Question

【題目】閱讀以下材料回答問(wèn)題：

染色體外DNA：癌基因的載體

人類DNA通常形成長(zhǎng)而扭曲的雙螺旋結(jié)構(gòu)，其中大約30億個(gè)堿基對(duì)組成了23對(duì)染色體，并奇跡般地?cái)D進(jìn)每個(gè)平均直徑只有6微米的細(xì)胞核中。在真核生物中，正常的DNA被緊緊包裹在蛋白質(zhì)復(fù)合物中。為了讀取DNA的遺傳指令，細(xì)胞依靠酶和復(fù)雜的“機(jī)械”來(lái)切割和移動(dòng)碎片，一次只能讀取一部分，就像是閱讀一個(gè)半開的卷軸。過(guò)去，科學(xué)家們大多是依靠基因測(cè)序，來(lái)研究腫瘤細(xì)胞DNA里的癌基因。最近在《Nature》雜志上發(fā)表的一篇新研究表明，在人類腫瘤細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)大量如“甜甜圈”般的環(huán)狀染色體外DNA（ecDNA，如圖中黑色箭頭所指位置）�？茖W(xué)家們指出，ecDNA是一種特殊的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，看起來(lái)有點(diǎn)像細(xì)菌里的質(zhì)粒DNA。這類獨(dú)立于染色體存在的環(huán)狀DNA在表達(dá)上并不怎么受限，很容易就能啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄和翻譯程序。在人類健康的細(xì)胞中幾乎看不到ecDNA的痕跡，而在將近一半的人類癌細(xì)胞中，都可以觀察到它，且其上普遍帶有癌基因。ecDNA上的癌基因和染色體DNA上的癌基因都會(huì)被轉(zhuǎn)錄，從而推動(dòng)癌癥病情的發(fā)展。但由于兩類癌基因所在的位置不同，發(fā)揮的作用也無(wú)法等同。

當(dāng)癌細(xì)胞發(fā)生分裂時(shí)，這些ecDNA被隨機(jī)分配到子細(xì)胞中。這導(dǎo)致某些子代癌細(xì)胞中可能有許多ecDNA，細(xì)胞中的癌基因也就更多，這樣的細(xì)胞也會(huì)更具危害；而另一些子代癌細(xì)胞中可能沒(méi)有 ecDNA。癌細(xì)胞能夠熟練地使用ecDNA，啟動(dòng)大量癌基因表達(dá)，幫助它們快速生長(zhǎng)，并對(duì)環(huán)境快速做出反應(yīng)，產(chǎn)生耐藥性。研究還發(fā)現(xiàn)，ecDNA改變了與癌癥相關(guān)基因的表達(dá)方式，從而促進(jìn)了癌細(xì)胞的侵襲性，并在腫瘤快速變異和抵御威脅（如化療、放療和其他治療）的能力中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。相比起染色體上的癌基因，ecDNA上的癌基因有更強(qiáng)的力量，推動(dòng)癌癥病情進(jìn)一步發(fā)展。

（1）請(qǐng)寫出構(gòu)成DNA的4種基本結(jié)構(gòu)單位的名稱_____________。

（2）真核細(xì)胞依靠酶來(lái)讀取DNA上的遺傳指令，此時(shí)需要酶的是_______________。（填寫以下選項(xiàng)前字母）

a．解旋酶 b．DNA聚合酶 c．DNA連接酶 d．RNA聚合酶

（3）依據(jù)所學(xué)知識(shí)和本文信息，指出人類正常細(xì)胞和癌細(xì)胞內(nèi)DNA的異同_________________。

（4）根據(jù)文中信息，解釋同一個(gè)腫瘤細(xì)胞群體中，不同細(xì)胞攜帶ecDNA的數(shù)量不同的原 因_________。

（5）依據(jù)所學(xué)知識(shí)和本文信息，提出1種治療癌癥的可能的方法___________________。

Answer 1

【答案】腺嘌呤脫氧核糖核苷酸、鳥嘌呤脫氧核糖核苷酸、胞嘧啶脫氧核糖核苷酸、胸腺嘧啶脫氧核糖核苷酸 d 相同：與蛋白質(zhì)結(jié)合構(gòu)成細(xì)胞核內(nèi)的染色體，還有少量DNA位于線粒體中（或細(xì)胞質(zhì)）

