Рибозомопатија

Рибозомопатии ― болести предизвикани од абнормалности во структурата или функцијата на белковините на рибозомните составници или гени на рибозомна РНК или други гени чии производи се вклучени во биогенезата на рибозомите.
1 Рибозоми
Рибозомите се неопходни за синтеза на белковините кај сите живи организми. Прокариотските и еукариотските рибозоми содржат скеле од рибозомна РНК на кое се наредени широк спектар на рибозомни белковини. Рибозомопатиите може да произлезат од абнормалности или на рибозомна РНК или на различните рибозомни белковини.
Номенклатурата на подединиците на рибозомна РНК е изведена од Сведберговата единица на секоја составница, која е коефициент на седиментација на ултрацентрифуга, кој е под влијание на масата и обликот. Овие единици (S) на подединиците на рибозомна РНК не можат едноставно да бидат додадени бидејќи тие претставуваат мерки за стапката на седиментација наместо за масата. Еукариотските рибозоми се нешто поголеми и посложени од прокариотските рибозоми. Целокупната 80S еукариотска структура на рибозомна РНК е составена од голема 60S подединица и мала подединица 40S.
Кај луѓето, една единица за транскрипција одделена со 2 внатрешно транскрибирани разделувачи шифрира претходник, 45S. Претходникот 45S на рибозомна РНК е организиран во 5 кластери (секоја има 30-40 повторувања) на хромозомите 13, 14, 15, 21 и 22. Тие се транскрибирани во јадренцето со РНК полимераза I. 45S е обработувана во јадренцето преку 32S на рибозомна РНК до 28S и 5.8S, и преку 30S до 18S, како што е прикажано на дијаграмот. 18S е составница на рибозомната подединица 40S. 28S, 5.8S и 5S, кои се транскрибирани независно, се составници на 60S. 5S ДНК се јавува во тандемски низи (~200-300 вистински 5S гени и многу расеани псевдогени); најголемиот е на хромозомот 1q41-42. 5S на рибозомна РНК се транскрибирана со РНК полимераза III. Не е целосно јасно зошто рибозомната РНК е обработувана на овој начин наместо директно да се транскрибира како зрела рибозомна РНК, но секвенцијалните чекори може да имаат улога во правилното превиткување на рибозомната РНК или во последователното склопување на рибозомните белковини.
Производите од оваа обработка во клеточното јадро се четирите главни видови цитоплазматска рибозомна РНК: подединици 28S, 5.8S, 18S и 5S. Клетките на цицачите имаат и 2 вида митохондриски молекули на рибозомна РНК, 12S и 16S. Кај луѓето, како и кај повеќето еукариоти, 18S на рибозомна РНК е составница на 40S рибозомната подединица, а големата подединица 60S содржи три видови рибозомна РНК ( 5S, 5.8S и 28S кај цицачите, 25S кај растенијата). 60S на рибозомна РНК делува како рибозим, катализирајќи го образувањето на пептидна врска, додека 40S ја следи комплементарноста помеѓу антикодонот на преносната РНК и информациската РНК.
2 Болести
Абнормалната биогенеза на рибозомите е поврзана со неколку човечки генетски болести.
Рибозомопатијата е поврзана со атрофија на скелетните мускули, и ја поткрепува повеќето Дајмонд-Блекфановата анемија, X-поврзаниот подвид на вродена дискератоза, Тричер Колинсов синдром, Швахман-Дајмондов синдром и 5q-миелодиспластичен синдром, северноамериканска индијанска детска цироза, изолирана конгенитална аспленија,, и Бовен-Конрадиев синдром, CHARGE синдромот и ANE синдромот.
Прикажани се поврзаниот хромозом, генотипот при каталогот наречен Семрежни Менделови закон кај човекот, фенотипот и можните точки на нарушување:
+ Рибозомопатии, Име, Хромозом, Генотип, Фенотип, Белковина, Нарушување
DBA1, 19q13.2, RPS19, 30S до 18S
DBA2, 8p23-p22, unknown
DBA3, 10q22-q23, RPS24, 30S до 18S
DBA4, 15q, RPS17, 30S до 18S
DBA5, 3q29-qter, RPL35A, 32S до 5.8S/28S
DBA6, 1p22.1, RPL5, 32S до 5.8S/28S
DBA7, 1p36.1-p35, RPL11, 32S до 5.8S/28S
DBA8, 2p25, RPS7, 30S до 18S
DBA9, 6p, RPS10, 30S до 18S
DBA10, 12q, RPS26, 30S до 18S
DBA11, 17p13, RPS26, 30S до 18S
DBA12, 3p24, RPL15, 45S до 32S
DBA13, 14q, RPS29
DKCX, Xq28, дискерин, поврзано и со H/ACA мала нуклеусна РНК и со составницата теломераза на РНК
TCS
5q-, 5q33.1, RPS14, 30S до 18S
SDS, 7q11.21, SBDS, 60S до 80S
CHH, 9p13.3, RMRP, митохондриска обработка на РНК
NAIC, 16q22.1, цирхин, делумна загуба на заемодејството меѓу цирхинот и NOL11
ICAS, 3p22.1, RPSA
BWCNS, 12p13.31, EMG1, 18S до 40S
CHARGE, 8q12.1-q12.2; also 7q21.11, CHD7; исто така SEMA3E
ACES, RBM28
Неколку рибозомопатии споделуваат особини како што е наследниот недостиг на коскената срцевина, која се одликува со намален број на крвни зрнца и со предиспозиција за рак. Други особини може да вклучуваат скелетни абнормалности и уназадување на растот. Сепак, клинички овие болести се различни и не покажуваат доследен сет на особини.
