动态突变PBL课件.ppt

Dynamic mutationDynamic mutation动态突变introduction•动态突变是指DNA中的重复序列拷贝数发生不稳定的持续扩增为特征的一类突变•动态突变中的重复序列从3bp～￿33bp不等这种突变是不稳定的,可能随着世代的传递而累积,当重复序列的拷贝数超过某个正常范围时,便会引起疾病或出现脆性位点•动态突变所引起的疾病可有早现和性别差异的特点动态突变CATALOGUE123动态突变的机制动态突变的致病机制动态突变的主要相关疾病动态突变的机制2024/9/17动态突变的机制•重复片段的扩增与DN A复制过程中的错误有关“链滑”机制•DNA复制时,以含有重复序列的DNA单链为模板合成的新链可以由于链滑作用造成碱基错配,•如果错配引起新生链上形成泡状或发卡等单链结构,则造成重复片段的扩增，反之如促使母链形成泡状或发卡结构,也可以导致新生链的缺失•多余环状或发卡结构或者随后被核酸酶切除而修复,或者在错配修复缺陷等情况下未被切割修复而保留在新生链中,从而产生重复序列拷贝数的扩增•冈崎片段的合成过程与链滑的产生可能有关2024/9/17动态突变的机制动态突变的机制•Heidenfelder等通过对等通过对Friedreich共济失调共济失调(￿Friedreich￿'s￿ataxia￿)￿的研究第一次证实了的研究第一次证实了DN￿A复制过程中有复制过程中有(￿GAA)￿n和和(￿TTC)￿n发卡结构的形成。

发卡结构的形成•已发现的几种重复序列已发现的几种重复序列, 如脆性如脆性X 综合征的综合征的CCG以及强直性肌营以及强直性肌营养不良中的养不良中的CAG重复序列重复序列CCG和和CAG,其长度显示了不稳定性的其长度显示了不稳定性的双峰分布双峰分布,小的拷贝数和大的拷贝数之间的差距近似于冈崎片段小的拷贝数和大的拷贝数之间的差距近似于冈崎片段的长度的长度,暗示着动态突变以冈崎片段为单位进行暗示着动态突变以冈崎片段为单位进行滑链”证据：动态突变的机制另一些研究结果却提示重复片段的扩增与细胞增殖没有因果关系•比如在HD转基因小鼠模型中,纹状体中CAG重复发生戏剧性的扩增,而这一区域的神经元几乎没有分裂活动•对DM1(强直性肌营养不良)转基因小鼠不同组织的体外培养实验也表明,在不同的组织中重复片段扩增的次数和细胞分裂次数并不相关反对的声音：动态突变的致病机制1基因功能的丢失基因功能的丢失通过阻断或阻碍基因转录导致基因功能的丢失例如,肌阵挛性癫痫(￿EPM1)是由于cystatin￿B(半胱氨酸蛋白酶抑制剂B)基因转录起始点上游一段12bp重复片段发生扩增,阻断转录因子,是转录功能的丧失而引起的2疾病相关基因功能的获得疾病相关基因功能的获得在动态突变的致病过程中较为常见,￿扩增的CAG重复片段被翻译成多聚谷氨酰胺(￿po￿lyQ￿)￿,从而增加了蛋白质分子中polyQ的长度。

已证明其对细胞核具有毒性,因此polyQ长度的增加是导致疾病发生的一个重要因素动态突变的致病机制3异常异常RN￿A的产生的产生I型DM患者的一种激酶基因的CTG扩增位于3′非翻译区,这种情况同样见于Ⅱ￿型DM不被翻译的CC￿TG扩增这些扩增的重复片段被转录为RN￿A后,突变的RN￿A会滞留在核内,干扰肌核的正常功能,对肌纤维产生毒性11动态突变的主要相关疾病疾病分类异常扩增引起转录过程受阻脆性X综合征（Fragile￿X￿syndrome,￿FXS）、Friedreich￿共济失调（Friedreich￿ataxia,￿FRDA）1异常扩增导致病理性RNA￿毒性蓄积强直性肌营养不良症症1￿型（Myotonicdystrophy￿1,￿DM1）、脊髓小脑性共济失调10￿型（Spinocerebellar￿ataxia￿10,￿SCA10）￿2编码区核苷酸重复序列异常扩增脊髓小脑性共济失调3￿型（Spinocerebellar￿ataxia￿3,￿SCA3）、亨廷顿舞蹈病（Huntington's￿disease,￿HD）和肯尼迪病（Kennedy￿disease,￿KD）等，因其为CAG￿三核甘酸重复序列异常扩增，所以又称为多聚谷氨酰胺疾病(Polyglutamine￿disease)，简称polyQ￿疾病3Huntington 舞蹈病 (HD)999Hunting to n舞蹈病与位于染色体4p16. 3 的IT15基因有关。

•IT15基因在第一个外显子的起始密码子ATG下游处有一段多态性的三核苷酸CAG的重复序列,转录并翻译产生一段多聚谷氨酰胺( po lyQ)连于Hunting ton蛋白的N端•正常人的CAG重复数9～ 34次, HD患者大于36次Huntington 舞蹈病 (HD)•PolyQ可造成可造成Huntington的聚集和沉降的聚集和沉降;￿•Green则提出谷氨酰胺转移酶能够使则提出谷氨酰胺转移酶能够使Hunting￿ton的的po￿lyQ与其他氨基酸的赖与其他氨基酸的赖氨酸残基发生交连会对细胞产生毒性作用氨酸残基发生交连会对细胞产生毒性作用;•￿一些学者认为一些学者认为polyQ￿的扩展会改变的扩展会改变Huntington与其他蛋白的相互作用与其他蛋白的相互作用,从而影从而影响细胞的正常功能响细胞的正常功能;￿•HD病人的神经元中发现一种含有病人的神经元中发现一种含有Huntington￿N￿端片段的蛋白聚集体端片段的蛋白聚集体,￿抑制它抑制它的形成可延缓的形成可延缓HD的进展，但并不确定的进展，但并不确定其他强直性肌营养不良( DM)致病基因位于19q13.￿3，正常人CTG拷贝数为5～￿37个DM患者可达数百个至数千个。

￿CTG)￿n能被转录,￿影响基因的表达,从而出现DM1症状脊髓小脑性共济失调(￿SCAs)表型复杂，大多数由CAG异常扩展所致.RNA￿毒性蓄积核苷酸重复序列异常扩增THANK YOUTHANK YOU。