2. Machado-Joseph Disease

2. Machado-Joseph DiseaseA. På øen Flores i Azorerne forekommer Machado-Joseph Disease (MJD) hos 1 udaf 140 individer. MJD nedarves som vist i figur 1.Årsagen til sygdommen er en stor forøgelse af antallet af såkaldte repeats, kortegentagne DNA-sekvenser, i et exon på kromosom 14. Sygdommen indtræder tidligerei livet jo flere repeats, der forekommer. Sekvensen CAG forekommer normalti et antal på 12-36, hvilket ikke fører til sygdom.Hos personer med tidligt udviklet MJD finder man alleler med 67- 80 repeats, sefigur 2. Det har vist sig, at antallet af repeats øges fra generation til generation iramte familier. Årsagen kendes ikke, men skæv overkrydsning formodes at væreforklaringen.IIIIII1 21 2 3 4 5 6 7 8 9 101 2 3 4 5 6 7 8 9Kvinder med MJDMænd med MJDKvinder uden MJDMænd uden MJDFigur 1. Stamtræ for en familie med Machado-Joseph Disease.a. Analyser og forklar arvegangen vist i figur 1.b. Forklar, hvorfor ændringer i et exon kan medføre sygdom.c. Forklar, hvordan overkrydsningsfejl kan føre til et øget antal CAG-repeats inæste generation.4

B. MJD fører til en uhelbredelig og dødelig ødelæggelse af nervevævet i centralnervesystemet.Genet for MJD koder for et protein, ataxin, som i den defekteudgave ophobes i neuroner i lillehjernen, hjernestammen og den øverste del afden forlængede rygmarv.Sygdommen kan diagnosticeres ved hjælp af DNA-analyse. Efter klipning medrestriktionsenzym (se figur 2) kan det klippede DNA opformeres ved PCR-teknikinden analyse.I figur 3 ses resultatet af en gel-elektroforese på DNA fra familien omtalt ifigur 1.Klippede DNA-fragmenterCAGrepeats........................12-36ca. 4067-80..................................abc.................MJD-gen: 5’...... ATTCGAGGCTAC......TGTAGCCTCAGCAGCAG......CAGCAGCAGCACCTAGCT......ATTCGAGGCTAC......3’Intron Exon IntronFigur 2. MJD-genets placering på kromosom 14. Hos normale ses 12-36 repeats (a), mens man hospersoner med MJD ser fra ca. 40 repeats i sent indtrædende tilfælde (b) og op mod 80 repeatsi tidligt indtrædende tilfælde (c). De stiplede linier angiver klippestedet for et restriktionsenzym.Opgaven fortsætter5

Basepar10080DNA stige I-1 I-2 II-2 III-1 III-2–706050403020+Figur 3. Resultat af elektroforese af DNA fra personer i familien vist i figur 1.I rækken til venstre er vist DNA fragmenter med kendt størrelse.a. Angiv en mulig basesekvens for den PCR-primer, der anvendes ved opformeringenaf DNAet vist i figur 2. Begrund svaret.b. Analyser figur 3 og forklar resultatet af elektroforesen.c. Giv forslag til, hvilke symptomer man kan forvente hos personer med MJD.6