Metylacja DNA oraz ekspansja trójnukleotydowa


W biochemii metylacja odnosi siÄ™ do zamiany
W biochemii odnosi siÄ™ do zamiany
atomu wodoru na grupÄ™ metylowÄ….
atomu wodoru na grupÄ™ metylowÄ….
Metylacja DNA jest typem modyfikacji DNA,
Metylacja DNA jest typem modyfikacji DNA,
Metylacja DNA oraz ekspansja
Metylacja DNA oraz ekspansja która może zostać odziedziczona i pózniej
która może zostać odziedziczona i pózniej
usunięta bez zmiany oryginalnej sekwencji DNA.
usunięta bez zmiany oryginalnej sekwencji DNA.
trójnukleotydowa
trójnukleotydowa
Zostało udowodnione, że metylacja DNA
Zostało udowodnione, że metylacja DNA
występuje w wielu istotnych biologicznych
występuje w wielu istotnych biologicznych
procesach, takich jak regulacja imprintingu
procesach, takich jak regulacja imprintingu
rodzicielskiego, unieczynnienie chromosomu X
rodzicielskiego, unieczynnienie chromosomu X
czy rozwój nowotworów.
czy rozwój nowotworów.
dr hab. Ewa Balcerczak
dr hab. Ewa Balcerczak
uð Metylacja to proces kowalencyjnego przyÅ‚Ä…czania grup
uð Metylacja to proces kowalencyjnego przyÅ‚Ä…czania grup
uðMetylacja jest poreplikacyjnÄ… enzymatycznÄ…
uðMetylacja jest poreplikacyjnÄ… enzymatycznÄ…
metylowych do zasad azotowych nukleotydów.
metylowych do zasad azotowych nukleotydów.
modyfikacjÄ… DNA.
modyfikacjÄ… DNA.
uð W procesie tym uczestnicz Ä… enzymy przenoszÄ…ce
uð W procesie tym uczestnicz Ä… enzymy przenoszÄ…ce
uðProces ten należy do zmian epigenetycznych,
uðProces ten należy do zmian epigenetycznych,
grupy metylowe (metylotransferazy).
grupy metylowe (metylotransferazy).
które w odróżnieniu od genetycznych nie
które w odróżnieniu od genetycznych nie
uð Najczęściej produktami metylacji sÄ…:
uð Najczęściej produktami metylacji sÄ…:
zależą od sekwencji DNA i polegają na zmianie
zależą od sekwencji DNA i polegają na zmianie
C5- metylocytozyna (m5C), N6- metyloadenina (m6A) i
C5- metylocytozyna (m5C), N6- metyloadenina (m6A) i
funkcji lub ekspresji genu.
funkcji lub ekspresji genu.
N4- metylocytozyna (m4C)
N4- metylocytozyna (m4C)
uðSÄ… to zmiany odwracalne. Oprócz metylacji do
uðSÄ… to zmiany odwracalne. Oprócz metylacji do
m4C występuje w obrębie Procaryota,
m4C występuje w obrębie Procaryota,
tych zmian należy zmiana struktury
tych zmian należy zmiana struktury
m5C u Procaryota i Eucaryota,
m5C u Procaryota i Eucaryota,
chromatyny spowodowana modyfikacją białek
chromatyny spowodowana modyfikacją białek
m6A u Procaryota i zasadniczo u niższych Eucaroytów (bezkręgowców)
m6A u Procaryota i zasadniczo u niższych Eucaroytów (bezkręgowców)
histonowych.
histonowych.
ROLA DNA-METYLOTRANSFERAZ
ROLA DNA-METYLOTRANSFERAZ
(DNMT) W PROCESIE METYLACJI
(DNMT) W PROCESIE METYLACJI
uð Enzymy te katalizujÄ… przyÅ‚Ä…czenie siÄ™ grup metylowych pochodzÄ…cych od donora
uð Enzymy te katalizujÄ… przyÅ‚Ä…czenie siÄ™ grup metylowych pochodzÄ…cych od donora
S-adenozylo-L-metioniny (AdoMet) do węgla C5 w obrębie pierścienia
S-adenozylo-L-metioniny (AdoMet) do węgla C5 w obrębie pierścienia
pirymidynowego cytozyny lub do grupy aminowej adeniny (N6) l ub cytozyny (N4).
pirymidynowego cytozyny lub do grupy aminowej adeniny (N6) l ub cytozyny (N4).
uð Produktami tych reakcji sÄ…: zmetylowany DNA i S-adenozylo-L-homocysteina
uð Produktami tych reakcji sÄ…: zmetylowany DNA i S-adenozylo-L-homocysteina
(AdoHcy) .
(AdoHcy) .
uð DNA- metylotransferazy to rodzina enzymów, do których zalicza siÄ™ DNMT1,
uð DNA- metylotransferazy to rodzina enzymów, do których zalicza siÄ™ DNMT1,
DNMT2, DNMT3A i DNMT3B oraz DNMT3L .
DNMT2, DNMT3A i DNMT3B oraz DNMT3L .
uð DNMT1 katalizuje 97-99,9% procesu metylacji zachodzÄ…cego podczas mitozy.
uð DNMT1 katalizuje 97-99,9% procesu metylacji zachodzÄ…cego podczas mitozy.
Enzym ten jest odpowiedzialny za przekazanie stałego profilu metylacji.
Enzym ten jest odpowiedzialny za przekazanie stałego profilu metylacji.
Rozpoznaje hemimetylowane dinukleotydy CpG na matczynej i potomnej nici DNA
Rozpoznaje hemimetylowane dinukleotydy CpG na matczynej i potomnej nici DNA
i przenosi grupy metylowe z AdoMet do cytydyny zlokalizowanej na
i przenosi grupy metylowe z AdoMet do cytydyny zlokalizowanej na
niezmetylowanej nici potomnej.
niezmetylowanej nici potomnej.
uð DNMT3A i 3B sÄ… odpowiedzialne za metylacjÄ™ de novo . Enzymy te sÄ… szczególnie
uð DNMT3A i 3B sÄ… odpowiedzialne za metylacjÄ™ de novo . Enzymy te sÄ… szczególnie
ważne w rozwoju embrionalnym, kie dy to ustala się wzór metylacji. Ich rola w
ważne w rozwoju embrionalnym, kie dy to ustala się wzór metylacji. Ich rola w
dojrzałych komórkach jest nie do końca wyjaśniona. Podejrzewa się, że DMNT3B
dojrzałych komórkach jest nie do końca wyjaśniona. Podejrzewa się, że DMNT3B
podtrzymuje metylację pericentrycznej heterochromatyny. DNMT3L pośrednio
podtrzymuje metylację pericentrycznej heterochromatyny. DNMT3L pośrednio
uczestniczy w procesie metylacji DNA. Nie ma właściwości katalitycznych, ale
uczestniczy w procesie metylacji DNA. Nie ma właściwości katalitycznych, ale
stymuluje aktywność metylotransferaz de novo i zwiększa ich powinowactwo do
stymuluje aktywność metylotransferaz de novo i zwiększa ich powinowactwo do
DNA.