2.1 Дајмонд-Блекфанова анемија
Со исклучок на ретките генотипови GATA1, Дајмонд-Блекфанова анемија произлегува од различни мутации кои предизвикуваат рибозомопатии.
2.2 Швахман-Дајмондов синдром
Швахман-Дајмондовиот синдром е предизвикан од двоалелни мутации во белковината SBDS што влијае на неговата способност да ја спои хидролизата на гванин трифосфат преку гванин-трифосфатаза EFL1 со ослободување на eIF6 од подединицата 60S. Клинички, синдромот влијае на повеќе системи, предизвикувајќи коскени абнормалности и панкреасна и неврокогнитивна нефункционалност. Синдромот се поврзува со подединицата 60S во човечките клетки и има улога во спојувањето на подединицата и преведувачкото активирање во моделите на квасец.
2.3 5q-миелодиспластичен синдром
5q-миелодиспластичен синдром е поврзан со стекната хаплонедостиг на RPS14, составница на еукариотската мала рибозомна подединица (40S). RPS14 е критичен за склопувањето на 40S, а намалувањето на RPS14 во човечките клетки CD34 (+) е доволно за да биде рекапитулиран 5q-дефектот на еритропоезата со поштеда на мегакариоцити.
2.4 Тричер Колинсов синдром
Тричер Колинсовиот синдром е генетско нарушување кое се одликува со деформитети на ушите, очите, јаболчната коска и брадата.
2.5 Хипоплазија на 'рскавица-коса
Хипоплазија на 'рскавица-коса - некои извори самоуверено наведуваат како рибозомопатија, други се сомневаат.
2.6 Северноамериканска индијанска детска цироза
Оваа цироза е автосомно рецесивна абнормалност на генот UTP4, кој го кодира цирхинот. Неонаталната жолтица напредува со текот на времето до билијарна цироза со тешка фиброза на црниот дроб.
2.7 Бовен-Конрадиев синдром
Бовен-Конрадиевиот синдром е автосомно рецесивна абнормалност на генот EMG1, кој игра улога во составувањето на малата рибозомна подединица. Најмногу погодени деца биле од северноамерикански хутеритски семејства, но синдромот може да влијае на другите групи на население. Забележувана е скелетна дисморфологија и тешката преднатален и посленатален недостиг на растот обично доведува до смрт до една година.
2.8 Останато
2.8.1 Семеен рак на дебелото црево од тип X
За разлика од мутациите на петте гени поврзани со поправка на неусогласеноста на ДНК, кои се поврзани со Линчовиот синдром со наследен неполипозен рак на дебелото црево поради микросателитска нестабилност, семејниот рак на дебелото црево од тип X предизвикува наследен неполипозен рак на дебелото црево и покрај микросателитската стабилност. Семејниот рак на дебелото црево од тип X е најверојатно етиолошки хетероген, но RPS20 може да биде вмешан во некои случаи.
3 p53
Патот p53 е главна појава за фенотипот на рибозомопатија. Рибозомниот стрес предизвикува активирање на сигналната патека p53.
4 Рак
Клетките на ракот имаат неправилен облик, големи јадра, кои може да одговараат на нагорна регулација на транскрипцијата на рибозомскиот ген, а со тоа и висока клеточна пролиферација. Онкогените, како c-Myc, можат да ја регулираат транскрипцијата на рибозомна ДНК на директен и индиректен начин. Туморските сузбивачи како Rb и p53, од друга страна, можат да ја потиснат биогенезата на рибозомите. Дополнително, јадренцето е важен клеточен сензор за стрес и игра клучна улога во активирањето на p53.
Рибозомопатијата е поврзана со патологијата на различни малигни тумори. Неколку рибозомопатии се поврзани со зголемена стапка на рак. На пример, и SDS и 5q-синдромот доведуваат до нарушена хематопоеза и предиспозиција за леукемија. Дополнително, стекнатите дефекти во рибозомните белковини кои не биле вмешани во вродени рибозомопатии се пронајдени кај Т-лимфобластна леукемија/лимфом, рак на желудникот и рак на јајниците.