脆性X综合征(FXS)患者是由于X染色体上编码F蛋白的基因(F基因)序列中,三个核苷酸(CGG)发生多次重复所致。
(1)图1为某FXS患者家系图,该家系部分个体F基因的cDNA片段检测结果如图2所示。
①在遗传咨询时,通过调查构建图1所示的家系图有助于分析遗传病的 遗传方式遗传方式,推算后代再发风险等。图2是提取患者体内总RNA经过 逆转录逆转录获得cDNA,再利用特异性引物扩增获得的。
②临床观察发现,FXS的男患者通常比女患者症状严重。据图2推测,FXS患者的CGG发生多次重复,可能会导致男患者的F蛋白 不表达不表达,而女患者症状较轻的原因可能是 女性有2条X染色体,一条染色体上F基因可表达出正常蛋白质女性有2条X染色体,一条染色体上F基因可表达出正常蛋白质。
(2)研究发现,FXS发病严重程度与CGG的重复次数有关。正常的X染色体有6~54次重复,而患者有230~2300甚至更多次的重复。CGG的重复次数有随代际增加的倾向,科研人员提出对这一现象的解释,如图3所示。

①据图3可知,以含有CGG重复序列的单链为 模板模板合成子代DNA链时,子链3'端容易滑落并折叠,随3'方向的继续延伸,会导致子链 CGG重复次数增加CGG重复次数增加。
②哺乳动物中,胞嘧啶甲基化易发生在CG二核苷酸处,已知CGG重复序列紧邻F基因起始密码子对应的位置。结合图2中cDNA片段检测结果推测,Ⅱ-3的CGG重复序列导致F基因表达情况发生变化的分子机制可能是 CGG重复序列增多导致CG比例增大,使F基因中胞嘧啶甲基化修饰增多,抑制F基因转录CGG重复序列增多导致CG比例增大,使F基因中胞嘧啶甲基化修饰增多,抑制F基因转录。
(3)研究表明,FXS与智力和情绪障碍有关,患者会出现冲动和癫痫等症状。γ-氨基丁酸(GABA)为海马区神经元分泌的抑制性神经递质。有证据表明,F蛋白与神经元上的GABA受体结合后激活受体的功能,使GABA调控通路发挥正常功能。
①请将下列英文字母填入表格适合的位置,补充实验方案,进一步提供新的证据。
A.野生型小鼠
B.F基因敲除的小鼠
C.生理盐水
D.GABA受体激活剂
E.突触前膜
F.突触后膜
组别 | 1 | 2 | 3 |
实验动物 | A |
B B
|
B B
|
海马区内注射物质 | C |
D D
|
C |
检测指标 |
F F 的电位变化 |
1组和2组不产生动作电位,3组产生动作电位
1组和2组不产生动作电位,3组产生动作电位
则说明上述结论成立。【答案】遗传方式;逆转录;不表达;女性有2条X染色体,一条染色体上F基因可表达出正常蛋白质;模板;CGG重复次数增加;CGG重复序列增多导致CG比例增大,使F基因中胞嘧啶甲基化修饰增多,抑制F基因转录;B;B;D;F;1组和2组不产生动作电位,3组产生动作电位
【解答】
【点评】
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