DNA.
1
DINUKLEOTYDY I WYSPY CPG DINUKLEOTYDY I WYSPY CpG
DINUKLEOTYDY I WYSPY CPG DINUKLEOTYDY I WYSPY CpG
uð W genomie wystÄ™pujÄ… krótkie (1000-1500 pz) odcinki DNA
uð W genomie wystÄ™pujÄ… krótkie (1000-1500 pz) odcinki DNA
niezwykle bogate w dinukleotydy CpG zwane wyspami CpG
niezwykle bogate w dinukleotydy CpG zwane wyspami CpG
uð OkoÅ‚o poÅ‚owa wszystkich ludzkich genów zawiera
uð OkoÅ‚o poÅ‚owa wszystkich ludzkich genów zawiera
wyspy CpG: są to tzw. housekeeping genes (niezbędne
wyspy CpG: są to tzw. housekeeping genes (niezbędne
uð W genomie okoÅ‚o 70-80% dinukleotydów CpG ma grupÄ™ metylowÄ…
uð W genomie okoÅ‚o 70-80% dinukleotydów CpG ma grupÄ™ metylowÄ…
do funkcjonowania komórki) i specyficzne tkankowe
do funkcjonowania komórki) i specyficzne tkankowe
przyłączoną do cytozyny co sprawia, ze kodowane przez te
przyłączoną do cytozyny co sprawia, ze kodowane przez te
geny (ok. 40% wszystkich tkankowych genów)
geny (ok. 40% wszystkich tkankowych genów)
sekwencje geny są niedostępne dla komórkowych układów
sekwencje geny są niedostępne dla komórkowych układów
transkrypcyjnych.
transkrypcyjnych.
uð Wyspy CpG znajdujÄ… siÄ™ na koÅ„cu 5 w regionach
uð Wyspy CpG znajdujÄ… siÄ™ na koÅ„cu 5 w regionach
uð Chromatyna zawierajÄ…ca wyspy CpG jest silnie zacetylowana.
uð Chromatyna zawierajÄ…ca wyspy CpG jest silnie zacetylowana.
promotorowych genów mających zasadnicze znaczenie
promotorowych genów mających zasadnicze znaczenie
Taką strukturę chromatyny nazywa się otwartą i może być ona
Taką strukturę chromatyny nazywa się otwartą i może być ona
dla czynności komórki. Z reguły są to geny
dla czynności komórki. Z reguły są to geny
konsekwencją interakcji czynników transkrypcyjnych z genami
konsekwencją interakcji czynników transkrypcyjnych z genami
regulatorowe i nie ulegajÄ… metylacji.
regulatorowe i nie ulegajÄ… metylacji.
promotorowymi.
promotorowymi.
uð Brak metylacji w regionach promotorowych bywa
uð Brak metylacji w regionach promotorowych bywa
warunkiem wstępnym dla kontrolowanej, aktywnej
warunkiem wstępnym dla kontrolowanej, aktywnej
transkrypcji genów.
transkrypcji genów.
uð Metylacja wysp CpG może skutkować brakiem lub
uð Metylacja wysp CpG może skutkować brakiem lub
zaburzoną syntezą produktów tych genów.
zaburzoną syntezą produktów tych genów.
METYLACJA W TRAKCIE ROZWOJU METYLACJA W TRAKCIE ROZWOJU
METYLACJA W TRAKCIE ROZWOJU METYLACJA W TRAKCIE ROZWOJU
ORGANIZMU ORGANIZMU
ORGANIZMU ORGANIZMU
uð Metylacja jest procesem dynamicznym: w zygocie niezwÅ‚ocznie
uð Metylacja jest procesem dynamicznym: w zygocie niezwÅ‚ocznie
uðNajwiÄ™ksza część metylacji DNA zachodzi w
uðNajwiÄ™ksza część metylacji DNA zachodzi w
po zapłodnieniu następują silne zmiany obejmujące acetylację
po zapłodnieniu następują silne zmiany obejmujące acetylację
fazie S cyklu komórkowego.
fazie S cyklu komórkowego.
histonów i demetylację DNA. W stadium wczesnego embrionu
histonów i demetylację DNA. W stadium wczesnego embrionu
następuje dramatyczna redukcja poziomu metylacji (tzw.
następuje dramatyczna redukcja poziomu metylacji (tzw.
globalna demetylacja). Po implantacji następuje fala metylacji de
globalna demetylacja). Po implantacji następuje fala metylacji de
novo większości CpG
novo większości CpG
uðWzór metylacji DNA jest charakterystyczny
uðWzór metylacji DNA jest charakterystyczny
uð Tak dzieje siÄ™ w przypadku genomu mÄ™skiego, w genomie
uð Tak dzieje siÄ™ w przypadku genomu mÄ™skiego, w genomie
dla typu komórki i podlega silnym zmianom
dla typu komórki i podlega silnym zmianom
żeńskim w tym czasie zachodzi pasywna demetylacja.
żeńskim w tym czasie zachodzi pasywna demetylacja.
podczas rozwoju embrionalnego.
podczas rozwoju embrionalnego.
uð Podczas gastrulacji geny specyficzne tkankowo sÄ… w
uð Podczas gastrulacji geny specyficzne tkankowo sÄ… w
odpowiednich tkankach demetylowane i ulegajÄ… ekspresji, ale
odpowiednich tkankach demetylowane i ulegajÄ… ekspresji, ale
należy podkreślić, ze większość genomu pozostaje nadal
należy podkreślić, ze większość genomu pozostaje nadal
uðMetylacja odgrywa znaczÄ…cÄ… rolÄ™ w regulacji zmetylowana.
uðMetylacja odgrywa znaczÄ…cÄ… rolÄ™ w regulacji zmetylowana.
uð Kolejny etap intensywnej metylacji de novo zależy od pÅ‚ci i
uð Kolejny etap intensywnej metylacji de novo zależy od pÅ‚ci i
ekspresji genów podczas embriogenezy u
ekspresji genów podczas embriogenezy u
zachodzi podczas gametogenezy. Niewielki spadek metylacji
zachodzi podczas gametogenezy. Niewielki spadek metylacji
ssaków i dalej podczas różnicowania komórek
ssaków i dalej podczas różnicowania komórek
zaobserwowano w stadium postembrionalnym podobnie jak in
zaobserwowano w stadium postembrionalnym podobnie jak in
(myszy pozbawione genu DNA- vitro w starzejących się komórkach
(myszy pozbawione genu DNA- vitro w starzejących się komórkach
metylotransferazy umierają w ciągu ośmiu dni
metylotransferazy umierają w ciągu ośmiu dni
od zapłodnienia)
od zapłodnienia)
WPAYW WIEKU NA POZIOM
WPAYW WIEKU NA POZIOM
ZNACZENIE METYLACJI
ZNACZENIE METYLACJI
METYLACJI
METYLACJI
Metylacja jest związana z następującymi
Metylacja jest związana z następującymi
procesami:
procesami:
uðmetylacja jest gatunkowo-, tkankowo-,
uðmetylacja jest gatunkowo-, tkankowo-,
organellospecyficzna, lecz obserwuje siÄ™
organellospecyficzna, lecz obserwuje siÄ™
uðImprinting rodzicielski
uðImprinting rodzicielski
także zależność metylacji od wieku
także zależność metylacji od wieku
uðInaktywacja chromosomu X w komórkach
uðInaktywacja chromosomu X w komórkach
uðniektórzy naukowcy traktujÄ… poziom metylacji
uðniektórzy naukowcy traktujÄ… poziom metylacji
samic ssaków łożyskowych
samic ssaków łożyskowych
jako wskaznik wieku lub narzędzie do
jako wskaznik wieku lub narzędzie do
uðRegulacja ekspresji genu
uðRegulacja ekspresji genu
przewidywania długości życia. Nieprawidłowa
przewidywania długości życia. Nieprawidłowa
uðModulacja struktury chromatyny
uðModulacja struktury chromatyny
metylacja może prowadzić do przedwczesnego
metylacja może prowadzić do przedwczesnego
starzenia
starzenia
Zaburzenia metylacji są przyczyną chorób dziedzicznych, np.
