Question

【題目】多發(fā)性骨軟骨瘤是一種罕見的骨骼異常疾病，可導(dǎo)致一系列的并發(fā)癥如疼痛、畸形、局部血管、神經(jīng)等壓迫、骨折、惡變等，嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量。

（1）科研人員發(fā)現(xiàn)該病發(fā)生主要與Ext1基因有關(guān)，圖1為某患病家族的系譜圖，構(gòu)建該系譜圖需要研究者調(diào)查______________等數(shù)據(jù)。如果Ⅱ-6不攜帶致病基因，該病為顯性遺傳病，Ⅲ-3和Ⅲ-4生一個(gè)正常孩子的概率是________。從基因型上分析Ⅲ-4為________。

（2）為揭示該病的治病機(jī)理，科研人員對(duì)該家庭成員進(jìn)行DNA、RNA提取，設(shè)計(jì)EXT1基因特異引物，PCR特異性擴(kuò)增、測(cè)序，結(jié)果發(fā)現(xiàn)EXT1基因第4外顯子存在缺失突變，導(dǎo)致患者只能合成402個(gè)氨基酸組成的截短型蛋白，而正常人EXT1編碼全長(zhǎng)746氨基酸多肽，據(jù)此我們可以推斷該家庭患病的原因________________。Ⅲ-4體內(nèi)EXT1基因有________種序列。

（3）為生育健康的孩子，Ⅲ-3和Ⅲ-4接受了胚胎移植前的________。大致過程：體外受精獲得受精卵，受精卵經(jīng)______________發(fā)育成囊胚，以囊胚細(xì)胞的DNA為模板，PCR特異性擴(kuò)增測(cè)序進(jìn)行篩查。

（4）PCR過程中可能會(huì)因堿基對(duì)的________而發(fā)生基因突變，導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果與胚胎實(shí)際基因組成不符。SNP是由單個(gè)堿基變異所引起的DNA序列多樣性位點(diǎn)，在人類基因組中廣泛存在�？蒲腥藛T在對(duì)該家庭成員檢測(cè)致病基因的同時(shí)，檢測(cè)到一些SNP位點(diǎn)在患者和正常家庭成員不同，患者的SNP序列非常一致，說明減數(shù)分裂這些SNP位點(diǎn)和EXT1________________到配子。下圖為III-3和II-4減數(shù)分裂產(chǎn)生配子形成胚胎的過程。

注：表示染色體，A、G表示同一SNP位點(diǎn)上的不同堿基組成

請(qǐng)參照該圖，畫出胚胎2中SNP位點(diǎn)的堿基組成________，由上圖推測(cè)____________不能用于后續(xù)的胚胎移植。

（5）為確保獲得健康胚胎可以選取更多與致病基因___________分子標(biāo)記位點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)分析。

Answer 1

【答案】性別、性狀、親子關(guān)系、婚配關(guān)系、世代數(shù) 1/2 雜合子 EXT1基因第4外顯子發(fā)生堿基對(duì)缺失，導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄mRNA起始密碼子到終止密碼子之間的距離縮短，減少了344個(gè)編碼氨基酸的密碼子。 2種 產(chǎn)前診斷 分裂和分化 增添、缺失、替換 共分離 胚胎1 位于同一染色體上的SNP位點(diǎn)（緊密連鎖不發(fā)生交換）

【解析】

根據(jù)題中譜系圖分析，如果Ⅱ-6不攜帶致病基因，若該病是X染色體隱性遺傳病，則Ⅱ-3號(hào)患病則Ⅲ-2號(hào)必患病，不符合；若該病是X染色體顯性遺傳病，則Ⅱ-5號(hào)患病則Ⅰ-2號(hào)必患病，不符合；若該病是常染色體隱性遺傳病，則Ⅱ-6必含致病基因，不符合，因此該病應(yīng)為常染色體顯性遺傳病。設(shè)控制該病的基因?yàn)?/span>A、a，則Ⅰ-2號(hào)為aa、Ⅱ-5號(hào)為Aa、Ⅱ-6號(hào)為aa、Ⅲ-4號(hào)為Aa、Ⅲ-3號(hào)為aa。

（1）在調(diào)查遺傳病構(gòu)建遺傳系譜時(shí)，需要研究者調(diào)查各世代關(guān)系個(gè)體的性別、性狀、親子關(guān)系、婚配關(guān)系、世代數(shù)等數(shù)據(jù)。若該病是X染色體顯性遺傳病，則Ⅱ-5號(hào)患病則Ⅰ-2號(hào)必患病，不符合；又因?yàn)榇嬖谂�性患者，不符合�?/span>Y遺傳，所以該病應(yīng)為常染色體顯性遺傳病。設(shè)控制該病的基因?yàn)?/span>A、a，則Ⅰ-2號(hào)為aa、Ⅱ-5號(hào)為Aa、Ⅱ-6號(hào)為aa、Ⅲ-4號(hào)為Aa、Ⅲ-3號(hào)為aa，故從基因組成的角度可知Ⅲ-4是雜合子，Ⅲ-3和Ⅲ-4生一個(gè)正常孩子aa的概率是。

（2）根據(jù)題目信息，EXT1基因第4外顯子存在缺失突變，導(dǎo)致翻譯的蛋白質(zhì)肽鏈變短，根據(jù)基因表達(dá)的過程，可推測(cè)該家庭患病的原因可能是：EXT1基因第4外顯子發(fā)生堿基對(duì)缺失，導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄mRNA起始密碼子到終止密碼子之間的距離縮短，減少了344個(gè)編碼氨基酸的密碼子。由于Ⅲ-4號(hào)基因組成為雜合子，所以Ⅲ-4體內(nèi)EXT1基因有2種序列。

（3）在進(jìn)行胚胎移植時(shí)，為生育健康的孩子，接受胚胎移植前要進(jìn)行產(chǎn)前診斷基因篩查。大致過程應(yīng)該是體外受精獲得受精卵，經(jīng)細(xì)胞分裂和分化發(fā)育成囊胚，以囊胚細(xì)胞的DNA為模板，PCR特異性擴(kuò)增測(cè)序進(jìn)行篩查。

（4）基因突變包括堿基對(duì)的增添、缺失、替換，故而PCR過程中可能發(fā)生基因突變，導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果與胚胎實(shí)際基因組成不符�？蒲腥藛T在對(duì)該家庭成員檢測(cè)致病基因的同時(shí)，檢測(cè)到一些SNP位點(diǎn)在患者和正常家庭成員不同，患者的SNP序列非常一致，說明減數(shù)分裂這些SNP位點(diǎn)和EXT1共分離到配子。由圖2分析，胚胎1中SNP位點(diǎn)上堿基組成為A-A，說明Ⅲ-3產(chǎn)生的配子染色體SNP位點(diǎn)上堿基為A，Ⅲ-4產(chǎn)生的配子染色體SNP位點(diǎn)上堿基為A，故Ⅲ-4產(chǎn)生的組成胚胎2的配子染色體SNP位點(diǎn)上堿基為G，故胚胎2中SNP位點(diǎn)堿基組成為；由于患者的SNP序列非常一致，已知該病為常染色體顯性遺傳病，結(jié)合圖1分析，Ⅲ-4中SNP位點(diǎn)上堿基為G的染色體來自Ⅱ-6，應(yīng)不含致病基因，Ⅲ-4中SNP位點(diǎn)上堿基為A的染色體應(yīng)含致病基因，遺傳給胚胎1，則胚胎1必含致病基因，因此不能用于后續(xù)的胚胎移植。

（5）為確保獲得健康胚胎可以選取更多與致病基因位于同一染色體上的SNP位點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)分析。