Question

【題目】A型著色性干皮病是一種少見的人類單基因遺傳病，病人因缺乏DNA修復(fù)過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)、語言障礙、耳聾、視覺異常等神經(jīng)系統(tǒng)病癥。圖1為一個該病家族的系譜圖，圖2為對患者及其父母的XPAC基因測序的結(jié)果。請回答以下問題：

注：圖2測序結(jié)果中第一行和第二行是分別對2個基因的單鏈進(jìn)行測序的結(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個氨基酸。圖2所示的突變發(fā)生在XPAC基因第631位堿基對（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)的一個長度為322bp的DNA片段，突變序列的擴(kuò)增片段可用一種限制酶（DdeI）切為長度分別為197bp和125bp的兩個片段，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）研究者從另一個家庭中找到了一種蛋白質(zhì)XPA蛋白功能缺陷患者，并對該患者和正常人進(jìn)行基因測序，部分測序結(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XPAC基因序列不同，患者是純合子，其致病基因來自父母雙方 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為對患者及其父母的XPAC基因測序的結(jié)果，根據(jù)圖2第一行和第二行對2個基因的單鏈進(jìn)行測序的結(jié)果，第2行僅顯示了不同位點(diǎn)，圖示說明盡管父親和母親的基因相同但是他們的兩個基因單鏈的序列是不同的，而患者序列檢測結(jié)果上顯示沒有不同位點(diǎn)，說明兩個基因序列相同，而患者的基因來源于親本，故與親本的一個基因序列相同。

（1）根圖1可知，該病為常染色體隱性遺傳�。粓D2中顯示患者父母都是雜合子，2個XPAC基因序列不同，而患者是純合子，其致病基因分別來自父母雙方，因此圖2的基因測序結(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（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，則終止密碼對應(yīng)的模板鏈上的堿基序列為ACT，說明圖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號的電泳圖與4號胎兒的電泳圖含有的片段完全不同，說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患者的爺爺和奶奶，結(jié)果分別與II-6、胎兒相同，說明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中堿基序列測序結(jié)果分析，圖中不同類型曲線分別代表不同堿基，對比分析可知，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)。