Харківський спеціалізований медико-генетичний центр
Кафедра медицинской генетики ХДМУ
Лекція
Мітохондрії – це великі складні органели клітини, які створюють більшу частину запасу енергії клітини у вигляді молекул АТФ. Вони мають дві мембрани: зовнішню, яка відділяє органелу від цитоплазми і внутрішню, яка створює багаточисельні крипти. Зовнішня мембрана відрізняється високим рівнем проникливості. Внутрішня мембрана містить деякі ферменти циклу лимонної кислоти.
Встановлено, що мітохондрії мають еукаріотичні органели дихання та респіраторно-дихальний АТФ-синтез. В більшості клітин мітохондрії несуть на собі додаткові функції: вони синтезують ліпіди, амінокислоти, піримідини, ліпіди, гем та інші метаболіти. Вони нагадують хімічні заводи, які виробляють широку палітру речовин, мають багаточисельні функції і не можуть покинути клітину. Деякі мітохондріальні протеїни закодовані нуклеарними генами, які синтезовані в екстрамітохондріальній цитоплазмі.
Мітохондрії мають свої особисті ДНК, РНК і рибосоми, самі синтезують частину своїх білків, розмножуються шляхом поділу надвоє. Мітохондріям необхідні білки, які кодуються генами нуклеарних хромосом.
Мітохондрії є «енергетичними субстанціями» клітин. Для участі в енергетичному обміні мітохондрії забезпечуються більш ніж 50 ферментами і ферментними комплексами, які складаються із 40 різних білків.
Таким чином, якщо наступає дефект в мітохондріальній системі, страждає енергетичний обмін у цілому і органи, які містять найбільшу кількість мітохондрій (печінка, мозок, серце, очі).
У 1981 р. у лабораторії молекулярної біології Медичного дослідницького Центру у Кембриджі, науковою групою Ф.Сєнгера була розшифрована нуклеотидна структура ДНК мітохондрій (мтДНК) людини.
За останні роки відкриті патологічні мутації мтДНК в кожному типі мітохондріальних генів і вони лежать в основі мітохондріальних захворювань.
Мітохондріальні захворювання (МТХЗ) класифікуються за типом мутацій. Чим більше накопичується мутацій у мтДНК, тим важче перебіг захворювання. В роботі була використана класифікація мітохондропатій, яка складена у 1992 році Wallace:
1. Місенс-мутантні:
– нейроофтальмопатія Лебера;
– пігментний ретиніт.
2. Мутації у генах т-РНК:
– синдром MERRF,
– синдром MELAS.
3. Делеції або дуплікації ділянок мтДНК:
– зовнішня офтальмопатія;
– синдром Кернса-Сейра;
– синдром Пірсона;
– асиметричний птоз;
– двобічний птоз, який сполучений з офтальмопарезом та слабкістю м’язів нижніх кінцівок;
– ділятаційна кардіоміопатія;
– NARP-синдром
4. Мутації, що знижують число копій мтДНК:
– летальна інфантильна дихальна недостатність;
– синдром молочнокислого ацидозу.
5. Мутації в ядерній ДНК:
– фумарова ацидемія;
– глутарова ацидемія;
– дефіцит ацил-Ко-А-дегідрогенази жирних кислот з довгим вуглецевим ланцюгом;
– дефіцит 3-гідроксіацил-СоА-дегідрогенази жирних кислот з довгим вуглецевим ланцюгом;
– дефіцит ацил-СоА-дегідрогенази жирних кислот з середнім вуглецевим ланцюгом;
– дефіцит ацил-СоА-дегідрогенази жирних кислот з коротким вуглецевим ланцюгом;
– підгостра некротизуюча енцефаломієлопатія Лея;
– прогресуюча склерозуюча поліодистрофія Альперса;
– трихополідистрофія Менкеса.
Для мітохондропатій притаманні наступні органопатії - енцефалопатія, офтальмопатія, міопатія, кардіопатія. Зустрічається також ураження інших органів та систем – нирок, печінки, шкіри. Ураження скелета при мітохондропатіях носить вторинний характер. Найбільш часто зустрічаються низькорослість, кіфоз, сколіоз, лордоз. Можуть відмічатись деформація грудної клітини, дисплазія миско-стегневих суглобів, черепно-лицьові дизморфії.
За період з 2001 – 2004 рр. було обстежено 57 хворих, із них з мітохондропатією - 53, синдромом MELAS - 3, MERRF – 1. Скелетні аномалії, які зустрічались при даних варіантах мітохондропатій: сколіоз 28(62,2%), кіфоз 7(15,6%), дисплазія тазомискових суглобів 1(2,2%), черепно-лицьові дізморфії 18(40%), деформація грудної клітини 5(11,1%), лордоз 3(6,7%), деформація верхніх кінцівок 21(46,7%), деформація нижніх кінцівок 19 (42,2%). У 4 пацієнтів (8,89%) скелетних аномалій не виявлено.
За період з 2001 – 2004 рр. було обстежено 57 хворих, із них з мітохондропатією - 53, синдромом MELAS - 3, MERRF – 1. Скелетні аномалії, які зустрічались при даних варіантах мітохондропатій: сколіоз 28(62,2%), кіфоз 7(15,6%), дисплазія тазомискових суглобів 1(2,2%), черепно-лицьові дізморфії 18(40%), деформація грудної клітини 5(11,1%), лордоз 3(6,7%), деформація верхніх кінцівок 21(46,7%), деформація нижніх кінцівок 19 (42,2%). У 4 пацієнтів (8,89%) скелетних аномалій не виявлено.