zespołów Angelmana,Pradera- Williego, Beckwitha-Wiedemana,
a także transformacji nowotworowych ,
ICF (facial anomalies syndrome - zespół niedoboru odporności,
niestabilności centrometrów i anomalii twarzy),
syndromu Retta i zespołu łamliwego chromosomu X
2
Imprinting rodzicielski Imprinting rodzicielski
Imprinting rodzicielski Imprinting rodzicielski
uð Imprinting rodzicielski, inaczej pi Ä™tno genomowe lub piÄ™tno
uð Imprinting rodzicielski, inaczej pi Ä™tno genomowe lub pi Ä™tno
uð Jednym z najlepszych modeli używanych do badania
uð Jednym z najlepszych modeli używanych do badania
rodzicielskie prowadzi do r óżnicowej ekspresji alleli niekt órych
rodzicielskie prowadzi do różnicowej ekspresji alleli niektórych
procesu imprintingu jest system genów H19/IGF2.
procesu imprintingu jest system genów H19/IGF2.
genów pochodzących od matki i od ojca.
genów pochodzących od matki i od ojca.
uð H19 i IGF2 to 2 geny zlokalizowane w odlegÅ‚oÅ›ci okoÅ‚o
uð H19 i IGF2 to 2 geny zlokalizowane w odlegÅ‚oÅ›ci okoÅ‚o
90 par zasad. Gen H19 ulega transkrypcji tylko gdy
90 par zasad. Gen H19 ulega transkrypcji tylko gdy
uð Istnieje wiele gen ów, których ekspresja zale ży od tego, na
uð Istnieje wiele gen ów, kt órych ekspresja zale ży od tego, na
jest zlokalizowany na chromosomie matczynym, za to
jest zlokalizowany na chromosomie matczynym, za to
którym allelu  pochodzącym od matki czy od ojca - się znajdują.
którym allelu  pochodzącym od matki czy od ojca - się znajdują.
Dwa allele imprintingowanych genów r óżnią się stopniem IGF2 odwrotnie, tylko gdy znajduje się na
Dwa allele imprintingowanych genów r óżnią się stopniem IGF2 odwrotnie, tylko gdy znajduje się na
metylacji DNA, strukturą chromatyny (modyfikacja histon ów,
metylacji DNA, strukturą chromatyny (modyfikacja histon ów, chromosomie ojcowskim.
chromosomie ojcowskim.
nadwrażliwość na nukleazę) i czasem replikacji.
nadwrażliwość na nukleazę) i czasem replikacji.
uð KluczowÄ… rolÄ™ w regulacji tych genów odgrywa odcinek
uð KluczowÄ… rolÄ™ w regulacji tych genów odgrywa odcinek
złożony z 2 tysięcy par zasad DNA zlokalizowany tuż
złożony z 2 tysięcy par zasad DNA zlokalizowany tuż
uð CechÄ… imprintingu jest dziedziczno ść podczas podzia łów
uð CechÄ… imprintingu jest dziedziczno ść podczas podzia łów
przed regionem promotorowym genu H19.
przed regionem promotorowym genu H19.
komórkowych i odwracalność podczas gametogenezy.
komórkowych i odwracalność podczas gametogenezy.
uð Ten fragment nazywany jest DMR (Differentially
uð Ten fragment nazywany jest DMR (Differentially
Methylated Region), ponieważ jest silnie
Methylated Region), ponieważ jest silnie
uð Obecnie znanych jest ok. 30 ge nów wystÄ™pujÄ…cych u ludzi i u
uð Obecnie znanych jest ok. 30 ge nów wystÄ™pujÄ…cych u ludzi i u
myszy podlegajÄ…cych imprintingowi zmetylowany na ojcowskim chromosomie, a
myszy podlegajÄ…cych imprintingowi zmetylowany na ojcowskim chromosomie, a
niezmetylowany na matczynym.
niezmetylowany na matczynym.
Inaktywacja chromosomu X w
Inaktywacja chromosomu X w
Imprinting rodzicielski
Imprinting rodzicielski
komórkach samic ssaków łożyskowych
komórkach samic ssaków łożyskowych
uð Zgodnie z zasadÄ… dziedziczenia geny podlegajÄ…ce
uð Zgodnie z zasadÄ… dziedziczenia geny podlegajÄ…ce
ekspresji z ojcowskiego allelu stymulujÄ… wzrost i
ekspresji z ojcowskiego allelu stymulujÄ… wzrost i
uð Samice ssaków Å‚ożyskowych posiadajÄ… dwie kopie
uð Samice ssaków Å‚ożyskowych posiadajÄ… dwie kopie
różnicowanie komórek, a geny z matczynego allelu
różnicowanie komórek, a geny z matczynego allelu
chromosomu X.
chromosomu X.
mają działanie przeciwne. Na przykład: usunięcie
mają działanie przeciwne. Na przykład: usunięcie
uð Inaktywacja chromosomu X jest mechanizmem
uð Inaktywacja chromosomu X jest mechanizmem
genów PEG1/MEST lub PEG3 z ojcowskiego
genów PEG1/MEST lub PEG3 z ojcowskiego
kompensacyjnym, wyrównującym poziom ekspresji
kompensacyjnym, wyrównującym poziom ekspresji
chromosomu prowadzi do zaburzenia wzrostu.
chromosomu prowadzi do zaburzenia wzrostu.
genów zlokalizowanych na chromosomach płciowych.
Usunięcie genu H19 powoduje nadmierny rozrost genów zlokalizowanych na chromosomach płciowych.
