Question

【題目】A型著色性干皮病是一種少見(jiàn)的人類單基因遺傳病，病人因缺乏DNA修復(fù)過(guò)程所需的一種重要蛋白質(zhì)XPA（由XPAC基因控制合成）而在出生后不久即出現(xiàn)皮膚日曬傷，繼而陸續(xù)出現(xiàn)步態(tài)不穩(wěn)、語(yǔ)言障礙、耳聾、視覺(jué)異常等神經(jīng)系統(tǒng)病癥。圖1為一個(gè)該病家族的系譜圖，圖2為對(duì)患者及其父母的XPAC基因測(cè)序的結(jié)果。請(qǐng)回答以下問(wèn)題：

注：圖2測(cè)序結(jié)果中第一行和第二行是分別對(duì)2個(gè)基因的單鏈進(jìn)行測(cè)序的結(jié)果，第2行僅顯示不同位點(diǎn)

（1）從圖1可以判斷出此病的致病基因是位于________染色體上的________性基因。圖2的測(cè)序結(jié)果也支持上述判斷，因?yàn)?/span>________。

（2）已知正常的XPA蛋白含有273個(gè)氨基酸。圖2所示的突變發(fā)生在XPAC基因第631位堿基對(duì)（C∥G→T∥A），使得相應(yīng)位點(diǎn)由精氨酸密碼變?yōu)榻K止密碼子UGA，圖2是顯示的序列是________（“信息鏈”或“模板鏈”），從分子水平上解釋該病的致病機(jī)理是________，導(dǎo)致病人出現(xiàn)多種病癥。

（3）用PCR擴(kuò)增包含該突變位點(diǎn)的一個(gè)長(zhǎng)度為322bp的DNA片段，突變序列的擴(kuò)增片段可用一種限制酶（DdeI）切為長(zhǎng)度分別為197bp和125bp的兩個(gè)片段，但正常序列的擴(kuò)增片段不能被該酶酶切。目前患兒母親再次懷孕，并接受了產(chǎn)前基因診斷，家庭成員及胎兒的PCR擴(kuò)增產(chǎn)物酶切電泳帶型示意圖如圖3所示。

圖3 患者、患者父母、胎兒的PCR擴(kuò)增產(chǎn)物酶切電泳帶型示意圖據(jù)圖分析，胎兒的基因型是________（基因用A、a表示）。用上述方法分別檢測(cè)患者的爺爺和奶奶，結(jié)果分別與II-6、胎兒相同，則II5與II6的基因型相同的概率是________。若人群中患者比例約1/3600，人群中檢測(cè)結(jié)果與II-6相同的比例約為________（以分?jǐn)?shù)式表示）。

（4）研究者從另一個(gè)家庭中找到了一種蛋白質(zhì)XPA蛋白功能缺陷患者，并對(duì)該患者和正常人進(jìn)行基因測(cè)序，部分測(cè)序結(jié)果如圖4所示。據(jù)圖分析，該患者DNA序列上的堿基對(duì)變化是________，不同類型XPA蛋白功能缺陷患者在人群中出現(xiàn)，反映了基因突變具有________的特點(diǎn)。

Answer 1

【答案】常 隱 患者父母都是雜合子，2個(gè)XPAC基因序列不同，患者是純合子，其致病基因來(lái)自父母雙方 信息鏈 基因突變后終止密碼子提前出現(xiàn)，翻譯提前終止形成的XPA蛋白結(jié)構(gòu)異常（缺少63個(gè)氨基酸），導(dǎo)致病人細(xì)胞DNA修復(fù)能力受損 AA 1/2 59/1800 C/G→T/A 不定向

【解析】

據(jù)圖1分析，圖中Ⅱ-6、Ⅱ-7正常，而他們的女兒Ⅲ-9患病，說(shuō)明A型著色性干皮病為常染色體隱性遺傳病，基因用A、a表示，Ⅱ-6、Ⅱ-7都是雜合子即Aa，Ⅲ-9是隱性純合子即aa。圖2為對(duì)患者及其父母的XPAC基因測(cè)序的結(jié)果，根據(jù)圖2第一行和第二行對(duì)2個(gè)基因的單鏈進(jìn)行測(cè)序的結(jié)果，第2行僅顯示了不同位點(diǎn)，圖示說(shuō)明盡管父親和母親的基因相同但是他們的兩個(gè)基因單鏈的序列是不同的，而患者序列檢測(cè)結(jié)果上顯示沒(méi)有不同位點(diǎn)，說(shuō)明兩個(gè)基因序列相同，而患者的基因來(lái)源于親本，故與親本的一個(gè)基因序列相同。

（1）根圖1可知，該病為常染色體隱性遺傳病；圖2中顯示患者父母都是雜合子，2個(gè)XPAC基因序列不同，而患者是純合子，其致病基因分別來(lái)自父母雙方，因此圖2的基因測(cè)序結(jié)果也支持上述判斷。

（2）根據(jù)題意分析，圖2所示的突變發(fā)生在XPAC基因第631位堿基對(duì)（C//G→T//A），使得相應(yīng)位點(diǎn)由精氨酸密碼變?yōu)榻K止密碼子UGA，則終止密碼對(duì)應(yīng)的模板鏈上的堿基序列為ACT，說(shuō)明圖2顯示的序列（TGA）是信息鏈；從分子水平上看，該病的致病機(jī)理是基因突變后終止密碼子提前出現(xiàn)，導(dǎo)致第210位氨基酸后翻譯提前終止，導(dǎo)致形成的XPA蛋白結(jié)構(gòu)異常（缺少63個(gè)氨基酸），最終導(dǎo)致病人細(xì)胞的DNA修復(fù)能力受損，出現(xiàn)多種病癥。

（3）Ⅱ-6和Ⅱ-7的基因型都是Aa，Ⅲ-9的基因型為aa，根據(jù)圖3分析，3號(hào)的電泳圖與4號(hào)胎兒的電泳圖含有的片段完全不同，說(shuō)明他們不含相同的基因，因此胎兒基因型為AA。若用上述方法分別檢測(cè)患者的爺爺和奶奶，結(jié)果分別與II-6、胎兒相同，說(shuō)明Ⅱ-1、Ⅱ-2基因型分別為Aa、AA，則Ⅱ-5的基因型為AA或Aa，其與Ⅱ-6基因型相同的概率為1/2。

（4）據(jù)圖4中堿基序列測(cè)序結(jié)果分析，圖中不同類型曲線分別代表不同堿基，對(duì)比分析可知，正常人的基因序列為CAGTCTCGCAAG，患者的堿基序列為CAGTCTTGCAAG，因此該患者DNA序列上的堿基對(duì)變化是C/G→T/A。不同類型XPA蛋白功能缺陷患者在人群中出現(xiàn)，反映了基因突變具有不定向的特點(diǎn)。