Mutação do site de splice - Splice site mutation

Uma mutação no local de splice é uma mutação genética que insere , exclui ou altera um número de nucleotídeos no local específico em que o splicing ocorre durante o processamento do RNA mensageiro precursor em RNA mensageiro maduro . As sequências de consenso do local de splice que conduzem o reconhecimento do exon estão localizadas nas extremidades dos íntrons . A deleção do sítio de splicing resulta na permanência de um ou mais íntrons no mRNA maduro e pode levar à produção de proteínas anormais . Quando ocorre uma mutação no local de splice, o transcrito do mRNA possui informações desses íntrons que normalmente não deveriam ser incluídos. Os íntrons devem ser removidos, enquanto os exons são expressos.

A mutação deve ocorrer no local específico em que ocorre o splicing do íntron: dentro de locais não codificantes em um gene, diretamente próximo à localização do exon. A mutação pode ser uma inserção, exclusão, deslocamento de quadro , etc. O próprio processo de splicing é controlado pelas sequências fornecidas, conhecidas como sequências doadoras de splice e aceitadoras de splice, que circundam cada exon. Mutações nessas sequências podem levar à retenção de grandes segmentos de DNA intrônico pelo mRNA, ou a exons inteiros sendo separados do mRNA. Essas mudanças podem resultar na produção de uma proteína não funcional. Um íntron é separado de seu exon por meio do site de splice. O local aceitador e o local doador relacionados aos locais de emenda sinalizam para o spliceossomo onde o corte real deve ser feito. Esses sites doadores, ou sites de reconhecimento, são essenciais no processamento do mRNA. O gene médio dos vertebrados consiste em múltiplos exons pequenos (tamanho médio, 137 nucleotídeos) separados por íntrons que são consideravelmente maiores.

Uma representação visual de uma instância de mutação de local de emenda

fundo

Em 1993, Richard J. Roberts e Phillip Allen Sharp receberam o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina por sua descoberta de " genes divididos ". Usando o adenovírus modelo em sua pesquisa, eles foram capazes de descobrir o splicing - o fato de que o pré-mRNA é processado em mRNA uma vez que os íntrons foram removidos do segmento de RNA. Esses dois cientistas descobriram a existência de sites de splice, mudando assim a cara da pesquisa genômica. Eles também descobriram que o splicing do RNA mensageiro pode ocorrer de diferentes maneiras, abrindo a possibilidade de ocorrer uma mutação.

Tecnologia

Hoje, existem muitos tipos diferentes de tecnologias nas quais os locais de emenda podem ser localizados e analisados ​​para obter mais informações. O Human Splicing Finder é um banco de dados online proveniente dos dados do Projeto Genoma Humano . O banco de dados do genoma identifica milhares de mutações relacionadas aos campos da medicina e da saúde, além de fornecer informações críticas de pesquisa sobre mutações de site de splice. A ferramenta procura especificamente erros de splicing pré-mRNA, o cálculo de locais de splice potenciais usando algoritmos complexos e correlação com vários outros bancos de dados genômicos online, como o navegador de genoma Ensembl .

Papel na doença

Devido à localização sensível dos locais de emenda, as mutações nas áreas aceitadoras ou doadoras de locais de emenda podem se tornar prejudiciais para um indivíduo humano. Na verdade, muitos tipos diferentes de doenças resultam de anomalias nos locais de união.

Câncer

Um estudo que pesquisou o papel das mutações no local de splice no câncer apoiou que uma mutação no local de splice era comum em um grupo de mulheres que eram positivas para câncer de mama e de ovário. Essas mulheres tinham a mesma mutação, de acordo com os resultados. Uma substituição intrônica de par de base único destrói um sítio aceitador, ativando assim um sítio de splice criptográfico, levando a uma inserção de 59 pares de base e terminação da cadeia. As quatro famílias com câncer de mama e de ovário tiveram mutações de terminação de cadeia na metade N-terminal da proteína. A mutação neste exemplo de pesquisa estava localizada no local de união.