У рамках сумісного проекту «Всебічний аналіз епідеміології і механизмів експресії мітохондріальних хвороб у слов’янських популяціях Східної України» з лабораторією молекулярної генетики і генетики розвитку людини при Інституті цитології і генетики Сибірського відділення РАН (м.Новосибірськ, Росія) і лабораторією молекулярної антропології при Пенсильванському університеті (м.Філадельфія, штат Пенсильванія, США) проведено обстеження 49 пацієнтів, які состоять на обліку в ХЦКГ та ПД з підозрою на мітохондропатію.
Із застосуванням сучасних технологій, таких як, секвенування і ПДРФ-аналіз провели дослідження мтДНК, яка виділена із зразків крові та волосся. Зразки були проскріновані на мутацію 8993T/C/G, яка асоційована з хворобою NARP/LEIGH'S, і мутацію 13513G/A, яка звичайно досліджується у випадках з MELAS синдромом, а також і при синдромі Лея. Мутації не були визначені.
Далі були секвеновані гени тРНК-лейцин і тРНК-лізін. Результати сіквенсу приводяться у таблицях.
Повний сіквенс мтДНК
| № зразка
| Варіанти поліморфізму
| Нові мутації
| Амінокислотні заміни
|
|
|
|
|
| 1888G/A
|
|
|
| 2706A/G
|
|
|
| 8697G/A
|
|
|
| 8860G
|
|
|
| 11251A/G
|
|
|
| 11719G/A
|
|
|
| 11812A/G
|
|
|
| 14687A/G
|
|
|
| 14766C/T
|
|
|
| 14905G/A
|
|
|
| 15326A/G
|
|
|
| 15452C/A
|
|
|
| 15607A/G
|
|
|
| 15928G/A
|
|
|
|
|
|
|
| 8860G
| 2857T/C
| rRNA
|
| 15326A/G
| 14553C/T val/ile
| ND6
|
|
|
|
|
| 1719G/A
| 11932C/T
| syn
|
| 2706A/G
| 15034A/G
| syn
|
| 8860G
| 15310T/C
| syn
|
| 11719G/A
| 15397A/G
| syn
|
| 14470T/C
| 15894G/A
| tRNAthr
|
| 14766C/T
|
|
|
| 15326A/G
|
|
|
Результати по секвенуванню гену тРНК лейцину
|
|
|
| № зразка
| Варіанти поліморфізму
| Амінокислотні заміни
| Нові мутації
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| syn
| 3594C/T
|
| 3197T/C
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 3197T/C
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| syn
| 3624A/G
|
| 3336T/C
|
|
|
| 3336T/C
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| syn
| 3705G/A
|
| 3197T/C
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| thr/ala
| 3505A/G
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 3197T/C
| noncoding
| 3305A/G
|
| |
|
|
| 3197T/C
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 3552T/A
|
|
|
|
|
Результати по секвенуванню гену тРНК лізину
| №
зразку
| Варіанти поліморфізму
| Амінокіслотні зміни
| Нові мутації
| Амінокіслотні заміни
|
| 8697G/A
| syn
|
|
|
| 8860G
| thr/ala
|
|
|
| 8701A/G
| thr/ala
|
|
|
| 8860G
| thr/ala
|
|
|
| 8860G
| thr/ala
|
|
| 8+
| None
|
|
|
|
| 8856G/A
| syn
|
|
|
| 8860G
| thr/ala
|
|
|
|
|
|
|
|
| 8860G
| thr/ala
|
|
|
| 8697G/A
| syn
|
|
|
| 8860G
| thr/ala
|
|
|
| 8860G
| thr/ala
|
|
|
| 8697G/A
| syn
|
|
|
| 8860G
| thr/ala
|
|
|
| 8860A (CRS)
| -
|
|
|
|
|
|
|
|
| 8860G
| thr/ala
| 9018T/C
| syn
|
|
|
| 8164C/T
| syn
|
|
|
| 8164C/T
| syn
|
| 8860A (CRS)
| -
|
|
|
| 8251G/A
| syn
| 8836A/G
| met/val
|
| 8472C/T
| pro/leu2
|
|
|
| 8860G
| thr/ala
|
|
|
| 8697G/A
| syn
|
|
|
| 8860G
| thr/ala
|
|
|
| 8697G/A
| syn
|
|
|
| 8860G
| thr/ala
|
|
|
| 8860G
| thr/ala
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 8860G
| thr/ala
|
|
|
|
|
|
|
|
| 8697G/A
| syn
|
|
|
| 8860G
| thr/ala
|
|
|
| 8448T/C
| met/thr
|
|
|
| 8860G
| thr/ala
|
|
|
| 8251G/A
| syn
| 8610T/C
| syn
|
| 8860G
| thr/ala
| 8614T/C
| syn
|
| 8994G/A
| syn
|
|
|
| 8860G
| thr/ala
|
|
|
| 8860G
| thr/ala
|
|
|
| 8448T/C
|
|
|
|
| 8860G
| thr/ala
|
|
|
| 8860G
| thr/ala
|
|
|
| 8337T/C
|
|
|
|
| 8860G
| thr/ala
|
|
|
| 8337T/C
|
|
|
|
| 8860G
| thr/ala
|
|
|
| 8860G
| thr/ala
|
|
|
| 8860G
| thr/ala
|
|
|
|
|
|
|
|
| 8860G
| thr/ala
|
|
|
| 8794C/T
| his/tyr
| 8865G/A
| syn
|
| 8860G
| thr/ala
|
|
|
| 8860G
| thr/ala
| 8592G/A
| syn
|
| 8584G/A
| ala/thr
|
|
|
| 8701A/G
| thr/ala
|
|
|
| 8860G
| thr/ala
|
|
|
| 8860G
| thr/ala
|
|
|
Дата добавления: 2015-09-27 | Просмотры: 564 | Нарушение авторских прав
|