Usunięcie genu H19 powoduje nadmierny rozrost
płodu.
płodu.
uð Oba chromosomy sÄ… aktywne w stadium wczesnego
uð Oba chromosomy sÄ… aktywne w stadium wczesnego
zarodka. Pózniej w komórkach płodu dochodzi do
zarodka. Pózniej w komórkach płodu dochodzi do
uð PrawidÅ‚owa ekspresja genów podlegajÄ…cych losowej inaktywacji jednego chromosomu X.
uð PrawidÅ‚owa ekspresja genów podlegajÄ…cych losowej inaktywacji jednego chromosomu X.
imprintingowi jest bardzo ważna w ontogenezie. Każda
imprintingowi jest bardzo ważna w ontogenezie. Każda
uð Zmiany te sÄ… przekazywane podczas podziałów
uð Zmiany te sÄ… przekazywane podczas podziałów
nieprawidłowość może powodować nowotwory lub takie
nieprawidłowość może powodować nowotwory lub takie
mitotycznych
mitotycznych
genetyczne zaburzenia, jak zespoły Prader-Willy ego,
genetyczne zaburzenia, jak zespoły Prader-Willy ego,
Angelmana i Bechwith-Wiedemann a
Angelmana i Bechwith-Wiedemann a
Inaktywacja chromosomu X w Regulacja ekspresji genów i
Inaktywacja chromosomu X w Regulacja ekspresji genów i
komórkach samic ssaków łożyskowych
komórkach samic ssaków łożyskowych
modulacja struktury chromatyny
modulacja struktury chromatyny
uð W odróżnieniu od imprintingu inaktywacja chromosomu X obejm uje caÅ‚y
uð W odróżnieniu od imprintingu inaktywacja chromosomu X obejm uje caÅ‚y
uð Metylacja DNA powoduje na ogół wyciszenie ekspresji
uð Metylacja DNA powoduje na ogół wyciszenie ekspresji
chromosom.
chromosom.
genów.
genów.
uð Proces ten jest kierowany przez Xic (X-inactivation center). Xic zawiera 2 ważne
uð Proces ten jest kierowany przez Xic (X-inactivation center). Xic zawiera 2 ważne
geny: XIST i TSIX kodujÄ…ce nieulegajÄ…ce translacji mRNA. TSIX jest
geny: XIST i TSIX kodujÄ…ce nieulegajÄ…ce translacji mRNA. TSIX jest
uð Wiąże siÄ™ to ze zmianÄ… struktury chromatyny na
uð Wiąże siÄ™ to ze zmianÄ… struktury chromatyny na
zlokalizowany w regionie 3 XIST i jego mRNA jest antysensowym transkryptem
zlokalizowany w regionie 3 XIST i jego mRNA jest antysensowym transkryptem
dla XIST mRNA. nieaktywnÄ…, skondensowanÄ… (heterochromatyna).
dla XIST mRNA. nieaktywnÄ…, skondensowanÄ… (heterochromatyna).
uð PoczÄ…tkowo XIST i TSIX ulegajÄ… ekspresji równolegle z obu chromosomów X, ale
uð PoczÄ…tkowo XIST i TSIX ulegajÄ… ekspresji równolegle z obu chromosomów X, ale
uð BiaÅ‚ka MeCPs (Methyl-CpG-Binding Proteins) wiążą siÄ™
uð BiaÅ‚ka MeCPs (Methyl-CpG-Binding Proteins) wiążą siÄ™
represja transkrypcji TSIX na jednym z chromosomów X prowadzi do
represja transkrypcji TSIX na jednym z chromosomów X prowadzi do
zwiększenia poziomu ekspresji XIST i dalej do tworzenia się XIST mRNA w
zwiększenia poziomu ekspresji XIST i dalej do tworzenia się XIST mRNA w ze zmetylowanym DNA poprzez domeny wiążące
ze zmetylowanym DNA poprzez domeny wiążące
chromosomie X, substytucji histonu H2A poprzez macro-H2A i metylacji lizyny w
chromosomie X, substytucji histonu H2A poprzez macro-H2A i metylacji lizyny w
fragment zmetylowany (MBD-Methyl Binding Domain).
fragment zmetylowany (MBD-Methyl Binding Domain).
pozycji 9. i 27. histonu H3.
pozycji 9. i 27. histonu H3.
uð MeCPs oddziaÅ‚ujÄ… z deacetylazÄ… histonów oraz
uð MeCPs oddziaÅ‚ujÄ… z deacetylazÄ… histonów oraz
uð Inaktywacja genów zlokalizowanych na chromosomie X nastÄ™puje podczas
uð Inaktywacja genów zlokalizowanych na chromosomie X nastÄ™puje podczas
kompleksami remodelującymi chromatynę. Dokładny
kompleksami remodelującymi chromatynę. Dokładny
rozprzestrzeniania się nieaktywnej struktury chromaty ny wzdłuż chromosomu.
rozprzestrzeniania się nieaktywnej struktury chromaty ny wzdłuż chromosomu.
Jest to proces, który obejmuje działanie różnych czynników, w tym modyfikację mechanizm tego procesu nie jest poznany.
Jest to proces, który obejmuje działanie różnych czynników, w tym modyfikację mechanizm tego procesu nie jest poznany.
histonów i częściową metylację wysp CpG powiązanych z promotorami tych genów
histonów i częściową metylację wysp CpG powiązanych z promotorami tych genów
uð Skutkiem powyższych zmian jest deacetylacja
uð Skutkiem powyższych zmian jest deacetylacja
.
.
histonów i metylacja lizyny 9. histonu H3.
histonów i metylacja lizyny 9. histonu H3.
uð Nieaktywny chromosom ulega akt ywacji w profazie I podziaÅ‚u mejotycznego w
uð Nieaktywny chromosom ulega akt ywacji w profazie I podziaÅ‚u mejotycznego w
komórkach linii płciowej
komórkach linii płciowej
3
Wpływ metylacji na rozwój
Wpływ metylacji na rozwój Hipometylacja
Hipometylacja
nowotworu
nowotworu
podczas powstawania nowotworu epigenotyp komórki znacząco się
podczas powstawania nowotworu epigenotyp komórki znacząco się
zmienia.
zmienia.
uð WpÅ‚yw hipometylacji na onkogenezÄ™ wyraża siÄ™ nadekspresjÄ…
uð WpÅ‚yw hipometylacji na onkogenezÄ™ wyraża siÄ™ nadekspresjÄ…
Możliwe są następujące zmiany w metylacji DNA: onkogenów spowodowaną demetylacją regionów promotorowych
Możliwe są następujące zmiany w metylacji DNA: onkogenów spowodowaną demetylacją regionów promotorowych
tych onkogenów. W ten sposób dochodzi do nadmiernej
tych onkogenów. W ten sposób dochodzi do nadmiernej
stymulacji proliferacji komórkowej.
stymulacji proliferacji komórkowej.
uð Hipermetylacja wysp CpG
uð Hipermetylacja wysp CpG
uð Hipometylacja genów normalnie zmetylowanych (globalna demetylacja uð W raku jelita grubego stwierdzono redukcjÄ™ ogólnej metylacji o
uð Hipometylacja genów normalnie zmetylowanych (globalna demetylacja uð W raku jelita grubego stwierdzono redukcjÄ™ ogólnej metylacji o
genów i lokalna w genach promotorowych)
genów i lokalna w genach promotorowych)
10-30%, a w przednowotworowych stadiach gruczolaka
10-30%, a w przednowotworowych stadiach gruczolaka
zaobserwowano znaczące zmniejszenie ilości 5-metylocytozyny.
