脆性X綜合征(FXS)患者是由于X染色體上編碼F蛋白的基因(F基因)序列中,三個核苷酸(CGG)發(fā)生多次重復(fù)所致。
(1)圖1為某FXS患者家系圖,該家系部分個體F基因的cDNA片段檢測結(jié)果如圖2所示。
①在遺傳咨詢時,通過調(diào)查構(gòu)建圖1所示的家系圖有助于分析遺傳病的 遺傳方式遺傳方式,推算后代再發(fā)風(fēng)險等。圖2是提取患者體內(nèi)總RNA經(jīng)過 逆轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄獲得cDNA,再利用特異性引物擴增獲得的。
②臨床觀察發(fā)現(xiàn),F(xiàn)XS的男患者通常比女患者癥狀嚴重。據(jù)圖2推測,F(xiàn)XS患者的CGG發(fā)生多次重復(fù),可能會導(dǎo)致男患者的F蛋白 不表達不表達,而女患者癥狀較輕的原因可能是 女性有2條X染色體,一條染色體上F基因可表達出正常蛋白質(zhì)女性有2條X染色體,一條染色體上F基因可表達出正常蛋白質(zhì)。
(2)研究發(fā)現(xiàn),F(xiàn)XS發(fā)病嚴重程度與CGG的重復(fù)次數(shù)有關(guān)。正常的X染色體有6~54次重復(fù),而患者有230~2300甚至更多次的重復(fù)。CGG的重復(fù)次數(shù)有隨代際增加的傾向,科研人員提出對這一現(xiàn)象的解釋,如圖3所示。
①據(jù)圖3可知,以含有CGG重復(fù)序列的單鏈為 模板模板合成子代DNA鏈時,子鏈3'端容易滑落并折疊,隨3'方向的繼續(xù)延伸,會導(dǎo)致子鏈 CGG重復(fù)次數(shù)增加CGG重復(fù)次數(shù)增加。
②哺乳動物中,胞嘧啶甲基化易發(fā)生在CG二核苷酸處,已知CGG重復(fù)序列緊鄰F基因起始密碼子對應(yīng)的位置。結(jié)合圖2中cDNA片段檢測結(jié)果推測,Ⅱ-3的CGG重復(fù)序列導(dǎo)致F基因表達情況發(fā)生變化的分子機制可能是 CGG重復(fù)序列增多導(dǎo)致CG比例增大,使F基因中胞嘧啶甲基化修飾增多,抑制F基因轉(zhuǎn)錄CGG重復(fù)序列增多導(dǎo)致CG比例增大,使F基因中胞嘧啶甲基化修飾增多,抑制F基因轉(zhuǎn)錄。
(3)研究表明,F(xiàn)XS與智力和情緒障礙有關(guān),患者會出現(xiàn)沖動和癲癇等癥狀。γ-氨基丁酸(GABA)為海馬區(qū)神經(jīng)元分泌的抑制性神經(jīng)遞質(zhì)。有證據(jù)表明,F(xiàn)蛋白與神經(jīng)元上的GABA受體結(jié)合后激活受體的功能,使GABA調(diào)控通路發(fā)揮正常功能。
①請將下列英文字母填入表格適合的位置,補充實驗方案,進一步提供新的證據(jù)。
A.野生型小鼠
B.F基因敲除的小鼠
C.生理鹽水
D.GABA受體激活劑
E.突觸前膜
F.突觸后膜
組別 | 1 | 2 | 3 |
實驗動物 | A |
B B
|
B B
|
海馬區(qū)內(nèi)注射物質(zhì) | C |
D D
|
C |
檢測指標 |
F F 的電位變化 |
1組和2組不產(chǎn)生動作電位,3組產(chǎn)生動作電位
1組和2組不產(chǎn)生動作電位,3組產(chǎn)生動作電位
則說明上述結(jié)論成立。【答案】遺傳方式;逆轉(zhuǎn)錄;不表達;女性有2條X染色體,一條染色體上F基因可表達出正常蛋白質(zhì);模板;CGG重復(fù)次數(shù)增加;CGG重復(fù)序列增多導(dǎo)致CG比例增大,使F基因中胞嘧啶甲基化修飾增多,抑制F基因轉(zhuǎn)錄;B;B;D;F;1組和2組不產(chǎn)生動作電位,3組產(chǎn)生動作電位
【解答】
【點評】
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