题目内容
【题目】皮肤的完整性对于人体的健康至关重要。遗传性大疱性表皮松解症(epidermolysisbullosa, EB)是由于皮肤结构蛋白缺陷导致皮肤脆性增加,EB患者从出生开始其皮肤如蝴蝶翅膀般脆弱,因此也被称为蝴蝶宝贝。下图是某EB家系,请回答有关问题:
(1)据家系图判断,该病为_____遗传, II3的基因型是_____(基因用A,a表示)。
(2)进一步研究发现,EB患者发病与KLHL24基因有关。科研人员对该家系成员进行基因检测,首先提取不同个体DNA作为模板,通过_________技术获得大量KLHL24基因片段,然后进行DNA测序,结果如图所示:
通过测序发现,I1、III2的该基因为纯合,而II2、III1基因的变异区域出现两种峰叠加的情况,说明II2、III1为_________。由此可知该病为_________,II2、III1患病的原因分别是______________。
(3)研究人员进一步分析测序结果发现突变基因中发生的碱基对变化是________,表达生成的蛋白质比正常的蛋白质少了前28个氨基酸,可能的原因是_________________。
(4)后续研究发现,KLHL24蛋白是一种泛素化连接酶,可使皮肤角蛋白14(KRT14)被泛素化。已知在正常皮肤中,KLHL24蛋白会发生自身泛素化和降解,因此含量维持在较低水平。在EB病人皮肤中KLHL24蛋白的前28个氨基酸缺失,导致其自身泛素化和降解的过程被_________,其含量升高,进而导致_________的过度泛素化并被降解,从而使表皮基底层细胞变的脆弱和易脱落。
【答案】常染色体隐性 AA或Aa PCR 杂合子 常染色体显性遗传病(显性遗传病、伴X显性遗传病) 基因突变 遗传了母亲II2的突变基因 C/G→A /T 基因突变后导致转录生成的mRNA中的起始密码子发生改变导致,翻译时只能从下游的第29个密码子开始,使得生成的蛋白质比原有蛋白质少28个氨基酸 抑制 KRT14(皮肤角蛋白14)
【解析】
根据“无中生有为隐性,隐性遗传看女病,女病父正非伴性”,结合I1和I2正常,而II2患病,可知该病为常染色体隐性遗传。
(1)根据分析可知该病为常染色体隐性遗传,II2基因型为aa,其父母基因型均为Aa,所以II3的基因型是AA或Aa。
(2)体外扩增目的基因的技术是PCR技术。已知I1、III2的该基因为纯合,II2、III1基因的变异区域出现两种峰叠加,说明II2、III1含有正常基因和致病基因,即为杂合子,即患者表现为显性性状,说明该病为显性遗传病。II2的父母均正常,不含致病基因,则其患病的原因是基因突变。III1的母亲患病,则III1患病的原因是遗传了母亲的突变基因。
(3)与I1、III2相比,II2、III1基因的变异区域中C/G碱基对替换为A/T,基因突变后生成的蛋白质减少了28个氨基酸,可能是基因突变后导致转录生成的mRNA中的起始密码子发生改变,翻译时只能从下游的第29个密码子开始,使得生成的蛋白质比原有蛋白质少28个氨基酸。
(4)EB患者体内KLHL24蛋白含量增加,可推测其自身泛素化和降解过程被抑制,当KLHL24蛋白含量增加时,会导致皮肤角蛋白14过度泛素化并被降解,从而使表皮基底层细胞变的脆弱和易脱落。