zaobserwowano znaczące zmniejszenie ilości 5-metylocytozyny.
uð Tranzycja: 5-metylocytozyna do tyminy i metylacja  non-CpG w
uð Tranzycja: 5-metylocytozyna do tyminy i metylacja  non-CpG w
komórkach nowotworowych
komórkach nowotworowych
uð Hipometylacja powyżej 50% wystÄ™puje w nowotworach klatki
uð Hipometylacja powyżej 50% wystÄ™puje w nowotworach klatki
piersiowej. Przy nowotworach krwi hipometylacja występuje w
piersiowej. Przy nowotworach krwi hipometylacja występuje w
uð Indukcja niestabilnoÅ›ci chromosomów - poprzez nieprawidÅ‚owy poziom
uð Indukcja niestabilnoÅ›ci chromosomów - poprzez nieprawidÅ‚owy poziom
przewlekłej białaczce limfatycznej (CLL), podczas gdy w
przewlekłej białaczce limfatycznej (CLL), podczas gdy w
metylacji dochodzi do zmiennego poziomu ekspresji genów, co objawia
metylacji dochodzi do zmiennego poziomu ekspresji genów, co objawia
przewlekłej (CML) i ostrej białaczce szpikowej (AML) oraz w
przewlekłej (CML) i ostrej białaczce szpikowej (AML) oraz w
się niestabilnością chromosomów i stymuluje tym samym rozwój
się niestabilnością chromosomów i stymuluje tym samym rozwój
szpiczaku mnogim występuje tylko niewielka zmiana w schemacie
szpiczaku mnogim występuje tylko niewielka zmiana w schemacie
nowotworu .
nowotworu .
metylacji DNA.
metylacji DNA.
Hipometylacja Hipermetylacja
Hipometylacja Hipermetylacja
uð Globalna demetylacja wystÄ™puje we wczesnych stadiach uð NajczÄ™stszymi miejscami podlegajÄ…cymi hipermetylacji w
uð Globalna demetylacja wystÄ™puje we wczesnych stadiach uð NajczÄ™stszymi miejscami podlegajÄ…cymi hipermetylacji w
nowotworów klatki piersiowej, jelita grubego i CLL. różnych rodzajach nowotworów są chromosomy 3p, 11p i 17p .
nowotworów klatki piersiowej, jelita grubego i CLL. różnych rodzajach nowotworów są chromosomy 3p, 11p i 17p .
uð W raku jelita grubego ponadto hipometylacja wystÄ™puje w uð Zjawisko to zachodzi w obrÄ™bie wysp CpG, które normalnie w
uð W raku jelita grubego ponadto hipometylacja wystÄ™puje w uð Zjawisko to zachodzi w obrÄ™bie wysp CpG, które normalnie w
zdrowych tkankach przylegających do guza. W innych genomie pozostają niezmetylowane. Najważniejszą tego
zdrowych tkankach przylegających do guza. W innych genomie pozostają niezmetylowane. Najważniejszą tego
nowotworach np. raku wątrobowokomórkowym hipometylacja konsekwencją jest wyciszenie funkcji genów supresorowych .
nowotworach np. raku wątrobowokomórkowym hipometylacja konsekwencją jest wyciszenie funkcji genów supresorowych .
wzrasta wraz z zaawansowaniem i stadium histologicznym guza.
wzrasta wraz z zaawansowaniem i stadium histologicznym guza.
uð PrzykÅ‚adem może być hipermetylacja promotora genu p16
uð PrzykÅ‚adem może być hipermetylacja promotora genu p16
uð Hipometylacja specyficznych genów wystÄ™puje w nowotworach (INK4A), która wystÄ™puje w wielu nowotworach. p16 jest
uð Hipometylacja specyficznych genów wystÄ™puje w nowotworach (INK4A), która wystÄ™puje w wielu nowotworach. p16 jest
jelita okrężnicy, trzustki, klatki piersiowej, żołądka, prostaty i w inhibitorem kinazy cyklinozależnej, który negatywnie reguluje
jelita okrężnicy, trzustki, klatki piersiowej, żołądka, prostaty i w inhibitorem kinazy cyklinozależnej, który negatywnie reguluje
białaczce. Z reguły są to geny regulujące wzrost, kodujące przejście komórki z fazy G1 do S.
białaczce. Z reguły są to geny regulujące wzrost, kodujące przejście komórki z fazy G1 do S.
enzymy, ważne dla rozwoju organizmu, geny tkankowospecyficzne
enzymy, ważne dla rozwoju organizmu, geny tkankowospecyficzne
uð Zatem nieprawidÅ‚owa ekspresja prowadzi do zaburzeÅ„ cyklu
uð Zatem nieprawidÅ‚owa ekspresja prowadzi do zaburzeÅ„ cyklu
i onkogeny .
i onkogeny .
komórkowego i utratą kontroli nad nim, co stymuluje proliferację
komórkowego i utratą kontroli nad nim, co stymuluje proliferację
i wpływa na rozwój nowotworu . Zjawisko to zachodzi w
i wpływa na rozwój nowotworu . Zjawisko to zachodzi w
nowotworach: pęcherza moczowego, nosa i gardła, trzustki, jelita
nowotworach: pęcherza moczowego, nosa i gardła, trzustki, jelita
grubego, płuc, czerniaku, glejaku i białaczce. W kancerogenezie
grubego, płuc, czerniaku, glejaku i białaczce. W kancerogenezie
raka gruczołowego przełyku metylacja promotora genu p16 może
raka gruczołowego przełyku metylacja promotora genu p16 może
pojawiać się już w stadium metaplazji .
pojawiać się już w stadium metaplazji .
Metylacja  non-CpG w komórkach
Metylacja  non-CpG w komórkach
Hipermetylacja
Hipermetylacja
nowotworowych
nowotworowych
Przeprowadzono badanie profilu hipermetylacji 15 nowotworów: okrężnicy, żołądka,
Przeprowadzono badanie profilu hipermetylacji 15 nowotworów: okrężnicy, żołądka,
trzustki, wątroby, nerki, płuca, głowy, szyi, piersi, jajników, pęcherza moczowego,
trzustki, wątroby, nerki, płuca, głowy, szyi, piersi, jajników, pęcherza moczowego,
uðSugeruje siÄ™, że metylacja  non-CpG
uðSugeruje si Ä™, że metylacja  non-CpG
endometrium, mózgu, chłoniaka i białaczki. Analiza obejmowała 3 grupy genów:
endometrium, mózgu, chłoniaka i białaczki. Analiza obejmowała 3 grupy genów:
katalizowana przez DNMT3 może występować
katalizowana przez DNMT3 może występować
uð ·Geny supresorowe: p16, p15, p14, p73, APC (gen polipowatoÅ›ci jelita grubego) i
uð ·Geny supresorowe: p16, p15, p14, p73, APC (gen polipowatoÅ›ci jelita grubego) i
BRCA1
BRCA1
w ludzkim genie p53.
