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【题目】迟发性脊椎骨骺发育不良(简称SEDL)是一类软骨发有不良遗传病。为了闸明SEDL发病的分子机制,研究人员对SEDL的致病基因和相应正常基因的结构及表达过程进行了研究。(图中mRNA前体E1一E6序列长度分别为67、142、112、147、84、99bp)

(1)RNA适于作DNA的信使的理由之是RNA的分子结构与DNA很相似,______的排列顺序可以储存遗传信息。根据下图信息,mRNA前体剪接加工时,合成功能正常的Sedlin蛋白必需存留的序列是______。

(2)提取患者、携带者和正常人的mRNA,经人工合成(反转录获得cDNA后,PCR扩增)其正常基因和致病基因,结果如下表所示。

mRNA来源

患者

携带者

正常人

产物长度(bp)

567、425

679、567、537、425

679、537

结合上图和表中数据可知,与正常基因的成熟mRNA相比,致病基因的成熟mRNA缺失________序列。

(3)研究人员进一步研究表明:与正常基因相比,致病基因仅在I2区域发生了A//T→C//G碱基对的替换,而且mRNA的起始密码子位于致病基因的成熟mRNA缺失序列内。综合上述研究结果推测,致病基因I2区域的碱基变化导致SEDL遗传病的原因是:I2区域发生的变异类型是________,引起mRNA前体加工过程剪接方式的改变导致_________异常,无法合成________。

【答案】核糖核苷酸(碱基) E1、E3E 6 (E1、E3 、E 4、 E5、E 6) E3 基因突变 成熟mRNA Sedlin蛋白(或功能正常的蛋白)

【解析】

1.根据基因表达过程可知,两种长度不同的成熟mRNA均能翻译成正常的SEDL蛋白;
2.根据PCR对正常基因和致病基因扩增的结果分析可知,患者即隐性纯合子的扩增产物长度分别是567、425;正常人即显性纯合子的扩增产物长度是:679、537。

(1)RNA的分子结构与DNA相似,所以核糖核苷酸(碱基)的排列顺序可以储存遗传信息;根据下图信息可知,mRNA前体剪接加工时,合成功能正常的Sedlin蛋白必需存留的序列是成熟mRNA中的两序列共有部分,即E1、E3E 6 (E1、E3、E4、E5、E 6)。

(2)由图3可知,两种成熟mRNA长度相差一个E2对应的序列即142bp,结合PCR扩增产物可知,正常人和患者两种反转录产物的长度差均为:679-567=112bp;537-425=112bp,说明致病基因缺少了一部分核苷酸序列,结合正常基因各序列的长度E3的长度为112bp,故推测致病基因的成熟mRNA缺少了E3序列。

(3)根据以上分析可知,基因测序结果表明:与正常基因相比,致病基因仅在Ⅰ2区域发生了A//T→C//G碱基对的替换,这种变异方式属于基因突变;致病基因Ⅰ2区域的碱基变化导致SEDL的原因是:Ⅰ序列的碱基变化可引起mRNA前体加工过程剪接方式的改变,导致成熟mRNA异常,最终影响Sedlin蛋白(或功能正常的蛋白)的合成。

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