Question

DNA甲基化是指在DNA甲基化转移酶（Dnmt）的作用下将甲基选择性地添加至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。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8kb。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。图中起始密码子对应位点__________（填“是”或“不是”）RNA聚合酶结合的位点，由该基因控制合成的Dnmt是由_________个氨基酸脱水形成的。

Answer

低 1/2 DNA甲基化转移酶（Dnmt） 不是 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）由题意可知，在Dnmt的催化作用下，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，即DNA分子中发生了碱基由“C”替换为“T”，因此基因中C—G减少、T—A增加，又因C—G中有三个氢键、T—A中有两个氢键，且氢键越多，DNA分子越稳定，因此突变后的DNA分子稳定性降低。

由于刚突变的DNA分子的一条链是正常的，另一条链中的C变为T，复制时以正常链为模板合成的子代DNA分子均异常，由此得出突变DNA分子经过次复制后，所产生的子代DNA分子中正常的DNA占1/2。

（2）根据题干信息可判断DNA甲基化转移酶（Dnmt）可以使DNA甲基化。

（3）RNA聚合酶能够识别转录起点对应的DNA位点（启动子）并与启动子结合，不是起始密码子对应的位点。转录时由起始密码子对应点开始，到终止密码子对应点结束，除去d段，共有，即900个碱基，由于一个密码子由相邻3个碱基构成，且终止密码子不编码氨基酸，故得出该酶由900÷3－1=299个氨基酸脱水缩合而成。