Question

DNA甲基化是指在DNA甲基化转移酶（Dnmt）的作用下将甲基（—CH₃）选择性地添加至DNA上的过程，是一种基本的表观遗传学修饰。在不改变DNA序列的前提下控制基因的表达，在多个生物学过程中发挥重要作用。DNA异常甲基化与肿瘤的发生、发展、细胞癌变有着密切的联系。回答下列问题：

（1）在Dnmt的催化下，DNA中的C—G两个核苷酸的胞嘧啶被选择性地添加甲基，形成5-甲基胞嘧啶，5-甲基胞嘧啶脱氨基生成胸腺嘧啶，该变异属于__________。与正常DNA分子相比，上述变异产生的DNA的稳定性_____(填“低”或“高”)。若一个DNA分子中的一个C—G中的胞嘧啶甲基化后，又发生脱氨基生成了胸腺嘧啶，则该DNA分子经过N次复制后，所产生的子代DNA分子中正常的DNA占_________。

（2）大多数脊椎动物基因组DNA都有少量的甲基化胞嘧啶，且甲基化位点可随DNA的复制而遗传，这是因为DNA复制后，_________可将新合成的未甲基化的位点进行甲基化，从而控制基因的正常表达。

（3）如图表示控制Dnmt的基因内部和周围的DNA片段情况。图中数字表示千碱基对（单位：kb），基因长度共8 kb。已知该基因转录的直接产物mRNA中与d区间对应的区域会被加工切除，而成为成熟的mRNA。由该基因控制合成的Dnmt是由_______个氨基酸脱水形成的。

Answer

基因突变 低 1/2 DNA甲基化转移酶（Dnmt） 299

【解析】

基因突变是基因结构的改变，包括碱基对的增添、缺失或替换。基因突变发生的时间主要是细胞分裂的间期．基因突变的特点是低频性、普遍性、少利多害性、随机性、不定向性。

（1）在Dnmt的催化下，DNA中的C—G两个核苷酸的胞嘧啶被选择性地添加甲基，形成5-甲基胞嘧啶，5-甲基胞嘧啶脱氨基生成胸腺嘧啶，该变异发生了碱基对的替换，属于基因突变。与正常DNA分子相比，上述变异产生的DNA不能正常配对，稳定性降低。若一个DNA分子中的一个C—G中的胞嘧啶变成了胸腺嘧啶，由于DNA复制属于半保留复制，则该DNA分子经过N次复制后，所产生的子代DNA分子中正常的DNA占1/2。

（2）大多数脊椎动物基因组DNA甲基化位点可随DNA的复制而遗传，这是因为DNA复制后，DNA甲基化转移酶（Dnmt）可将新合成的未甲基化的位点进行甲基化，从而控制基因的正常表达。

（3）由图可知，由起始密码子对应位点到终止密码子对应位点=5.8-1.7=4.1kb，再切除d区间3.2kb，成熟mRNA翻译的序列对应长度为4.1-3.2=0.9kb，由mRNA上3个相邻碱基决定1个氨基酸，且终止密码子没有对应的氨基酸可知，由该基因控制合成的Dnmt含有的氨基酸残基=（900-3）/3=299。