Рибосомопатия
Рибосомопатии - это заболевания, вызванные аномалиями в структуре или функции рибосомных компонентов белков или рРНК генов , или другими генами, продукты которых участвуют в биогенезе рибосом . [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]
Рибосомы
[ редактировать ]
Рибосомы необходимы для синтеза белка во всех живых организмах. Прокариотические и эукариотические рибосомы содержат каркас рибосомной РНК (рРНК), на которой представлены обширные разнообразные рибосомные белки (RP). [ 4 ] Рибосомопатии могут возникнуть из -за аномалий либо рРНК, либо различных RP. [ Цитация необходима ]
Номенклатура субъединиц рРНК получена из единицы Svedberg каждого компонента , которая представляет собой ультрацентрифуги коэффициент седиментации , который влияет на массу и форму. Эти подразделения субъединиц рРНК не могут быть просто добавлены, потому что они представляют показатели скорости седиментации, а не массы. Эукариотические рибосомы несколько больше и сложнее, чем прокариотические рибосомы. Общая эукариотическая структура рРНК 80S состоит из крупной субъединицы 60S (LSU) и небольшой субъединицы 40S (SSU). [ 5 ]
У людей единая транскрипционная единица, разделенная 2 внутренне транскрибированными проставками, кодирует предшественника, 45 с . Предшественник 45S рДНК организована в 5 кластеров (каждый имеет 30-40 повторений) на хромосомах 13, 14, 15, 21 и 22. Они транскрибируются в ядреве РНК - I. полимеразой 45S обрабатывается в ядре через 32S рРНК до 28S [ 6 ] и 5,8 с , [ 7 ] и через 30-18 , [ 8 ] Как показано на диаграмме. 18S является компонентом субъединицы рибосом 40S. 28 с, 5,8 и 5 с , [ 9 ] который транскрибируется независимо, являются компонентами 60 -х годов. ДНК 5S встречается в тандемных матрицах (~ 200-300 истинных генов 5S и многие дисперсные псевдогены ); Самая большая на хромосоме 1q41-42. 5S рРНК транскрибируется РНК -полимеразой III . [ 5 ] Не ясно, почему рРНК обрабатывается таким образом, а не непосредственно транскрибируется как зрелая рРНК, но последовательные шаги могут играть роль в правильном складывании рРНК или в последующей сборке RP.
Продукты этой обработки в клеточном ядре представляют собой четыре основных типа цитоплазматической рРНК: 28S, 5,8S, 18S и 5S субъединиц. [ 10 ] : 291 ) (CITE) (клетки млекопитающих также имеют 2 типа митохондриальных молекул рРНК, и 16S ) . и ( CITE 12S виды рРНК ( 5S , 5,8S и 28S у млекопитающих, 25 с растений). 60S рРНК действует как рибозим , катализируя образование пептидных связей , в то время как 40S контролирует комплементативность между тРНК антикодоном и мРНК . [ Цитация необходима ]
Болезни
[ редактировать ]Аномальный биогенез рибосом связан с несколькими генетическими заболеваниями человека . [ Цитация необходима ]
Рибосомопатия была связана с атрофией скелетных мышц, [ 11 ] и подкрепляет большую часть алмазной анемии (DBA), [ 2 ] подтип x-связанный дискратоза врожденного (DKCX), [ 12 ] [ 13 ] Синдром предателя Коллинза (TCS), [ 2 ] [ 14 ] Синдром Швахмана -Диамонд (SDS) [ 15 ] и 5q- миелодиспластический синдром . (5q-mds), (CITE) (CITE) Цирроз детства североамериканских индейцев (NAIC), [ 16 ] изолированная врожденная аспления (ICAS), [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] и синдром Боуэн -Конради (BWCNS), синдром заряда [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] И синдром ANE (ANE). [ 24 ]
связанные с ними хромосома , OMIM генотип , фенотип Показаны и возможные точки разрушения:
имя | хромосома | генотип [ 25 ] | фенотип | белок | разрушение (цитируется) (цитируется) |
DBA1 [ 25 ] | 19q13.2 | 603474 | 105650 | RPS19 | 30-18 [ 10 ] : 291 (цитировать) |
