Question

【題目】帕金森綜合征（PD）是中老年人常見的中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病。早發(fā)性PD與遺傳因素關系密切，一般發(fā)病年齡≤45歲。

（1）圖1為某早發(fā)性PD家系圖。據(jù)圖可以初步判斷此病的遺傳方式為________。

（2）已知Parkin基因編碼Parkin蛋白，該基因有12個外顯子（基因中可以表達的部分），結(jié)構(gòu)如圖2所示。對上述家庭六位成員的DNA測序分析發(fā)現(xiàn)，患者Parkin基因的外顯子7存在序列異常，基因相關區(qū)域用MwoI酶處理后，電泳結(jié)果如圖3（bp表示堿基對）。

①II2和II4電泳顯示三個條帶的片段長度分別為272bp、181bp、97bp，結(jié)果說明，與正常人相比，患者的Parkin基因的外顯子7序列異常的具體改變?yōu)?/span>________，從而導致________，出現(xiàn)圖3所示結(jié)果。

②據(jù)電泳圖分析可知患者的Parkin基因組成為________（填“純合”或“雜合”）狀態(tài)，其致病基因來自________，該電泳結(jié)果不能將II2和II4患病的遺傳基礎解釋清楚。

（3）研究者推測該家系的Parkin基因可能還存在其它外顯子的改變，利用熒光定量PCR技術進行進一步的分析。在相同的PCR條件下，設計4對熒光引物，同時擴增外顯子4、7、8、11 ，檢測PCR產(chǎn)物相對量，結(jié)果如圖4。

①結(jié)果顯示，患者細胞中外顯子4的含量為本人其它外顯子的一半，說明患者Parkin基因的外顯子4有1/2是突變的，此變異來自于親代中的________。

②外顯子7的序列改變在此項檢測中并沒有顯現(xiàn)，試分析原因： ________。

③請綜合圖1、3、4結(jié)果，解釋II2患病的原因： ________。

（4）研究發(fā)現(xiàn)一些早發(fā)性PD患者的Parkin基因外顯子11的某位點G被T替換，為研究該突變與早發(fā)性PD的發(fā)生是否有關，請寫出調(diào)查研究思路：________。若調(diào)查結(jié)果為________，則表明該突變與早發(fā)性PD的發(fā)生有關。

Answer 1

【答案】常染色體隱性遺傳病 缺失6個堿基對（堿基對缺失） MwoI酶切位點消失（無法被MwoI酶切） 雜合 I2 I1 堿基序列的改變不在引物結(jié)合區(qū)（堿基序列改變不影響引物與模板的結(jié)合和PCR擴增過程） 患者一個Parkin基因外顯子7堿基對缺失（突變），另一個Parkin基因外顯子4突變 分別調(diào)查若干正常人和早發(fā)PD患者， DNA測序（DNA分子雜交）檢測是否發(fā)生外顯子11的這種突變（檢測外顯子11這種突變基因頻率） 早發(fā)PD患者外顯子11突變的頻率顯著高于正常人群

【解析】

1、根據(jù)系譜圖分析可知：父母正常，而子代中女兒有患病個體，說明該遺傳病屬于常染色體隱性遺傳病。

2、通過圖2電泳結(jié)果比對可以得出P基因的外顯子3是否異常，從而分析系譜圖中各個體的基因組成。

（1）由系譜圖示分析可知：父母正常，而子代中女兒有患病個體，說明早發(fā)型帕金森病屬于常染色體隱性遺傳病。

（2）對上述家庭六位成員的DNA測序分析發(fā)現(xiàn)，患者Parkin基因的外顯子7存在序列異常，基因相關區(qū)域用Mwo I酶處理后，進行電泳。圖3電泳結(jié)果顯示正常人的電泳結(jié)果出現(xiàn)兩個條帶，堿基對長度分別為181bp、97bp，也就是說正常人的外顯子7序列長為178bp，II2和 II4電泳顯示三個條帶的片段長度分別為272bp、181bp、97bp，多出272bp的條帶為異常條帶，說明患者的Parkin基因組成為雜合狀態(tài)，外顯子7序列異常的具體改變?yōu)閴A基對缺失，而且缺失的是6個堿基對，出現(xiàn)272bp條帶的原因是由于堿基對的缺失使得Mwo I酶切位點消失導致的，由圖3電泳結(jié)果可知：I1的外顯子7序列是正常的，即基因組成為純合子，I2為雜合子，所以是I2將致病基因傳給II2和 II4。

（3）在相同的PCR條件下，設計4對熒光引物，同時擴增外顯子4、7、8、11，檢測PCR產(chǎn)物相對量，結(jié)果如圖4。

①結(jié)果顯示，患者細胞中外顯子4的含量為本人其它外顯子的一半，說明患者Parkin基因的外顯子4有1/2是突變的，此變異來自于親代中的I1。

②外顯子7的序列改變在此項檢測中并沒有顯現(xiàn)，原因應為堿基序列的改變不在引物結(jié)合區(qū)。

③綜合圖1、3、4結(jié)果，II2患病的原因患者一個Parkin基因外顯子7堿基對缺失（突變），另一個Parkin基因外顯子4突變。

（4）一些早發(fā)性PD患者的Parkin基因外顯子11的某位點G被T替換，為研究該突變與早發(fā)性PD的發(fā)生是否有關，應該分別調(diào)查若干正常人和早發(fā)PD患者，通過DNA測序檢測是否發(fā)生外顯子11的這種突變；如果調(diào)查結(jié)果為早發(fā)PD患者外顯子11突變的頻率顯著高于正常人群，表明該突變與早發(fā)性PD的發(fā)生有關。