Demência

De acordo com uma pesquisa conduzida por Hutton, M et al, uma mutação missense que ocorre na região 5 'do RNA associada à proteína tau foi encontrada para ser correlacionada com demência hereditária (conhecida como FTDP-17). Todas as mutações do local de splice desestabilizam uma estrutura de haste-loop potencial que está provavelmente envolvida na regulação do splicing alternativo do exon 10 no cromossomo 17. Consequentemente, mais uso ocorre no local de splice 5 'e uma proporção aumentada de transcritos tau que incluem o exon 10 são criados. Esse aumento drástico no mRNA aumentará a proporção de Tau contendo quatro repetições de ligação de microtúbulos, o que é consistente com a neuropatologia descrita em várias famílias com FTDP-17, um tipo de demência hereditária.

Epilepsia

Alguns tipos de epilepsia podem ser causados ​​devido a uma mutação no local de união. Além de uma mutação em um códon de parada , uma mutação no local de splice na fita 3 'foi encontrada em um gene que codifica para a cistatina B em pacientes com epilepsia de mioclonia progressiva. Esta combinação de mutações não foi encontrada em indivíduos não afetados. Ao comparar as sequências com e sem a mutação no local de splice, os pesquisadores foram capazes de determinar que uma transversão de nucleotídeo G para C ocorre na última posição do primeiro íntron. Essa transversão ocorre na região que codifica o gene da cistatina B. Indivíduos que sofrem de epilepsia por mioclonia progressiva possuem uma forma mutada desse gene, que resulta em diminuição da produção de mRNA maduro e, subsequentemente, diminui a expressão de proteínas.

Um estudo também mostrou que um tipo de Epilepsia de Ausência Infantil (CAE) que causa convulsões febris pode estar ligada a uma mutação no local de splice no sexto íntron do gene GABRG2 . Descobriu-se que essa mutação no local de splice causa uma subunidade GABRG2 não funcional em indivíduos afetados. De acordo com este estudo, uma mutação pontual foi a culpada pela mutação do sítio doador de splice, que ocorreu no íntron 6. Um produto de proteína não funcional é produzido, levando à subunidade também não funcional.

Distúrbios hematológicos

Várias doenças genéticas podem ser o resultado de mutações no local de splice. Por exemplo, as mutações que causam o splicing incorreto do mRNA da β-globina são responsáveis ​​por alguns casos de β-talassemia . Outro exemplo é a TTP (púrpura trombocitopênica trombótica). O TTP é causado pela deficiência de ADAMTS-13 . Uma mutação no local de splice do gene ADAMTS-13 pode, portanto, causar TTP. Estima-se que 15% de todas as mutações pontuais que causam doenças genéticas humanas ocorrem dentro de um site de splice.

Deficiência de paratireóide

Quando ocorre uma mutação no local de splice no íntron 2 do gene que produz o hormônio da paratireoide, pode prevalecer uma deficiência de paratireoide. Em um estudo específico, uma substituição de G para C no sítio de splice do íntron 2 produz um efeito de salto no transcrito do RNA mensageiro. O exon que é ignorado possui o códon de iniciação para produzir o hormônio da paratireóide. Essa falha na iniciação causa a deficiência.

Análise

Usando o organismo modelo Drosophila melanogaster , os dados foram compilados sobre a informação genômica e sequenciamento deste organismo. Existe um modelo de previsão no qual um pesquisador pode fazer upload de suas informações genômicas e usar um banco de dados de previsão de site de emenda para reunir informações sobre onde os locais de emenda podem estar localizados. O Projeto Berkeley Drosophila pode ser usado para incorporar esta pesquisa, bem como para anotar dados eucromáticos de alta qualidade. O preditor de local de emenda pode ser uma ótima ferramenta para pesquisadores que estudam doenças humanas neste organismo modelo .

As mutações do site de emenda podem ser analisadas usando a teoria da informação .

Referências