DBA2 | 8p23-p22 | неизвестный | 606129 | ||
DBA3 | 10q22-q23 | 602412 | 610629 | RPS24 [ 26 ] | 30-18 [ 10 ] : 291 (цитировать) |
DBA4 | 15q | 180472 | 612527 | RPS17 [ 27 ] | 30-18 [ 10 ] : 291 |
DBA5 | 3q29-cter | 180468 | 612528 | Rpl35a [ 28 ] | От 32 до 5,8 с/28 с [ 10 ] : 291 (цитировать) |
DBA6 | 1p22.1 | 603634 | 612561 | Rpl5 [ 29 ] | От 32 до 5,8 с/28 с [ 10 ] : 291 |
DBA7 | 1P36.1-P35 | 604175 | 612562 | Rpl11 [ 29 ] | От 32 до 5,8 с/28 с [ 10 ] : 291 |
DBA8 | 2P25 | 603658 | 612563 | RPS7 [ 29 ] | 30-18 [ 10 ] : 291 |
DBA9 | 6 с | 603632 | 613308 | RPS10 [ 25 ] | 30-18 [ 30 ] |
DBA10 | 12q | 603701 | 613309 | RPS26 | 30-18 [ 31 ] |
DBA11 | 17p13 | 603704 | 614900 | RPS26 | 30-18 [ 31 ] |
DBA12 | 3P24 | 604174 | 615550 | RPL15 | От 45 до 32 с [ 32 ] |
DBA13 | 14q | 603633 | 615909 | RPS29 | |
DKCX | XQ28 | 300126 | 305000 | Дискерин | Связано как с H/ACA небольшая нуклеолярная РНК (Snorna), так и с РНК -компонентом TERC [ 33 ] |
TCS | |||||
5q- | 5q33.1 | 130620 | 153550 | RPS14 | 30-18 [ 10 ] : 291 |
SDS | 7q11.21 | 607444 | 260400 | SBDS | 60-80 -х годов [ 10 ] : 291 |
Чх | 9p13.3 | 157660 | 250250 | RMRP | Митохондриальная обработка РНК |
Наик | 16q22.1 | 607456 | 604901 | Цирхин | Частичная потеря взаимодействия между цирхином и NOL11 [ 34 ] |
Icas | 3P22.1 | 150370 | 271400 | Rpsa | |
BWCNS | 12p13.31 | 611531 | 211180 | EMG1 | От 18 до 40 лет |
ЗАРЯЖАТЬ | 8q12.1-q12.2; Также 7q21.11 | 608892 | 214800 | CHD7 ; Также Sema3e | |
Тузы | XXX | XXX | RBM28 |
Несколько рибосомопатий имеют такие особенности, как наследственная недостаточность костного мозга , которая характеризуется уменьшенным числом клеток крови и предрасположенностью к раку . [ 5 ] Другие особенности могут включать аномалии скелета и замедление роста. [ 16 ] Тем не менее, клинически эти заболевания различны и не показывают постоянного набора функций. [ 16 ]
Алмазная анемия
[ редактировать ]За исключением редких генотипов GATA1 (CITE) алмазной анемии (DBA) (DBA) возникает из различных мутаций, которые вызывают рибосомопатии. [ 35 ]
Врожденный дискароз
[ редактировать ]X -связанный подтип дискратоза врожденной (DKCX) [ Цитация необходима ]
Синдром Швахмана - Диамонд
[ редактировать ]Синдром Швахмана-Диамонда (SDS) вызван биоалельные мутации в белке SBDS , который влияет на его способность соединить гидролиз GTP с помощью GTPase EFL1 с высвобождением EIF6 из субъединицы 60-х годов. [ 36 ] Клинически, SDS влияет на несколько систем, вызывая костчивые аномалии, а также поджелудочную железу и нейрокогнитивную дисфункцию. [ 37 ] SBDS ассоциируется с субъединицей 60 -х годов в клетках человека и играет роль в соединении субъединиц и трансляционной активации на моделях дрожжей. [ Цитация необходима ]
5q- миелодиспластический синдром
[ редактировать ]5q- миелодиспластический синдром (MDS) [ 37 ] связан с приобретенной гапло-недостаточностью RPS14 , [ 37 ] компонент эукариотической маленькой рибосомальной субъединицы (40S) . [ 5 ] RPS14 имеет решающее значение для сборки 40S, а истощение RPS14 в клетках CD34 (+) человека достаточно для повторения 5Q-дефекта эритропоэза с щадом мегакариоцитов . [ 5 ]
Синдром предателя Коллинза
[ редактировать ]Синдром предателя Коллинза (TCS)
Хрящ -гипоплазия
[ редактировать ]Гипоплазия хряща -хартаж (CHH) - Некоторые источники уверенно указывают как рибосомопатия, другие вопросы [ Цитация необходима ]
Цирроз детства североамериканских индейцев
[ редактировать ]NAIC - это аутосомная рецессивная аномалия гена UTP4 , который кодирует цирхин. Неонатальная желтуха со временем достигает желчного цирроза с тяжелым фиброзом печени .
