Ugrás a tartalomhoz

Molekuláris diagnosztika

Dr. Balogh István, Dr. Kappelmayer János, Dr. Tőzsér József (2011)

Debreceni Egyetem

3. fejezet - 3. Mutációtípusok (folytatás)

3. fejezet - 3. Mutációtípusok (folytatás)

Tartalom

A korábbiakban ismertetett pontmutációk (missense, nonsense, splicingot vagy szabályzó elemeket érintő) képviselik a patogén mutációk leggyakoribb típusait. Vannak azonban olyan molekuláris eltérések, melyek esetén az eredeti nukleotid szám változik meg. Az ilyen mutációk nagysága az egy nukleotidtól a fénymikroszkóppal látható tartományig terjedhet. Inzerciónak nevezzük egy vagy több nukleotid beékelődését a szekvenciába. Az inzerció hatása nagymértékben függ a beékelődött nukleotidok számától. Ha egy kódoló génszakaszba hárommal nem osztható számú nukleotid ékelődik be, az olvasási keret eltolódik. Ez esetben a mutációtól a gén 3’ vége felé eső nukleotidok teljesen más szekvenciájú fehérjét fognak kódolni, amely az eredeti funkcióját szinte bizonyosan nem képes ellátni. Az olvasási keret eltolódásával járó inzerciók statisztikailag általában korai stop kodon beépülést is jelentenek. A 3.1. ábrán egy adenin nukleotid inzerciója látható, mely az olvasási keretet eltolja, így az eredetileg hisztidin aminosavakat kódoló tripletek teljesen megváltoznak.

3.1. ábra - 3.1. ábra. Inzerció

3.1. ábra. Inzerció

A genetikai állományban bekövetkező eltérések a fenti egy nukleotidtól a több kilobázist érintő eltérésekig terjednek, bizonyos esetben egész kromoszóma szakaszok is mutálódhatnak, mint a 3.2. ábrán látható duplikáció. Ezek mérete elérheti azt a nagyságrendet, melyet kromoszóma festéssel fénymikroszkóp alatt, vagy fluoreszcencia in situ hibridizáció (FISH) módszerrel vizsgálhatunk. Az ilyen nagy mértékű, akár több száz különböző gént érintő kromoszóma átrendeződésnek számos következménye lehet. Az érintett régiótól illetve a töréspontoktól függően szerepet játszhat rosszindulatú daganat kialakulásában, vagy problémát okozhat a duplikálódott génekről átíródó normálisnál nagyobb mennyiségű fehérje is.

3.2. ábra - 3.2. ábra. Duplikáció

3.2. ábra. Duplikáció

A fenti inzerciós, illetve duplikációs jellegű mutációtípusok ellenpárja a deléció. Deléciónak nevezzük egy vagy több nukleotid kiesését a szekvenciából. A deléció hatása analóg az inzercióéval, azaz nagymértékben függ a beékelődött nukleotidok számától. Ez esetben is, ha egy kódoló génszakaszból hárommal nem osztható számú nukleotid esik ki, az olvasási keret eltolódik. Ekkor a mutációtól a gén 3’ vége felé eső nukleotidok teljesen más szekvenciájú fehérjét fognak kódolni, amely az eredeti funkcióját nem képes ellátni. Az olvasási keret eltolódásával járó deléciók statisztikailag általában korai stop kodon beépülést is jelentenek. A 3.3. ábrán egy adenin nukleotid deléciója látható, mely az olvasási keretet eltolja, és az eredeti hisztidinekből álló aminosav motívumot teljesen megváltoztatja.

3.3. ábra - 3.3. ábra. Deléció

3.3. ábra. Deléció

A transzlációs nyitott olvasási keret az első, metionint kódoló ATG kodonnal kezdődik. Az olvasási keret eltolódással járó mutációk olyan deléciók vagy inzerciók, melyek hárommal nem osztható számú nukleotidot érintenek. Az olvasási keret eltolódással járó mutációk szinte mindig kórosak és korai stop kodon keletkezésével járnak. Az ily módon keletkezett mRNS általában elbomlik, róla fehérje termék nem keletkezik. Olvasási keret eltolódást nemcsak egy vagy néhány nukleotidot érintő mutációk okozhatnak, teljes exonokat érintő deléciók, vagy duplikációk hatása is ez lehet. Az egyik leggyakoribb súlyos monogénes genetikai betegség, az X kromoszómához kötött Duchenne / Becker típusú izomsorvadás leggyakoribb mutációi, a nagy deléciói olvasási keretet érintő állapota okozza egyik vagy másik egymástól nagymértékben eltérő (és igen különböző prognosztikával bíró) fenotípust. Ha a deléció az olvasási keretet eltolja, Duchenne, ha nem, Becker típusú lesz az izomdisztrófia. A 3.4. ábra olvasási keret eltolódást mutat, arra nem utal viszont, hogy az deléció vagy inzerció miatt alakult ki.

3.4. ábra - 3.4. ábra. Olvasási keret eltolódás

3.4. ábra. Olvasási keret eltolódás