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修復過程所需的一種重要蛋白質XPA（由XPAC基因控制合成）而在出生后不久即出現皮膚日曬傷，繼而陸續出現步態不穩、語言障礙、耳聾、視覺異常等神經系統病癥。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基因測序的結果。請回答以下問題：

注：圖2測序結果中第一行和第二行是分別對2個基因的單鏈進行測序的結果，第2行僅顯示不同位點

（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的測序結果也支持上述判斷，因為______________________。

（2）已知正常的XPA蛋白含有273個氨基酸。圖2所示的突變發生在XPAC基因第631位堿基對（C//G→T//A），使得相應位點由精氨酸密碼變為終止密碼子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理是___________，導致病人出現多種病癥。

（3）用PCR擴增包含該突變位點的一個長度為322bp的DNA片段，突變序列的擴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，并接受了產前基因診斷，家庭成員及胎兒的PCR擴增產物酶切電泳帶型示意圖如圖3所示。

據圖分析，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，結果分別與Ⅱ-6、胎兒相同，則Ⅱ-5與Ⅱ-6的基因型相同的概率是___________。

（4）研究者從另一個家庭中找到了一種蛋白質XPA蛋白功能缺陷患者，并對該患者和正常人進行基因測序，部分測序結果如圖4所示。據圖4分析，該患者DNA序列上的堿基對變化是____________________。

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，翻譯提前終止形成的XPA蛋白結構異常（缺少63個氨基酸），導致病人細胞的DNA修復能力受損AA50%C/G→T/A

【解析】

據圖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，Ⅱ-6、Ⅱ-7都是雜合子，Ⅲ-9是隱性純合子。據圖2分析，父親和母親的基因序列相同，但是他們的兩個基因的序列不同，而患者的兩個基因序列相同，且與親本的一個基因序列相同。

（1）根據以上分析已知，該病為常染色體隱性遺傳病；由于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，其致病基因來自父母雙方，因此圖2的測序結果也支持上述判斷。

（2）根據題意分析，圖2所示的突變發生在XPAC基因第631位堿基對（C//G→T//A），使得相應位點由精氨酸密碼變為終止密碼子UGA，則終止密碼對應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，該病的致病機理是基因突變后終止密碼子提前出現，翻譯提前終止，導致形成的XPA蛋白結構異常（缺少63個氨基酸），最終導致病人細胞的DNA修復能力受損，出現多種病癥。

（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。根據題意分析，患者的爺爺奶奶的電泳圖分別與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）據圖分析，比較正常個體和患者的堿基種類和順序可知，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。