不同：腫瘤細(xì)胞中有位于染色體之外的環(huán)狀DNA（腫瘤細(xì)胞有ccDNA） 因?yàn)槟[瘤細(xì)胞分裂時(shí)，ccDNA是隨機(jī)分配的，所以同一個(gè)腫瘤細(xì)胞群體中，不同細(xì)胞攜帶ccDNA的數(shù)量不同。 研發(fā)抑制ccDNA上癌基因的轉(zhuǎn)錄的藥物，研發(fā)能在細(xì)胞核內(nèi)降解裸露DNA的物質(zhì)

【解析】

真核生物的染色體存在于細(xì)胞核內(nèi)，根據(jù)圖示可知，ecDNA是一種特殊的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，存在染色體周圍，說(shuō)明也存在細(xì)胞核內(nèi)。這類獨(dú)立于染色體存在的環(huán)狀DNA在表達(dá)上并不怎么受限，很容易就能啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄和翻譯程序。在人類健康的細(xì)胞中幾乎看不到ecDNA的痕跡，而在將近一半的人類癌細(xì)胞中，都可以觀察到它，且其上普遍帶有癌基因。ecDNA上的癌基因和染色體DNA上的癌基因都會(huì)被轉(zhuǎn)錄，從而推動(dòng)癌癥病情的發(fā)展。正常細(xì)胞的分裂染色體是平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞中的，而當(dāng)癌細(xì)胞發(fā)生分裂時(shí)，這些ecDNA被隨機(jī)分配到子細(xì)胞中。

（1）DNA的4種基本結(jié)構(gòu)單位的名稱為：腺嘌呤脫氧核糖核苷酸、鳥嘌呤脫氧核糖核苷酸、胞嘧啶脫氧核糖核苷酸、胸腺嘧啶脫氧核糖核苷酸。

（2）真核細(xì)胞依靠酶來(lái)讀取DNA上的遺傳指令的過(guò)程屬于轉(zhuǎn)錄過(guò)程，需要RNA聚合酶，故d符合題意。

（3）由題中資料及所學(xué)知識(shí)可得，人類正常細(xì)胞和癌細(xì)胞內(nèi)DNA相同點(diǎn)為：均與蛋白質(zhì)結(jié)合構(gòu)成細(xì)胞核內(nèi)的染色體，還有少量DNA位于線粒體中（或細(xì)胞質(zhì)）。二者不同點(diǎn)為：腫瘤細(xì)胞中有位于染色體之外的環(huán)狀DNA（腫瘤細(xì)胞有ecDNA）。

（4）由題中信息“當(dāng)癌細(xì)胞發(fā)生分裂時(shí)，這些ecDNA被隨機(jī)分配到子細(xì)胞中”可知，不同細(xì)胞攜帶ecDNA的數(shù)量不同是因?yàn)槟[瘤細(xì)胞分裂時(shí)，ecDNA是隨機(jī)分配的，所以同一個(gè)腫瘤細(xì)胞群體中，不同細(xì)胞攜帶ecDNA的數(shù)量不同。

（5）根據(jù)題意“ecDNA在表達(dá)上并不怎么受限，很容易就能啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄和翻譯程序”，可研發(fā)抑制ecDNA上癌基因的轉(zhuǎn)錄的藥物，從而抑制癌細(xì)胞增殖�；蜓邪l(fā)能在細(xì)胞核內(nèi)降解裸露DNA的物質(zhì)，使其DNA被分解。