Изолированная врожденная аспленя
[ редактировать ]Синдром Боуэн -Конради
[ редактировать ]Синдром Боуэн -Конради (BCS [ 38 ] или bwcns [ 39 ] ) является аутосомной рецессивной аномалией гена , EMG1 которая играет роль в сборке небольшой рибосомной субъединицы (SSU). [ 38 ] [ 40 ] [ 41 ] Большинство пострадавших детей были из семей в Северной Америке , но BWCN могут повлиять на другие группы населения. [ 39 ] [ 42 ] Скелетная дисморфология видна [ 39 ] [ 42 ] и тяжелая пренатальная и постнатальная недостаточность роста обычно приводит к смерти к одному году. [ 43 ]
Другой
[ редактировать ]Семейный колоректальный рак тип X
[ редактировать ]В отличие от мутаций 5 генов, связанных с восстановлением несоответствия ДНК , которые связаны с синдромом Линча с наследственным неполипозом колоректального рака (HNPCC) из -за нестабильности микросателлита , семейный колоректальный рак (CRC) тип X (FCCX) приводит к повышению HNPC Полем [ 44 ] FCCX, скорее всего, этиологически гетерогенный, но в некоторых случаях RPS20 может участвовать. [ 44 ]
P53
[ редактировать ]Путь p53 является центральным в фенотипе рибосомапатии. [ 45 ] Рибосомальное напряжение запускает активацию сигнального пути p53. [ 46 ] [ 47 ]
Рак
[ редактировать ]Раковые клетки имеют нерегулярную форму, большие ядрышники , которые могут соответствовать активации транскрипции рибосомного гена и, следовательно, высокой пролиферации клеток . Онкогены , такие как c-myc , могут активировать транскрипцию рДНК в прямом и косвенном виде. С другой стороны, супрессоры опухолей, такие как RB и P53 , могут подавлять биогенез рибосом. Кроме того, ядром является важным клеточным датчиком для стресса и играет ключевую роль в активации p53.
Рибосомапатия была связана с патологией различных злокачественных новообразований. [ 45 ] Несколько рибосомопатий связаны с повышенной скоростью рака. Например, как SDS, так и 5Q-синдром приводят к нарушению гематопоэза и предрасположенности к лейкемии . [ 37 ] Кроме того, приобретенные дефекты в рибосомных белках, которые не участвовали в врожденных рибосомопатиях, были обнаружены в T-лимфобастическом лейкозе/лимфоме , раке желудка и раке яичников . [ 3 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Nakhoul H, Ke J, Zhou X, Liao W, Zeng SX, Lu H (2014). «Рибосомопатии: механизмы болезней» . Clin Med Insights Disord . 7 : 7–16. doi : 10.4137/cmbd.s16952 . PMC 4251057 . PMID 25512719 .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный в Нарла А., Эберт Б.Л. (апрель 2010 г.). «Рибосомопатии: человеческие расстройства дисфункции рибосом» . Кровь . 115 (16): 3196–205. doi : 10.1182/blood-2009-10-178129 . PMC 2858486 . PMID 20194897 .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный De Keersmaecker K, Sulima SO, Dinman JD (февраль 2015 г.). «Рибосомопатии и парадокс клеточной гипо- гиперпролиферации» . Кровь . 125 (9): 1377–82. doi : 10.1182/blood-2014-10-569616 . PMC 4342353 . PMID 25575543 .