w ludzkim genie p53.
uð Geny odpowiedzialne za naprawÄ™ DNA lub metabolizm ksenobiotyków: hMLH1,
uð Geny odpowiedzialne za naprawÄ™ DNA lub metabolizm ksenobiotyków: hMLH1,
uð To zjawisko wyst Ä™puje w tkankach
uð To zjawisko wyst Ä™puje w tkankach
GSTP1 (gen transferazy S-glutationu klasy p), MGMT
GSTP1 (gen transferazy S-glutationu klasy p), MGMT
przylegajÄ…cych do nowotworu p Å‚uca, co
przylegajÄ…cych do nowotworu p Å‚uca, co
uð Geny odpowiedzialne za inwazyjność i przerzuty: CDH1, TIMP3, DAPK
uð Geny odpowiedzialne za inwazyjność i przerzuty: CDH1, TIMP3, DAPK
wskazuje, że metylacja  non-CpG może
wskazuje, że metylacja  non-CpG może
Metylacja w przynajmniej jednym genie by ła obecna w każdym typie nowotworu.
Metylacja w przynajmniej jednym genie by ła obecna w każdym typie nowotworu.
Profile metylacji były zależne zarówno od genu jak i od nowotworu . Niektóre
Profile metylacji były zależne zarówno od genu jak i od nowotworu . Niektóre
występować we wczesnym stadium
występować we wczesnym stadium
geny, np. p16, MGMT, DAPK były zmetylowane w różnych typach nowotwor ów
geny, np. p16, MGMT, DAPK były zmetylowane w różnych typach nowotwor ów
(okrężnicy, płuca, głowy, szyi, jajników, pęcherza moczowego, chłoniaka i
(okrężnicy, płuca, głowy, szyi, jajników, pęcherza moczowego, chłoniaka i
kancerogenezy i s łużyć jako wskaznik dla
kancerogenezy i s łużyć jako wskaznik dla
białaczki). Hipermetylacja p14, APC, p16, MGMT, hMLH1 wy stępowała w
białaczki). Hipermetylacja p14, APC, p16, MGMT, hMLH1 wy stępowała w
nowotworach przewodu pokarmowego (okrężnica, żołądek), a GSTP1 w
nowotworach przewodu pokarmowego (okrężnica, żołądek), a GSTP1 w
wczesnego rozpoznania procesu
wczesnego rozpoznania procesu
steroidozależnych nowotworach (piersi, wątroby, prostaty).
steroidozależnych nowotworach (piersi, wątroby, prostaty).
nowotworowego
nowotworowego
4
uð Za rozwój zespoÅ‚u Retta odpowiadajÄ… powtarzajÄ…ce siÄ™
uð Za rozwój zespoÅ‚u Retta odpowiadajÄ… powtarzajÄ…ce siÄ™
Zespół Wernera (WS)
Zespół Wernera (WS)
nonsensowne mutacje w regionie MBD (Methyl binding domain)
nonsensowne mutacje w regionie MBD (Methyl binding domain)
MeCP2, proteinie wiążącej zmetylowany DNA .
MeCP2, proteinie wiążącej zmetylowany DNA .
uð Jest to autosomalna recesywna choroba dziedziczna
uð Jest to autosomalna recesywna choroba dziedziczna
uð W schizofrenii i chorobie dwubiegunowej zidentyfikowano
uð W schizofrenii i chorobie dwubiegunowej zidentyfikowano
charakteryzująca się przedwczesnym starzeniem i częstym
charakteryzująca się przedwczesnym starzeniem i częstym
niemal 100 pozycji ze zmienioną metylacją, większość nich była
niemal 100 pozycji ze zmienioną metylacją, większość nich była
występowaniem nowotworów. Choroba jest spowodowana
występowaniem nowotworów. Choroba jest spowodowana
specyficzna dla płci .
specyficzna dla płci .
mutacjami genu WRN, należącego do rodziny RecQ i
mutacjami genu WRN, należącego do rodziny RecQ i
posiadającego aktywność enzymatyczną helikazy i egzonukleazy .
posiadającego aktywność enzymatyczną helikazy i egzonukleazy .
uð Zespół Å‚amliwego chromosomu X jest zwiÄ…zany z wielokrotnymi
uð Zespół Å‚amliwego chromosomu X jest zwiÄ…zany z wielokrotnymi
powtórzeniami trinukleotydów CGG w obrębie genu FMR1, te
powtórzeniami trinukleotydów CGG w obrębie genu FMR1, te
uð Helikaza WRN odgrywa znaczÄ…cÄ… rolÄ™ w stabilizacji funkcji
uð Helikaza WRN odgrywa znaczÄ…cÄ… rolÄ™ w stabilizacji funkcji
powtórzenia idą w parze z anormalną metylacją tych regionów i w
powtórzenia idą w parze z anormalną metylacją tych regionów i w
telomeru . W komórkach nowotworowych funkcja genu WRN jest
telomeru . W komórkach nowotworowych funkcja genu WRN jest
konsekwencji wywołują wyciszenie genu FMR1 .
konsekwencji wywołują wyciszenie genu FMR1 .
zniesiona poprzez wyciszenie na drodze hipermetylacji wysp CpG
zniesiona poprzez wyciszenie na drodze hipermetylacji wysp CpG
w obrębie promotora.
w obrębie promotora.
uð Chroniczne narażenie na nikiel (II), chrom (VI) lub arsen
uð Chroniczne narażenie na nikiel (II), chrom (VI) lub arsen
nieorganiczny może także wywoływać modyfiakację białek
nieorganiczny może także wywoływać modyfiakację białek
uð Epigenetyczna inaktywacja WRN na poziomie biochemicznym i
uð Epigenetyczna inaktywacja WRN na poziomie biochemicznym i
histonowych i zmianÄ™ profilu metylacji DNA
histonowych i zmianÄ™ profilu metylacji DNA
komórkowym prowadzi do straty egzonukleazowej aktywności
komórkowym prowadzi do straty egzonukleazowej aktywności
WRN, zwiększonej niestabilności chromosomów i apoptozy
WRN, zwiększonej niestabilności chromosomów i apoptozy
indukowanej przez inhibitory topoizomerazy.
indukowanej przez inhibitory topoizomerazy.
