Question

【題目】遲發(fā)性脊椎骨骺發(fā)育不良（簡(jiǎn)稱SEDL)是一類軟骨發(fā)育不良遺傳病。因其發(fā)病較晚（一般10歲后才出現(xiàn)典型癥狀）而很難對(duì)癥狀前患者進(jìn)行診斷。研究者對(duì)某SEDL家系進(jìn)行了調(diào)查，結(jié)果如圖1（省略的家系成員均與此病無關(guān)），圖中除第V代個(gè)體外其余均已成年。

（1）據(jù)圖1分析， SEDL是由 _________性基因控制的遺傳病，其致病基因最可能位于___染色體上。圖中第V代個(gè)體中，可以確定為雜合子的是_______。

（2）為了實(shí)現(xiàn)對(duì)SEDL的早期診斷和遺傳預(yù)測(cè)，研究者利用遺傳標(biāo)記DXSI6對(duì)該家系成員進(jìn)行分析。已知DXSI6是一類含有CA雙核苷酸重復(fù)序列的標(biāo)記，根據(jù)長(zhǎng)度不同表示為Dl、D2、D3……。該家系部分成員DXSI6標(biāo)記如圖2所示。

①由圖推測(cè)，遺傳標(biāo)記________ (填“D2”、“D8”或“D10”）可作為SEDL致病基因的標(biāo)記。

②結(jié)合圖1、圖2,推測(cè)家系中未能提供檢測(cè)樣本的13號(hào)個(gè)體的DXSI6標(biāo)記是___。

（3）為了闡明SEDL發(fā)病的分子機(jī)制，研究人員對(duì)SEDL的致病基因和相應(yīng)正�；�因的結(jié)構(gòu)及表達(dá)過程進(jìn)行了研究。

① 根據(jù)圖3信息分析，I序列與Sedlin蛋白的氨基酸序列_______（存在／不存在）對(duì)應(yīng)關(guān)系。

② 提取患者、攜帶者和正常人的 mRNA，經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄獲得cDNA后PCR擴(kuò)增其正�；�因和致病基因，結(jié)果如下表所示。

mRNA來源	患者	攜帶者	正常人
擴(kuò)增產(chǎn)物長(zhǎng)度（bp）	567、425	679、567、537、425	679、537

經(jīng)檢測(cè)，SEDL患者體內(nèi)不含Sedlin蛋白。推測(cè)患者發(fā)病的原因：結(jié)合圖 3和上表數(shù)據(jù)可以推知，致病基因的成熟mRNA缺失_______序列（用E1-E5，回答）；

由圖3中兩種成熟mRNA皆能翻譯形成正常的 Sedlin 蛋白推測(cè)，該 mRNA的________位于患者缺失的 mRNA序列內(nèi)，導(dǎo)致翻譯無法啟動(dòng)。

③ 基因測(cè)序結(jié)果表明：與正�；�因相比，致病基因僅在I2區(qū)域發(fā)生了A/T→C/G堿基對(duì)的替換，這種變異方式屬于____________。該變化可引起前體加工過程剪接方式的改變，最終影響蛋白質(zhì)的合成。

Answer 1

【答案】隱 X 20號(hào) D2 D2和D8 不存在 E3 起始密碼子 基因突變

【解析】

由遺傳系譜圖可知，該家系中全是男性患者，又因?yàn)?/span>Ⅱ3患病，但其父親Ⅰ1不患病，故不是伴Y遺傳。無中生有為隱性，又因?yàn)樵摬∧行曰颊叩谋壤�多于女性患者的比例，最可能是�?/span>X隱性遺傳病。

根據(jù)遺傳標(biāo)記結(jié)果可知，12號(hào)患者只有D2一種標(biāo)記，故D2可以作為SEDL致病基因的標(biāo)記。

根據(jù)基因表達(dá)過程可知，兩種長(zhǎng)度不同的成熟mRNA均能翻譯成正常的SEDL蛋白。

根據(jù)PCR對(duì)正�；�因和致病基因擴(kuò)增的結(jié)果分析可知，患者即隱性純合子的擴(kuò)增產(chǎn)物長(zhǎng)度分別是567、425；正常人即顯性純合子的擴(kuò)增產(chǎn)物長(zhǎng)度是：679、537。

（1）由Ⅰ1×Ⅰ2→Ⅱ3，無中生有為隱性，又因?yàn)閳D中患者均為男性，而Ⅱ3的父親Ⅰ1正常，因此最可能是伴X隱性遺傳病。第V代個(gè)體中，20號(hào)的父親是患者，故20號(hào)一定是雜合子。

（2）①根據(jù)圖1分析可知，在5、6、12、14、15、20、21、22個(gè)體中，肯定含有致病基因的有5、12、20，結(jié)合圖2分析，5、12、20都含有D2基因，故推測(cè)D2可以作為該病致病基因的標(biāo)記。

②由圖1和圖2可知，5號(hào)是攜帶者，含有D2和D10，6號(hào)正常，含有D8，可知13、14、15號(hào)都可能為攜帶者，而圖2顯示14號(hào)含有D2和D8，又因?yàn)?/span>22號(hào)含有D2和D8，故推測(cè)13號(hào)很可能同時(shí)含有D2和D8。

（3）①由圖可知，I區(qū)域的核苷酸序列轉(zhuǎn)錄后的序列被剪切掉，再進(jìn)行翻譯，故推測(cè)I區(qū)域的序列與Sedlin蛋白的氨基酸不存在對(duì)應(yīng)關(guān)系。

②由圖3可知，兩種成熟mRNA長(zhǎng)度相差一個(gè)E2對(duì)應(yīng)的序列即142bp，結(jié)合PCR擴(kuò)增產(chǎn)物可知，正常人和患者兩種反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的長(zhǎng)度差均為：679-567=112bp；537-425=112bp，說明致病基因缺少了一部分核苷酸序列；結(jié)合正�；�因各序列的長(zhǎng)度E3的長(zhǎng)度為112bp，故推測(cè)致病基因的成熟mRNA缺少了E3序列，可能導(dǎo)致對(duì)應(yīng)的成熟mRNA缺少了起始密碼子，不能進(jìn)行翻譯，從而導(dǎo)致不能合成SEDL蛋白。

③堿基對(duì)由A/T→C/G，屬于基因突變中堿基對(duì)的替換。該突變可能導(dǎo)致了mRNA前體加工過程剪接方式的改變，最終影響蛋白質(zhì)的合成。