Question

皮肤的完整性对于人体的健康至关重要。遗传性大疱性表皮松解症（epidermolysis bullosa，EB）是由于皮肤结构蛋白缺陷导致皮肤脆性增加，EB患者从出生开始其皮肤如蝴蝶翅膀般脆弱，因此也被称为蝴蝶宝贝。

下图是某EB家系，请回答有关问题：

（1）据家系图判断，该病为____________遗传，Ⅱ₃的基因型是______（基因用A，a表示）。

（2）进一步研究发现，EB患者发病与KLHL24基因有关，科研人员对该家系成员进行基因检测，首先提取不同个体DNA作为模板，通过______技术获得大量KLHL24基因片段，然后进行DNA测序，结果如下图所示：

通过测序发现，Ⅰ₁、Ⅲ₂的该基因为纯合，而Ⅱ₂、Ⅲ₁基因的变异区域出现两种峰叠加的情况，说明Ⅱ₂、Ⅲ₁为______。由此可知该病为_____，Ⅱ₂、Ⅲ₁患病的原因分别是_____________。

（3）研究人员进一步分析测序结果发现突变基因中发生的碱基对变化是______，表达生成的蛋白质比正常的蛋白质少了前28个氨基酸，可能的原因是___________

（4）后续研究发现，KLHL24蛋白是一种泛素化连接酶，可使皮肤角蛋白14（KRT14）被泛素化。已知在正常皮肤中，KLHL24蛋白会发生自身泛素化和降解，因此含量维持在较低水平。在EB病人皮肤中KLHL24蛋白的前28个氨基酸缺失，导致_______从而使表皮基底层细胞变的脆弱和易脱落。

Answer

常染色体隐性 AA或Aa PCR 杂合子 常染色体显性遗传病（显性遗传病、伴X显性遗传病） 基因突变、遗传了母亲Ⅱ2的突变基因 C/G→A/T 基因突变后导致转录生成的mRNA中的起始密码子发生改变导致，翻译时只能从下游的第29个密码子开始，使得生成的蛋白质比原有蛋白质少28个氨基酸 KLHL24蛋白自身泛素化和降解的过程被抑制，含量升高；进而导致KRT14（皮肤角蛋白14）的过度泛素化并被降解

【解析】

识图分析可知，系谱图中亲代Ⅰ1和Ⅰ2表现正常，而子代中Ⅱ2女儿患病，即“无中生有为隐性，且女病父正非伴性”，则该病为常染色体隐性遗传病，控制该性状的基因用A，a表示，则亲代Ⅰ1和Ⅰ2的基因型均为Aa，子代Ⅱ3表现正常，其基因型为AA或Aa。由于系谱图中Ⅲ1患病，则亲代中Ⅱ1的基因型为Aa。

（1）根据以上分析可知，EB为常染色体隐性遗传病，由于亲代Ⅰ1和Ⅰ2的基因型均为Aa，子代Ⅱ3表现正常，其基因型为AA或Aa。

（2）PCR扩增技术可以在体大量外扩增DNA分子片段，因此利用PCR扩增技术获得大量KLHL24基因片段，根据图示测序的结果可知，Ⅰ1、Ⅲ2的该基因为纯合，而Ⅱ2、Ⅲ1基因的变异区域出现两种峰叠加的情况，说明Ⅱ2、Ⅲ1为杂合子，由于Ⅱ2、Ⅲ1为患者，故说明该病为显性遗传病，根据系谱图Ⅰ1和Ⅰ2均表现正常，故都为隐性纯合子，则后代Ⅱ2患病的原因是发生了基因突变，其中的一个隐性基因突变为显性基因，而Ⅱ2为Ⅲ1患者的母亲，则为Ⅲ1患病的原因是从Ⅱ2母亲遗传了致病基因所致。

（3）根据测序图可知，正常的隐性基因此处峰值只有G碱基，而患者此处出现两种峰叠加，既有G碱基又有T碱基出现，说明T碱基是突变后出现的，即原来DNA分子中C/G→A/T，根据题意可知，突变后的基因指导合成的蛋白质中少了前28个氨基酸，推测可能基因突变后导致转录生成的mRNA中的起始密码子发生改变，导致翻译时只能从下游的第29个密码子开始，使得生成的蛋白质比原有蛋白质少28个氨基酸。

（4）根据题意可知，KLHL24蛋白是一种泛素化连接酶，可使皮肤角蛋白14（KRT14）被泛素化。在正常皮肤中，KLHL24蛋白会发生自身泛素化和降解，因此含量维持在较低水平。而在EB病人皮肤中KLHL24蛋白的前28个氨基酸缺失，根据结构与功能相适应的特点，结构改变影响了其功能，导致KLHL24蛋白自身泛素化和降解的过程被抑制，细胞内该蛋白含量升高；进而导致KRT14（皮肤角蛋白14）的过度泛素化并被降解，从而使表皮基底层细胞变的脆弱和易脱落。