MS-AP-PCR (Methylation Sensitive
MS-AP-PCR (Methylation Sensitive
Analiza metylacji
Analiza metylacji
Arbitrarily Primed PCR)
Arbitrarily Primed PCR)
uðPCR
uðPCR
uðElektroforeza
uðElektroforeza
uðMS-PCR Methylation specific PCR
uðMS-PCR Methylation specific PCR
uðPo PCR używa siÄ™ enzymów restrykcyjnych
uðPo PCR używa siÄ™ enzymów restrykcyjnych
uðRE-PCR (REP) Restriction enzyme PCR
uðRE-PCR (REP) Restriction enzyme PCR
HpaII który rozcina w miejscach metylacji
HpaII który rozcina w miejscach metylacji
oraz MspI który rozcina miejsca
oraz MspI który rozcina miejsca
uðB SSCP Bisulfite single-strand
uðB SSCP Bisulfite single-strand
niemetylowane. Dodatkowo stosuje siÄ™ enzym
niemetylowane. Dodatkowo stosuje siÄ™ enzym
conformation polymorphism
conformation polymorphism
usuwajÄ…cy artefakty powstajÄ…ce w PCR-RsaI
usuwajÄ…cy artefakty powstajÄ…ce w PCR-RsaI
uðBGS-bisulfite genomic sequencing uðJeżeli po trawieniu HpaII i RsaI widoczny
uðBGS-bisulfite genomic sequencing uðJeżeli po trawieniu HpaII i RsaI widoczny
jest produkt cięcia to świadczy to o metylacji
jest produkt cięcia to świadczy to o metylacji
uðMS nested PCR
uðMS nested PCR
uðJeżeli po trawieniu MSpI i RsaI niewidoczny
uðJeżeli po trawieniu MSpI i RsaI niewidoczny
uðreal-time PCR
uðreal-time PCR jest produkt ciÄ™cia to również Å›wiadczy to o
jest produkt cięcia to również świadczy to o
metylacji
metylacji
Methylation-specific PCR jest czułą metodą pozwalającą na namnażanie i
Methylation-specific PCR jest czułą metodą pozwalającą na namnażanie i
Nukleotydy niebieskie to niemetylowane cytozyny które ulegaj ą wykrywanie obszarów metylowanych przy użyciu specyficznych starterów.
Nukleotydy niebieskie to niemetylowane cytozyny które ulegaj ą wykrywanie obszarów metylowanych przy użyciu specyficznych starterów.
przekształcaniu w uracyle pod wpływem wodorosiarczynu, podczas gdy Startery przy łączą się tyko do sekwencji metylowanych zawierających
przekształcaniu w uracyle pod wpływem wodorosiarczynu, podczas gdy Startery przyłączą się tyko do sekwencji metylowanych zawierających
nukleotydy zaznaczone na czerwono są to 5  metylocytozyny oporne na 5 metylocytozynę którą nie uległa przekształceniu w uracyl pod wp ływem
nukleotydy zaznaczone na czerwono są to 5 metylocytozyny oporne na 5 metylocytozynę którą nie uległa przekształceniu w uracyl pod wp ływem
przekształcenie wodorosiarczynu.
przekształcenie wodorosiarczynu.
Allel metylowany Allel niemetylowany
traktowanie
wodorosiarczynem sodu
Eeeeee
Eeeee
5
Analiza metylacji DNA oparta na non methylation-specific PCR . Po
Analiza metylacji DNA oparta na non methylation-specific PCR . Po
traktowaniu wodorosiarczynem genomowe DNA jest namnażane w reakcji PCR
traktowaniu wodorosiarczynem genomowe DNA jest namnażane w reakcji PCR
która nie rozróżnia sekwencji metylowanych i niemetylowanych. Po namnożeniu
która nie rozróżnia sekwencji metylowanych i niemetylowanych. Po namnożeniu
Ekspansja trójnukleotydowa
Ekspansja trójnukleotydowa
DNA w reakcji PCR dost ępnych jest wiele metod kt óre pozwalaj ą na
DNA w reakcji PCR dost ępnych jest wiele metod kt óre pozwalaj ą na
różnicowanie sekwencji metylowanych na bazie dokonanych wczesniej zmian
różnicowanie sekwencji metylowanych na bazie dokonanych wczesniej zmian
(efekt traktowania wodorosirczynem)
(efekt traktowania wodorosirczynem)
uð Genom czÅ‚owieka w ponad poÅ‚owie skÅ‚ada siÄ™ z sekwencji
powtarzajÄ…cych siÄ™.
uð Należą do nich miÄ™dzy innymi tandemowe powtórzenia, które
stanowią 10%całkowitej sekwencji DNA. Ta grupa obejmuje
satelity, minisatelity oraz mikrosatelity różniące się wielkością
powtarzajÄ…cego siÄ™ motywu sekwencji.
Znacznie mniejszą część genomu, bo tylko 1% zajmują sekwencje
kodujące około 22 tysięcy ludzkich genów i drugie tyle stanowią
ich sekwencje regulatorowe.
Sekwencje powtarzające się występują nie tylko w częściach
międzygenowych lecz także w genach, nawet w ich częściach
kodujących i mogą brać udział w regulacji ich ekspresji.
Methylation-sensitive single-strand conformation analysis (MS-SSCA)
Methylation-sensitive single-nucleotide primer extension (MS-SnuPE)
High resolution melting analysis (HRM)
Genom człowieka
uð Mikrosatelity znane również jako krótkie tandemowe
powtórzenia (ang. Short Tandem Repeats (STR) albo
Geny i sekwencje
Regiony międzygenowe 75%
powtórzenia prostych sekwencji (ang. Simple
Pokrewne 25%
Sequence Repeats (SSR) składają się z
powtarzających się 1-6 nukleotydowych motywów.
Regiony PowtarzajÄ…ce siÄ™ 55%
Introny Unikatowe 20%
kodujÄ…ce
promotory
uð Liczba powtórzeÅ„ takich sekwencji zwykle nie
i regulatorowe
Pseudogeny 23%
przekracza 10, a jeśli jest wyższa to często taki ciąg
2%
charakteryzuje się polimorfizmem długości w
populacji. W rzadkich przypadkach, najczęściej
Powtórzenia rozproszone 45%
Powtórzenia tandemowe 10%
patologicznych, liczba powtórzeń może osiągać setki a
nawet tysiÄ…ce.
Satelity Mikrosatelity
uð Wszystkie sekwencje typu STR obejmujÄ… Å‚Ä…cznie 3%
Minisatelity
ludzkiego genomu. Zarówno zawartość jak i
rozmieszczenie różnych powtórzeń tego typu w
genomie są silnie zróżnicowane.
uð Powtórzenia trójnukleotydowe naleza do grupy powtórzen
mikrosatelitarnych, tworzacych proste, tandemowe
powtórzenia złożone z jednego do szesciu nukleotydów.
vð WiÄ™kszość sekwencji STR wystÄ™puje znacznie
uð Charakteryzuja sie one wysokim polimorfizmem i wystepujÄ…
częściej w regionach niekodujących.
równomiernie w genomie co 6 10 kpz.
vð WyjÄ…tkiem sÄ… tutaj ciÄ…gi powtórzeÅ„ trój i
sześcionukleotydowych, które są niemal dwukrotnie
Øð Sekwencje mikrosatelitarne zlokalizowane sa nie tylko w
częstsze w eksonach niż w intronach i regionach
intronach i w sekwencjach flankujacych, ale również w
międzygenowych.
sekwencjach kodujacych czyli eksonach.
vð Ich pozytywna selekcja w eksonach sugeruje, że mogÄ…
one mieć znaczenie funkcjonalne.
