Question

【題目】皮膚的完整性對于人體的健康至關重要。遺傳性大皰性表皮松解癥（epidermolysis bullosa，EB）是由于皮膚結(jié)構(gòu)蛋白缺陷導致皮膚脆性增加，EB患者從出生開始其皮膚如蝴蝶翅膀般脆弱，因此也被稱為蝴蝶寶貝。

下圖是某EB家系，請回答有關問題：

（1）據(jù)家系圖判斷，該病為____________遺傳，Ⅱ3的基因型是______（基因用A，a表示）。

（2）進一步研究發(fā)現(xiàn)，EB患者發(fā)病與KLHL24基因有關，科研人員對該家系成員進行基因檢測，首先提取不同個體DNA作為模板，通過______技術獲得大量KLHL24基因片段，然后進行DNA測序，結(jié)果如下圖所示：

通過測序發(fā)現(xiàn)，Ⅰ1、Ⅲ2的該基因為純合，而Ⅱ2、Ⅲ1基因的變異區(qū)域出現(xiàn)兩種峰疊加的情況，說明Ⅱ2、Ⅲ1為______。由此可知該病為_____，Ⅱ2、Ⅲ1患病的原因分別是_____________。

（3）研究人員進一步分析測序結(jié)果發(fā)現(xiàn)突變基因中發(fā)生的堿基對變化是______，表達生成的蛋白質(zhì)比正常的蛋白質(zhì)少了前28個氨基酸，可能的原因是___________

（4）后續(xù)研究發(fā)現(xiàn)，KLHL24蛋白是一種泛素化連接酶，可使皮膚角蛋白14（KRT14）被泛素化。已知在正常皮膚中，KLHL24蛋白會發(fā)生自身泛素化和降解，因此含量維持在較低水平。在EB病人皮膚中KLHL24蛋白的前28個氨基酸缺失，導致_______從而使表皮基底層細胞變的脆弱和易脫落。

Answer 1

【答案】常染色體隱性 AA或Aa PCR 雜合子 常染色體顯性遺傳病（顯性遺傳病、伴X顯性遺傳病） 基因突變、遺傳了母親Ⅱ2的突變基因 C/G→A/T 基因突變后導致轉(zhuǎn)錄生成的mRNA中的起始密碼子發(fā)生改變導致，翻譯時只能從下游的第29個密碼子開始，使得生成的蛋白質(zhì)比原有蛋白質(zhì)少28個氨基酸 KLHL24蛋白自身泛素化和降解的過程被抑制，含量升高；進而導致KRT14（皮膚角蛋白14）的過度泛素化并被降解

【解析】

識圖分析可知，系譜圖中親代Ⅰ1和Ⅰ2表現(xiàn)正常，而子代中Ⅱ2女兒患病，即“無中生有為隱性，且女病父正非伴性”，則該病為常染色體隱性遺傳病，控制該性狀的基因用A，a表示，則親代Ⅰ1和Ⅰ2的基因型均為Aa，子代Ⅱ3表現(xiàn)正常，其基因型為AA或Aa。由于系譜圖中Ⅲ1患病，則親代中Ⅱ1的基因型為Aa。

（1）根據(jù)以上分析可知，EB為常染色體隱性遺傳病，由于親代Ⅰ1和Ⅰ2的基因型均為Aa，子代Ⅱ3表現(xiàn)正常，其基因型為AA或Aa。

（2）PCR擴增技術可以在體大量外擴增DNA分子片段，因此利用PCR擴增技術獲得大量KLHL24基因片段，根據(jù)圖示測序的結(jié)果可知，Ⅰ1、Ⅲ2的該基因為純合，而Ⅱ2、Ⅲ1基因的變異區(qū)域出現(xiàn)兩種峰疊加的情況，說明Ⅱ2、Ⅲ1為雜合子，由于Ⅱ2、Ⅲ1為患者，故說明該病為顯性遺傳病，根據(jù)系譜圖Ⅰ1和Ⅰ2均表現(xiàn)正常，故都為隱性純合子，則后代Ⅱ2患病的原因是發(fā)生了基因突變，其中的一個隱性基因突變?yōu)轱@性基因，而Ⅱ2為Ⅲ1患者的母親，則為Ⅲ1患病的原因是從Ⅱ2母親遺傳了致病基因所致。

（3）根據(jù)測序圖可知，正常的隱性基因此處峰值只有G堿基，而患者此處出現(xiàn)兩種峰疊加，既有G堿基又有T堿基出現(xiàn)，說明T堿基是突變后出現(xiàn)的，即原來DNA分子中C/G→A/T，根據(jù)題意可知，突變后的基因指導合成的蛋白質(zhì)中少了前28個氨基酸，推測可能基因突變后導致轉(zhuǎn)錄生成的mRNA中的起始密碼子發(fā)生改變，導致翻譯時只能從下游的第29個密碼子開始，使得生成的蛋白質(zhì)比原有蛋白質(zhì)少28個氨基酸。

（4）根據(jù)題意可知，KLHL24蛋白是一種泛素化連接酶，可使皮膚角蛋白14（KRT14）被泛素化。在正常皮膚中，KLHL24蛋白會發(fā)生自身泛素化和降解，因此含量維持在較低水平。而在EB病人皮膚中KLHL24蛋白的前28個氨基酸缺失，根據(jù)結(jié)構(gòu)與功能相適應的特點，結(jié)構(gòu)改變影響了其功能，導致KLHL24蛋白自身泛素化和降解的過程被抑制，細胞內(nèi)該蛋白含量升高；進而導致KRT14（皮膚角蛋白14）的過度泛素化并被降解，從而使表皮基底層細胞變的脆弱和易脫落。