обусловлен мутациями в разных генах. С другой стороны, мута-
ции одного и того же гена, как установлено, могут приводить
к совершенно разным клиническим проявлениям. Например, мута-
ции гена адренорецептора, сцепленого с Х-хромосомой, могут
быть причиной нейродегенеративного заболевания - болезни
Кеннеди, если они захватывают область тринуклеотидных повто-
ров (Глава X), и в то же время приводить к синдрому тестику-
лярной феминизации, то есть нарушениям половой дифференци-
ровки, если они затрагивают другие последовательности этого
же гена. Крайним выражением такой гетерогенности может слу-
жить пример с геном рецептора тирозинкиназы -RET, различные
мутации которого могут приводить к 4-м совершенно различным
наследственным синдромам, таким как семейная медуллярная
карцинома щитовидной железы, болезнь Гиршпрунга, множествен-
ная эндокринная неоплазия тип 2А (МЭН-2А) и тип 2B (МЭН-2B)
(Hayningen,1994). Подобные фенотипические разнообразия про-
явлений мутаций одного и того же гена получили название ал-
лельных серий. Термин используется уже около 20 лет для
описания групп из нескольких моногенных наследственных забо-
леваний, клинические проявления которых позволяют предпола-
гать их связь с разными генами, в то время как биохимические
и/или генетические исследования доказывают их аллельную при-
роду, то есть в основе их патогенеза лежат разные мутации
одного и того же гена.
В настоящее время известно более 100 таких болезней
(Romeo, McKusick, 1994). Для каждого заболевания из подобной
серии аллелизм мутаций уже доказан на молекулярном уровне.
Причины подобного фенотипического разнообразия могут быть
различными: (1) локализация мутантных аллелей в функциональ-
но разных доменах белка; (2) принципиально разный механизм
действия мутаций (loss-of-function, gain-of-function); (3)
присутствие в том же гене модифицирующего мутантного аллеля
или полиморфизма и (4) влияние генетического окружения на
проявление мутантного аллеля, то есть его взаимодействие с
определенными аллелями гена-модификатора или даже нескольки-
ми такими генами. Углубленный молекулярно-генетический ана-
лиз практически каждого наследственного заболевания указыва-
ет на его значительную генетическую гетерогенность, связан-
ную с различными мутациями гена. Некоторые примеры аллельных
серий и генетической гетерогенности заболеваний будут
рассмотрены более подробно в Главе X.
Раздел 4.3 Номенклатура мутаций.
Для практических целей и, главным образом, для чтения
научной литературы, важно знать, как записываются мутации.
До недавнего времени единой номенклатуры записи мутаций не
существовало. В 1992 г. двумя американскими учеными Артуром
Боде и Лап-Чи Тсуи была предложена универсальная стандартная
система для обозначения разных мутаций (Beudet, Lap-Сhee
Tsui, 1993). Она рассчитана как на запись аминокислотных за-
мен в белках, так и на нуклеотидные замены и перестановки в
ДНК. В первом случае, каждой аминокислоте соответствует од-
нобуквенный символ (Табл.4.1), слева записывается нормальный
вариант аминокислоты, справа - мутантный, а расположенный в
центре номер соответствует месту замены в цепочке первичного
продукта трансляции. Например, запись D44G означает замену
аспарагина на глицин в 44-м положении полипептидной цепи, а
A655E - аланина на глутамин в пложении 655 белкового продук-
та. Так записываются различные варианты аминокислотных замен
при миссенс мутациях. Буквой Х обозначается место остановки
синтеза полипептидной цепи при нонсенс мутациях. Например,
Q39X означает замену глицина на стоп сигнал в 39-м кодоне, а
W1282X - триптофан-триплета на стоп-кодон в положении 1282.
Отсутвие одной или нескольких аминокислот обозначают значком
^-дельта. Так, наиболее частая мутация, приводящая к муко-
висцидозу- ^F508 - означает отсутствие фенилаланина в 508
положении трансмембранного регуляторного белка муковисцидо-
за. Полиморфизмы, связанные с равноценной по функциональной
значимости заменой аминокислот, записывают через черточку.
Например, M/V470 - метионин или валин в положении 470.
Таблица 4.1. Символы аминокмслот.