- ^ Бан Н., Бекман Р., Кейт Дж. Х., Динман Дж. Д., Дракон Ф., Эллис С.Р. и др. (Февраль 2014 г.). «Новая система для названия рибосомных белков» . Curr Mind Struct Biol . 24 : 165–9. doi : 10.1016/j.sbi.2014.01.002 . PMC 4358319 . PMID 24524803 .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный в дюймовый и Ruggero D, Shimamura A (октябрь 2014 г.). «Неудача костного мозга: окно в биологию рибосом» . Кровь . 124 (18): 2784–92. doi : 10.1182/blood-2014-04-526301 . PMC 4215310 . PMID 25237201 .
- ^ « Homo sapiens 28s рибосомная РНК» . Национальный центр информации о биотехнологии. 4 февраля 2017 года.
- ^ « Homo Sapiens 5,8S рибосомная РНК» . Национальный центр информации о биотехнологии. 10 февраля 2017 года.
- ^ « Homo Sapiens 18S рибосомная РНК» . Национальный центр информации о биотехнологии. 4 февраля 2017 года.
- ^ « Homo sapiens 5s рибосомная РНК» . Национальный центр информации о биотехнологии. 3 сентября 2020 года.
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный в дюймовый и фон глин час я Дж Hoffband AV, Moss PH (2011). Чувствительный заголовок (6 -е изд.). Wiley-Blackwell. ISBN 978-1-4051-9890-5 .
- ^ Коннолли, Мартин (2017). «miR-424-5p уменьшает рибосомную РНК и синтез белка в мышечном истощении» . Журнал кахексии, саркопения и мышц . 9 (2): 400–416. doi : 10.1002/jcsm.12266 . PMC 5879973 . PMID 29215200 .
- ^ Онлайн Менделянский наследство в человеке. Вход OMIM 305000: Dyckeratosis Congenita, x -Linked; DKCX. Университет Джона Хопкинса. [1]
- ^ Stumpf CR, Ruggero D (август 2011 г.). «Раковой трансляционный аппарат» . Curr Opin Genet Dev . 21 (4): 474–83. doi : 10.1016/j.gde.2011.03.007 . PMC 3481834 . PMID 21543223 .
- ^ Dauwerse JG, Dixon J, Seland S, Ruivenkamp CA, Van Haeringen A, Hoefsloot LH, et al. (Январь 2011). «Мутации в генах, кодирующих субъединицы РНК -полимераз I и III, вызывают синдром предателя Коллинза». Nat Genet . 43 (1): 20–2. doi : 10.1038/ng.724 . PMID 21131976 . S2CID 205357102 .
- ^ Нарла А., Херст С.Н., Эберт Б.Л. (февраль 2011 г.). «Дефекты рибосом при расстройствах эритропоэза» . Int j гематол . 93 (2): 144–149. doi : 10.1007/s12185-011-0776-0 . PMC 3689295 . PMID 21279816 .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный в дюймовый McCann KL, Baserga SJ (август 2013 г.). «Генетика. Таинственные рибосомопатии» . Наука . 341 (6148): 849–50. doi : 10.1126/science.1244156 . PMC 3893057 . PMID 23970686 .
- ^ Онлайн Менделянский наследство в человеке. Вход OMIM 271400: Asplenia, изолированная врожденная; Icas. Университет Джона Хопкинса. [2]
- ^ Онлайн Менделянский наследство в человеке. Вход OMIM 150370: рибосомный белок SA; Rpsa. Университет Джона Хопкинса. [3]
- ^ Bolze A, Mahlaoui N, Byun M, Turner B, Trede N, Ellis SR, et al. (Май 2013). «Рибосомный белок SA гаплоинсуфанность у людей с изолированной врожденной асплением» . Наука . 340 (6135): 976–8. Bibcode : 2013sci ... 340..976b . doi : 10.1126/science.1234864 . PMC 3677541 . PMID 23579497 .