W obrebie sekwencji powtórzen trójnukleotydowych moe dojsć
do zjawiska zwielokrotnienia motywu trójnukleotydowego, czyli
vð Wysoka podatność ciÄ…gów prostych powtórzeÅ„
do ekspansji powtórzen.
sekwencji na mutacje i wynikający z niej częsty
polimorfizm długości czynią z sekwencji
Mechanizm ekspansji trójnukleotydowych powtórzen zwiazany jest
powtarzających się bogate zródło zmienności
z błedami w czasie replikacji DNA.
fenotypowej.
6
Powtórzenia w mRNA
Powtórzenia w mRNA
uðNajczęściej wystÄ™pujÄ…cymi motywami
uðWzrost liczby powtórzeÅ„ ponad normÄ™
powtórzonymi są: CAG, CGG, CCG,CUG, AGG
(określoną dla każdego genu) zwany jest
i ACC,
mutacjÄ… dynamiczna.
natomiast ACG,AUC, CUU, AGU, CGU i ACU
należą da najrzadszych w transkryptomie.
uðMutacje dynamiczne dotyczÄ… najczÄ™sciej
Większość ciągów powtórzeń występuje w
zwielokrotnienia nawet 300-krotnego
ORF (ang. Open Reading Frame) (67%), mniej
trójnukleotydowej sekwencji powtórzonej, co
w 5 UTR (ang. Untranslated Region) (24%) i
w efekcie prowadzi do wystÄ…pienia choroby
najmniej w 3 UTR (9%).
genetycznej
Powtórzenia bogate w GC przeważają w
5 UTR, a bogate w AU są częstsze w 3 UTR.
uðPlÄ…sawica Huntingtona normalna liczba
uðPlÄ…sawica Huntingtona normalna liczba
uðEkspansja niestabilnych ciÄ…gów
powtórzeń 6-36;zmutowanan 36-121
powtórzeń 6-36;zmutowanan 36-121
powtórzeń w pojedyńczych genach jest
przyczyną ponad 20 różnych chorób
uðRdzeniowy Zanik miesni typu Kennedyego
dziedzicznych znanych pod wspólną
normalna liczba powtórzeń 11-33;zmutowana
normalna liczba powtórzeń 11-33;zmutowana
angielskÄ… nazwÄ… Triplet Repeat
38-66
38-66
Expansion Diseases (TREDs).
uðZespół Å‚amliwego chromosomu X normalna
normalna
liczba powtórzeń 6-52;zmutowanan >52
liczba powtórzeń 6-52;zmutowanan >52
Choroby zwiazane z ekspansja powtórzen
trójnukleotydowych można podzielić ze względu na
miejsce wystepowania powtórzeń:
1. Trójnukleotydowe powtórzenia zlokalizowane w
Należą do nich:
regionie ulegajacym translacji.
- zespół łamliwego chromosomu X (FXS),
Do tej grupy chorób zalicza sie:
- dystrofia miotoniczna (DM),
- choroba Huntingtona (HD) uð plasawice Huntingtona  HD, ataksje rdzeniowomó
uð -dkowa typu pierwszego  SCA1, ataksje rdzeniowo-
- szereg ataksji rdzeniowomóżdżkowych (SCAs).
uð módkowa typu drugiego  SCA2, ataksje rdzeniowo-
uð módkowa typu trzeciego  SCA3, ataksje rdzeniowo-
uð módkowa typu szóstego  SCA6, ataksje
Ciągi powtórzeń ulegające patogenicznym
uð rdzeniowo-módkowa typu siódmego  SCA7, ataksje
ekspansjom wystÄ™pujÄ… we wszystkich uð rdzeniowo-módkowa typu siedemnastego  SCA17,
uð zwyrodnienie zebato-czerwienne DRPLA, rdzeniowoopuszkowy
regionach funkcjonalnych genów, zarówno w
uð zanik miesni typu Kennedy`ego  SBMA,
częściach ulegających translacji, jak i w
uð dystrofie miesniowa oczno-gardzielowa  OPMD,
regionach niekodujÄ…cych.
uð achondroplazje rzekoma  COMP.
7
2. Trójnukleotydowe powtórzenia zlokalizowane w uðWiÄ™kszość genów zwiÄ…zanych z TREDs
zawiera powtórzenia CAG w regionie
regionie nie ulegajacym translacji oraz w intronie.
Do tej grupy chorób zalicza sie: kodującym i wywołująca chorobę liczba
powtórzeń mieści się najczęściej w zakresie
uð zespół Å‚amliwego chromosomu X  FRAXA,
od około 40 do 100.
uposledzenie
vðEkspansje powtórzeÅ„ w regionach
uð umysÅ‚owe zwiazane z FRAXE, dystrofie miotoniczna
niekodujących są większe i bardziej zmienne.
uð  DM, ataksje rdzeniowo-módkowa typu
vðPowszechnie uważa siÄ™, że powtórzenia
uð ósmego  SCA8, ataksje módkowo-rdzeniowa typu
występujące w regionach ulegających
uð dwunastego  SCA12, ataksje Friedreicha  FRDA.
translacji wywołują patogenezę poprzez
zmiany funkcji kodowanego białka
Terapia
Terapia
uð WiÄ™kszość chorób wywoÅ‚ywanych ekspansjÄ…
uðCelem allelospecyficznego wyciszenia
trójnukleotydowych powtórzeń jest warunkowana w
ekspresji genu może być albo sam region
sposób autosomalny dominująy czyli wywołuje je
mutacja w jednym z dwóch wariantów genu.
powtórzeń, który różni się długością i
uð Produkt zmutowanego genu, transkrypt lub biaÅ‚ko,
strukturą RNA między normalnym a
albo obydwa są toksyczne dla komórki. Zatem
zmutowanym wariantem mRNA, albo jak siÄ™
usunięcie zmutowanego transkryptu lub białka powinno
wydaje bardziej odpowiednie do zastosowania
przeciwdziałać chorobie.
iRNA miejsca występowania polimorfizmu
uð Terapia TREDs jest dużym wyzwaniem ze wzglÄ™du na
miejsce gdzie rozwijają się główne objawy choroby
pojedynczych nukleotydów SNP.
czyli centralny układ nerwowy oraz konieczność
allelospecyficznej eliminacji produktów zmutowanych
genów.
8


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
METYLACJA DNA
Ćwiczenie 1 Izolacja, oczyszczanie oraz detekcja genomowego DNA w żywności wer 12
instrukcja bhp przy uzytkowaniu srodkow ochrony indywidualnej oraz obuwia i odziezy roboczej
DNA
Patterns of damage in genomic DNA sequences from a Neandertal
ANALIZA DNA W ARCHEOLOGII
DEGRADACJA ÅšRODOWISKA oraz zanieczyszczenia
Ujawnianie śladów linii papilarnych na płytach CD oraz jego wpływ
5 plus zycie obfite w Szczescie Humor Pomoc Nadzieje oraz Zdrowie 5plus
2 17 Timery oraz przetwarzanie w jałowym czasie aplikacji (2)
Język angielski dla opiekunek oraz przedszkolanek – ebook
Marian Machinek Rezygnacja z terapii uporczywej oraz tzw testament życia

więcej podobnych podstron