------------------------T-----------------T--------------¬
¦ Аминокислоты 1¦ 0 Трехбуквенный 1¦ 0
Однобуквенный 1¦
¦ 1¦ 0 символ 1¦ 0 символ 1
¦
+-----------------------+-----------------+--------------+
¦ Аланин 1¦ 0 Ala 1¦ 0 A 1
¦ Аргинин 1¦ 0 Arg 1¦ 0 R 1
¦ Аспарагин 1¦ 0 Asn 1¦ 0 N 1
¦ Аспарагиновая кислота 1¦ 0 Asp 1¦ 0 D 1
¦ Asn и/или Asp 1¦ 0 Asx 1¦ 0 B 1
¦ Цистеин 1¦ 0 Cys 1¦ 0 C 1
¦ Глутамин 1¦ 0 Gln 1¦ 0 Q 1
¦ Глутаминовая кислота 1¦ 0 Glu 1¦ 0 E 1
¦ Gln и/или Glu 1¦ 0 Glx 1¦ 0 Z 1
¦ Глицин 1¦ 0 Gly 1¦ 0 G 1
¦ Гистидин 1¦ 0 His 1¦ 0 H 1
¦ Изолейцин 1¦ 0 Ile 1¦ 0 I 1
¦ Лейцин 1¦ 0 Leu 1¦ 0 L 1
¦ Лизин 1¦ 0 Lys 1¦ 0 K 1
¦ Метионин 1¦ 0 Met 1¦ 0 M 1
¦ Фенилаланин 1¦ 0 Phe 1¦ 0 F 1
¦ Пролин 1¦ 0 Pro 1¦ 0 P 1
¦ Серин 1¦ 0 Ser 1¦ 0 S 1
¦ Треонин 1¦ 0 Thr 1¦ 0 T 1
¦ Триптофан 1¦ 0 Trp 1¦ 0 W 1
¦ Тирозин 1¦ 0 Tyr 1¦ 0 Y 1
¦ Валин 1¦ 0 Val 1¦ 0 V 1
L-----------------------+-----------------+---------------
Принципиальная схема записи и нумерации нуклеотидов
приведена на Рис.4.1. Отсчет нуклеотидов в молекуле ДНК на-
чинается с первого смыслового кодона, так что нуклеотид под
номером +1 соответствует первому нуклеотиду в молекуле кДНК.
Вверх по течению (или справа налево от 3' к 5'-концу) от
первого кодона нуклеотиды записывают со знаком "-", вниз по
течению (от 5 'к 3') - со знаком "+". Для многих генов
отсутствие точных данных о положении инициирующего сайта и
наличие нескольких мест инициации транскрипции существенно
затрудняют нумерацию нуклеотидов. Нуклеотиды экзонов обозна-
чают заглавными буквами, интронов - прописными.
В Табл.4.2. даны примеры обозначения различных мутаций
с использованием как аминокислотной, так и нуклеотидной ну-
мерации. Нуклеотидная система записи особенно важна для
обозначения делеций, инсерций, сплайсинговых мутаций и поли-
морфизмов, не связанных с заменами аминокислот или происхо-
дящими в нетранслируемых частях гена. В случае делеции или
инсерции одного или двух нуклеотидов приводится их буквенное
обозначение. Например, 441delA, 485insTA. При делеции или
инсерции трех и более нуклеотидов указывается только их
число. Так, 852del22 означает делецию 22 нуклеотидов, начи-
ная с 852-го нуклеотида, а 3320ins7 обозначает вставку 7 пар
оснований после нуклеотида 3320. В случае больших вставок
или делеций их размеры указыаются в килобазах, например
2115ins13kb, или обозначаются соответствующие инсертирован-
ные/ делетированные структурные элементы генома. Так,
2115insAlu означает инсерцию Alu-повтора после нуклеотида
2115. При обозначении сплайсинговых мутаций записывают номер
крайнего нуклеотида в ближайшем к мутации экзоне, число нук-
леотидов (со знаком "+" в случае 3' конца экзона и со знаком
"-" в случае 5' конца) и характер нуклеотидной замены.
(Рис.4.1, Таб.4.2). Например, 711+5G-T обозначает замену G
на Т в 5-м основании интрона, следующего за экзоном, закан-
чивающимся 711 нуклеотидом.
Раздел 4.4. Идентификация структурных мутаций, изоляция му-
тантных ДНК.
Идентификация мутантных аллелей, то есть обнаружение
нарушений в первичной нуклеотидной последовательности ДНК,
является самым прямым методом молекулярной диагностики
наследственных заболеваний. Большие перестройки - делеции,
дупликации, инверсии, транслокации - размером более 1 Мb,
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73