- ^ Вонг, MT; Schölvinck, Eh; Ламбек, AJ; Van Ravenswaaij-Arts, CM (2015). «Синдром заряда: обзор иммунологических аспектов» . Европейский журнал человеческой генетики . 23 (11): 1451–9. doi : 10.1038/ejhg.2015.7 . PMC 4613462 . PMID 25689927 .
- ^ Мартин, Д.М. (2015). «Эпигенетические расстройства развития: синдром заряда, тематическое исследование» . Современная генетическая медицина сообщает . 3 (1): 1–7. doi : 10.1007/s40142-014-0059-1 . PMC 4325366 . PMID 25685640 .
- ^ HSU, P; Ма, а; Уилсон, м; Уильямс, G; Куротта, J; Munns, cf; Mehr, S (2014). «Синдром заряда: обзор» . Журнал педиатрии и здоровья детей . 50 (7): 504–11. doi : 10.1111/jpc.12497 . PMID 24548020 .
- ^ Янссен, н; Бергман, ты; Swertz, MA; Tranebjaerg, L; Лодал, м; Schoots, J; Hofstra, RM; Ван Равенсвайдж-Артс, CM; Hoefsloot, LH (2012). «Обновление мутации о гене CHD7, участвующем в синдроме заряда» . Человеческая мутация . 33 (8): 1149–60. Doi : 10,1002/Humu.22086 . PMID 22461308 . S2CID 36401168 .
- ^ 612079
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный в Онлайн Мендельанский наследство в человеке. Вход OMIM 105650: Алмазовая анемия. Университет Джона Хопкинса. [4]
- ^ Gazda HT, Grabowska A, Merida-Long LB, Latawiec E, Schneider HE, Lipton JM, et al. (Декабрь 2006 г.). «Ген рибосомного белка S24 мутируется в алмазной черной анемии» . Am J Hum Genet . 79 (6): 1110–8. doi : 10.1086/510020 . PMC 1698708 . PMID 17186470 .
- ^ Cmejla R, Cmejlova J, Handrkova H, Petrak J, Pospisilova D (декабрь 2007 г.). «Ген рибосомного белка S17 (RPS17) мутируется в анемии алмаза-чернокожих». Гум мутат . 28 (12): 1178–82. doi : 10.1002/Humu.20608 . PMID 17647292 . S2CID 22482024 .
- ^ Farrar JE, Nater M, Caywood E, McDevitt MA, Kowalski J, Takemoto CM, et al. (Сентябрь 2008 г.). «Аномалии крупного рибосомного субъединичного белка, RPL35A, при бриллиантовой анемии» . Кровь . 112 (5): 1582–92. doi : 10.1182/blood-2008-02-140012 . PMC 2518874 . PMID 18535205 .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный в Газда Х.Т., Шин М.Р., Влачос А., Чосмель В., О'Донохью М.Ф., Шнайдер Х. и др. (Декабрь 2008 г.). «Мутации рибосомного белка L5 и L11 связаны с расщелиной неба и аномальными большими пальцами у пациентов с алмазом-черной анемией» . Am J Hum Genet . 83 (6): 769–80. doi : 10.1016/j.ajhg.2008.11.004 . PMC 2668101 . PMID 19061985 .
- ^ Онлайн Менделянский наследство в человеке. Вход OMIM 603632: рибосомный белок S10; RPS10. Университет Джона Хопкинса. [5]
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный Онлайн Мендельанский наследство в человеке. Вход OMIM 603701: рибосомный белок S26; RPS26. Университет Джона Хопкинса. [6]
- ^ Онлайн Менделянский наследство в человеке. Вход OMIM 604174: рибосомный белок L15; RPL15. Университет Джона Хопкинса. [7]
- ^ 300126
- ^ Freed EF, Prieto JL, McCann KL, McStay B, Baserga SJ (2012). «NOL11, вовлеченный в патогенез североамериканского индейского цирроза, необходим для транскрипции и обработки пре-рРНК» . PLOS GENET . 8 (8): E1002892. doi : 10.1371/journal.pgen.1002892 . PMC 3420923 . PMID 22916032 .
