RNA,轉(zhuǎn)基因產(chǎn)生的RNA),由外源dsRNA形成。與mRNA配對情況miRNA往往與目標mRNA不完全互補配對siRNA與目標mRNA完全互補配對作用miRNA往往阻止目標mRNA的翻譯siRNA誘導目標mRNA的降解意義miRNA調(diào)控基因表達,是表觀遺傳的重要手段。降解外來的RNA，保護細胞。相同點1.miRNA和siRNA在產(chǎn)生和發(fā)揮作用是都需要Dicer和RISC。2.miRNA和siRNA都是短的雙鏈RNA，最終都要形成一條單鏈RNA(向?qū)NA)與目標mRNA配對結(jié)合。miRNA與siRNAcircRNA與miRNA4.（2023廣東）放射性心臟損傷是由電離輻射誘導的大量心肌細胞凋亡產(chǎn)生的心臟疾病。一項新的研究表明，circRNA可以通過miRNA調(diào)控P基因表達進而影響細胞凋亡，調(diào)控機制見圖。miRNA是細胞內(nèi)一種單鏈小分子RNA，可與mRNA靶向結(jié)合并使其降解。circRNA是細胞內(nèi)一種閉合環(huán)狀RNA，可靶向結(jié)合miRNA使其不能與mRNA結(jié)合，從而提高mRNA的翻譯水平?；卮鹣铝袉栴}：（1）前體mRNA可被剪切成circRNA等多種RNA。circRNA和mRNA在細胞質(zhì)中通過對

的競爭性結(jié)合，調(diào)節(jié)基因表達。（2）據(jù)圖分析，miRNA表達量升高可影響細胞凋亡，其可能的原因是

。（3）根據(jù)以上信息，除了減少miRNA的表達之外，試提出一個治療放射性心臟損傷的新思路

。miRNA表達量升高，與P基因的mRNA結(jié)合并將其降解的概率上升，導致合成的P蛋白減少，無法抑制細胞凋亡。P蛋白能抑制細胞凋亡，miRNA可通過增大細胞內(nèi)circRNA的含量，靶向結(jié)合miRNA使其不能與P基因的mRNA結(jié)合，從而提高P基因的表達量，抑制細胞凋亡circRNA與miRNA（1）CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)可通過改變

的堿基序列，從而可以任意編輯基因組上的靶序列。若要將目標基因從目標DNA上切除下來，一般需要設(shè)計

種不同的sgRNA。（2）sgRNA依據(jù)

原則與DNA靶序列特異性結(jié)合，引導Cas9蛋白進行切割。實驗發(fā)現(xiàn)，基因編輯有時存在編輯對象出錯而造成“脫靶”，sgRNA的序列越短，脫靶率越高。試分析脫靶最可能的原因：

。sgRNA5.（模擬題）2020年諾貝爾化學獎授予了兩位科學家，以表彰他們開發(fā)了CRISPR/Cas9基因編輯系統(tǒng)，Cas9基因表達的Cas9蛋白像一把“分子剪刀”，在單鏈向?qū)NA(sgRNA）引導下，切割DNA雙鏈以敲除目標基因或插入新的基因。CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)的工作原理如圖所示。sgRNA2堿基互補配對互補配對而脫靶（或非基因編輯對象也可能含有與sgRNA互補配對的堿基序列,造成sgRNA選錯對象與之錯誤結(jié)合而脫靶。sgRNA序列過短，特異性差，易與靶基因以外的DNA序列sgRNApiRNAIncRNA2025屆高考生物二輪專題復習——非編碼RNA謝謝大家！主講人：文鳳時間：2025.3.251.（2023山東）細胞中的核糖體由大、小2個亞基組成。在真核細胞的核仁中，由核rDNA轉(zhuǎn)錄形成的rRNA與相關(guān)蛋白組裝成核糖體亞基。下列說法正確的是（）A.原核細胞無核仁，不能合成rRNAB.真核細胞的核糖體蛋白在核糖體上合成C.rRNA上3個相鄰的堿基構(gòu)成一個密碼子D.細胞在有絲分裂各時期都進行核DNA的轉(zhuǎn)錄B管家RNA2.（2023安徽）大腸桿菌中開始翻譯時，mRNA的起始密碼子（AUG）上游序列5′-AGGAGGU-3′與核糖體rRNA互補識別。下列說法錯誤的是（）A.合成多肽需mRNA、rRNA和tRNA的參與B.rRNA中含有堿基序列5′-UCCUCCA-3′C.起始密碼子決定第一個攜帶氨基酸的tRNA進入核糖體D.核糖體移動至mRNA終止密碼子時，肽鏈合成結(jié)束B管家RNA3.（模擬題）miRNA是一種小分子RNA，某miRNA能抑制W基因控制的蛋白質(zhì)（W蛋白）的合成。如圖為某真核細胞內(nèi)形成該miRNA及其發(fā)揮作用的過程示意圖，下列敘述正確的是（）A.miRNA基因轉(zhuǎn)錄時，RNA聚合酶與該基因上的起始密碼子相結(jié)合B.W基因轉(zhuǎn)錄形成的一分子mRNA中有一個游離磷酸基團，其他磷酸基團均與兩個核糖相連C.miRNA翻譯過程需tRNA來轉(zhuǎn)運氨基酸，tRNA由三個堿基構(gòu)成，這三個堿基被稱為反密碼子D.miRNA抑制W蛋白的合成是通過直接與W基因mRNA結(jié)合BmiRNA4.（模擬題）RNA干擾技術(shù)是指小分子雙鏈RNA(dsRNA)可以特異性地降解或抑制同源mRNA表達，從而抑制或關(guān)閉特定基因表達的現(xiàn)象。下圖是其作用機制，其中Dicer是具有特殊功能的物質(zhì)，RISC是一種復合體。下列有關(guān)分析錯誤的是()A.siRNA和dsRNA分子中的嘧啶數(shù)量等于嘌呤數(shù)量B.Dicer和RISC作用的化學鍵相同，都是磷酸二酯鍵C.RISC能夠?qū)RNA剪切，最可能依賴于RISC中的蛋白質(zhì)D.RNA干擾技術(shù)是指在轉(zhuǎn)錄水平上對特定基因的表達產(chǎn)生抑制作用siRNAD5.circRNA是一類特殊的非編碼閉合環(huán)狀RNA，其形成過程如圖所示。有些circRNA具有多個microRNA(微小RNA)的結(jié)合位點，兩者結(jié)合可解除microRNA對靶基因的抑制作用，進而提高靶基因的表達水平，在基因表達的調(diào)控中發(fā)揮著重要作用。下列相關(guān)敘述錯誤的是(

)A.與mRNA相比，circRNA無游離的磷酸基團，結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定B.microRNA可能通過與靶基因的mRNA堿基互補配對來抑制其翻譯C.過程1和過程2均有磷酸二酯鍵的斷裂和形成，且均需相同的酶參與D.與microRNA和circRNA結(jié)合過程相比，過程1特