Question

【題目】地中海貧血癥屬于常染色體遺傳病。一對夫婦生有一位重型β地中海貧血癥患兒，分析發現，患兒血紅蛋白β鏈第39位氨基酸的編碼序列發生了突變（C→T）。用PCR擴增包含該位點的一段DNA片段l，突變序列的擴增片段可用一種限制酶酶切為大小不同的兩個片段m和s；但正常序列的擴增片段不能被該酶酶切，如圖（a）。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見圖（b）。（終止密碼子為UAA、UAG、UGA。）

（1）在獲得單鏈模板的方式上，PCR擴增與體內DNA復制不同，前者通過__________解開雙鏈，后者通過________解開雙鏈。

（2）據圖分析，胎兒的基因型是_______（基因用A、a表示）。患兒患病可能的原因是_________的原始生殖細胞通過____________過程產生配子時，發生了基因突變；從基因表達水平分析，其患病是由于_____________。

（3）研究者在另一種貧血癥的一位患者β鏈基因中檢測到一個新的突變位點，該突變導致β鏈第102位的天冬酰胺替換為蘇氨酸。如果____________，但____________，則為證明該突變位點就是這種貧血癥的致病位點提供了一個有力證據。

Answer 1

【答案】（1）高溫 解旋酶 （2）Aa 母親 減數分裂 突變后終止密碼子提前出現，翻譯提前終止形成異常蛋白 （3）該病可遺傳給后代 患者的β鏈不能被限制性酶切割

【解析】（1）PCR是體外擴增DNA的方式，通過高溫的使雙鏈解開，體內DNA的復制則是通過解旋酶使DNA雙鏈解開。 （2）由題意可知重度β地中海貧血是隱性遺傳病，突變后的序列可以被剪切成m和s的兩個片段，而正常序列無法被剪切，因此母親、父親、患兒和胎兒的基因型分別為：AA、Aa、aa和Aa，母親和父親的基因型為AA和Aa，生下患兒可能是因此母親的原始生殖細胞通過減數分裂產生配子時發生了基因突變。由圖可知，其突變為由模板鏈的CTC突變成ATC，mRNA上由GAG變成UAG，因此終止密碼子提前出現，使翻譯提前終止。（3）如果這種貧血病可以遺傳給后代，而又能證實不是重型地中海貧血，即β鏈不能被限制性酶切割，則為證明該突變位點就是這種貧血病的致病點提供了有力證據。

		細胞內DNA復制	PCR
不同點	解旋	解旋酶，邊解旋邊復制	80～100 ℃高溫解旋，雙鏈完全分開
	酶	解旋酶，DNA聚合酶，DNA連接酶	TaqDNA聚合酶
	引物	RNA	DNA或RNA
	能量	ATP	不加
	溫度	體內溫和條件	高溫
	子鏈合成	一條鏈連續（先導鏈），另一條鏈不連續，先合成片段，再由DNA連接酶連接（滯后鏈）	兩條子鏈均連續合成
相同點		① 提供DNA模板②四種脫氧核苷酸作原料③子鏈延伸的方向都是從5′端到3′端