- ^ Boria I, Garelli E, Gazda HT, Aspesi A, Quarello P, Pavesi E, et al. (Декабрь 2010). «Рибосомальная основа анемии алмаза-чернокожих: мутации и обновления базы данных» . Гум мутат . 31 (12): 1269–79. Doi : 10.1002/Humu.21383 . PMC 4485435 . PMID 20960466 .
- ^ Финч А.Дж., Хильценко С., Басс Н., Драйнан Л.Ф., Гойенчея Б., Менн Т.Ф. и др. (Май 2011). «Необеспечение гидролиза GTP от высвобождения EIF6 на рибосоме вызывает синдром Швахмана-Диамонда» . Гены Дев . 25 (9): 917–29. doi : 10.1101/gad.623011 . PMC 3084026 . PMID 21536732 .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный в дюймовый Burwick N, Shimamura A, Liu JM (апрель 2011 г.). «Несамольдные нарушения анемии черной анемии функции рибосомы: синдром Алмаза Швахмана и синдром 5Q-5» . Семин гематол . 48 (2): 136–43. doi : 10.1053/j.seminhematol.2011.01.002 . PMC 3072806 . PMID 21435510 .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный Sondalle SB, Baserga SJ (июнь 2014 г.). «Человеческие заболевания процесса SSU» . Biochim Biophys Acta . 1842 (6): 758–64. doi : 10.1016/j.bbadis.2013.11.004 . PMC 4058823 . PMID 24240090 .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный в Онлайн Мендельанский наследство в человеке. Omim intry 211180: xxx. Университет Джона Хопкинса. [8]
- ^ Онлайн Менделянский наследство в человеке. Вход OMIM 611531: необходимо для митотического роста 1, S. Cervevisiae, гомолог; EMG1. Университет Джона Хопкинса. [9]
- ^ De Souza RA (февраль 2010 г.). «Загадка синдрома Боуэна-Конради решена: новый дефект биогенеза рибосом». Clin Genet . 77 (2): 116–8. doi : 10.1111/j.1399-0004.2009.01304.x . PMID 20096068 . S2CID 140113474 .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный Armistead J, Khatkar S, Meyer B, Mark BL, Patel N, Coghlan G, et al. (Июнь 2009 г.). «Мутация гена, необходимое для биогенеза рибосом, EMG1, вызывает синдром Боуэна-Конради» . Am J Hum Genet . 84 (6): 728–39. doi : 10.1016/j.ajhg.2009.04.017 . PMC 2694972 . PMID 19463982 .
- ^ Armistead J, Patel N, Wu X, Hemming R, Chowdhury B, Basra GS, et al. (Май 2015). «Остановка роста в рибосомопатии, синдром Боуэна-Конради, обусловлена резким снижением пролиферации клеток и дефектом в митотическом прогрессировании» . Biochim Biophys Acta . 1852 (5): 1029–37. doi : 10.1016/j.bbadis.2015.02.007 . PMID 25708872 .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный Stoffel Em, Eng C (сентябрь 2014 г.). «Секвенирование экзома при семейном колоректальном раке: поиск игл в стоках сена» . Гастроэнтерология . 147 (3): 554–6. doi : 10.1053/j.gastro.2014.07.031 . PMID 25075943 .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный Raiser DM, Narla A, Ebert BL (март 2014 г.). «Новая важность рибосомной дисфункции в патогенезе гематологических расстройств». Лейк -лимфома . 55 (3): 491–500. doi : 10.3109/10428194.2013.812786 . PMID 23863123 . S2CID 1259487 .
- ^ Zhou X, Liao WJ, Liao JM, Liao P, Lu H (апрель 2015). «Рибосомные белки: функционирует за пределами рибосомы» . J Mol Cell Biol . 7 (2): 92–104. doi : 10.1093/jmcb/mjv014 . PMC 4481666 . PMID 25735597 .
- ^ Wang W, Nag S, Zhang X, Wang MH, Wang H, Zhou J, Zhang R (март 2015 г.). «Рибосомные белки и заболевания человека: патогенез, молекулярные механизмы и терапевтические последствия» . Med Res Rev. 35 (2): 225–85. doi : 10.1002/med.21327 . PMC 4710177 . PMID 25164622 .