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By NA MUTAZIONI NEI GENI STRUTTURALI III: il connettivo Lezione 6.

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Presentazione sul tema: "By NA MUTAZIONI NEI GENI STRUTTURALI III: il connettivo Lezione 6."— Transcript della presentazione:

1 By NA MUTAZIONI NEI GENI STRUTTURALI III: il connettivo Lezione 6

2 By NA sostituzione con un oligonucleotide sintetico con una mutazione ANALISI DI LINKAGE SU DIVERSE FAMIGLIE HANNO PERMESSO DI IDENTIFICARE DIVERSE MUTAZIONI IN GENI DEL COLLAGENE CHE SEGREGANO CON IL FENOTIPO OI. SONO QUINDI QUESTE MUTAZIONI A CAUSARE LA MALATTIA?? taglio con enzimi di restrizione e eliminazione di una parte della sequenza iniezione in un ovocita di topo fecondato topo transgenico SE IL TOPO MANIFESTA LA MALATTIA ALLORA LA MUTAZIONE E’ LA CAUSA DELL’OI. Modello murino

3 By NA E’ POSSIBILE RICONOSCERE MUTAZIONI PIU’ FREQUENTI PER CIASCUN TIPI DIVERSO DI OI    Nonostante un solo allele del gene COL1A1 e’ mutato ben il 75% delle triple eliche sono anomale. DEGRADATE MUTAZIONE IN UN ALLELE DEL GENE PER LA CATENA  La mutazione riguarda il 50% del prodotto genico, ma influenza il 75% della proteina..L’EFFETTO E’ DOMINANTE anche in caso di eterozigosi Perche’ la patologia dominante

4 By NA  Mutazioni di grosse dimensioni(delezioni o inserzioni multiesoniche) sono rare perche’ compromettono la stabilita’ di gran parte delle molecole di collagene. Questo tipo di mutazioni si riscontra spesso in casi di OI di tipo II nelle forme letali in fase perinatale.  Piu’ frequenti sono le mutazioni puntiformi. Queste sono anche piu’ difficili da trovare viste le dimensioni della molecola del collagene. nei geni COL1A1 e COL1A2 sono state trovate numerose mutazioni che causano una sostituzione di una glicina con un altro amminoacido. A seconda del sito di sostituzione si manifestano diversi fenotipi OI. Questi ultimi sono piu’ gravi quando la sostituzione si verifica piu’ vicino all’estremita’ carbossi terminale.  GRAZIE A TALI STUDI MOLECOLARI E BIOCHIMICI E’ STATO POSSIBILE IDENTIFICARE MUTAZIONI NEI DIVERSI GENI DEL COLLAGENE CAUSA DELLE DIVERSE FORME DI OI Relazione genotipo-fenotipo

5 By NA  Tutte le sostituzioni Gly-Asp sono risultate letali.  Mutazioni in siti di splicing possono provocare delezioni di esoni o splicing anomali con conseguente sintesi di molecole anomale di collagene.  Le mutazioni nel COL1A1 sono generalmente associate a fenotipi piu’ gravi rispetto a quelle che colpiscono il gene COL1A2 e i fenotipi piu’ gravi nel caso di mutazioni vicine all’estremita’ 3’ della tripla elica. Relazione genotipo-fenotipo L’APPROCCIO DI STUDI O DELL’OI E’ STATO QUELLO DELLA GENETICA DIRETTA IN CUI SI PARTE DA UN PRODOTTO PROTEICO PER ARRIVARE AL GENE E ALLO STUDIO DELLE MUTAZIONI AD ESSO ASSOCIATO  IN OGNI CASO IL PRIMO PASSO PER LO STUDIO DI QUALSIASI PATOLOGIA E’ L’ANALISI DEL FENOTIPO!

6 By NA TIPO III: e’ una forma geneticamente eterogenea, si riscontrano mutazioni in geni diversi. A volte sono presenti anche piu’ mutazioni in geni diversi contemporaneamente. E’ l’unica forma per la quale e’ stata dimostrata anche trasmissione ditipo autosomico recessiva, frequente solo in alcune popolazioni come quella sud africana dove, pero’ di riconosce un EFFETTO DEL FONDATORE(prevalenza di un allele nella popolazione dovuta alla sua presenza in uno dei membri originari della popolazione stessa ed alla tendenza dei membri della popolazione ad accoppiarsi tra loro). In questo caso sono piu’ frequenti soggetti omozigoti per mutazioni in geni COL1A1 e COL1A2. TIPO IV: pur essendo generalmente lieve, puo’ presentare variazioni notevoli anche nella stessa famiglia(non e’ noto il perche’ di questa variabilita’). Si trovano frequentemente mutazioni puntiformi nei geni COL1A1 o COL1A2. Relazione genotipo-fenotipo riepilogo Queste provocano una riduzione nella sintesi del collagene, ma le molecole che vengono sintetizzate hanno una struttura normale. TIPO I: e’ causato da mutazioni nel COL1A1, in generale si tratta di mutazioni non senso (sostituzione di un codone di senso con un codone di stop) o mutazioni di splicing. Queste provocano una riduzione nella sintesi del collagene, ma le molecole che vengono sintetizzate hanno una struttura normale. TIPO II:e’ causato o da mutazioni multiesoniche(nei casi di forme letali) o da mutazioni missenso( sostituzione di un codone per un AA con uno per un AA diverso) che non comportano mancata produzione della proteina, ma produzione di catene  (I)anomale. queste aggregandosi con catene normali portano alla formazione di triple eliche anomale causando il fenomeno dell’effetto dominante negativo.

7 By NA LA SINDROME DI MARFAN E LA SINDROME DI EHLERS-DANLOS Altre patologie associate a difetti del collagene

8 By NA * INDEBOLIMENTO DEL TESSUTO CONNETTIVO. * Elevata statura e magrezza con braccia gambe e dita delle mani e dei piedi lunghe(aracnodattilia) * Ipersensibilita’ delle articolazioni e dislocazione * A volte dislocazione del cristallino per indebolimento del dei legamenti che lo sostengono e miopia. * Manifestazioni vascolari (prolasso della valvola mitriale nel 5% della popolazione generale e dilatazione del tratto iniziale dell’aorta che puo’ portare a aneurisma. Esistono diverse forme di espressione della MS: alcuni soggetti sono chiaramente affetti dall’infanzia, altri lo sono solo lievemente e anche il trattamento medico e’ variabile in conseguenza di cio’. Sindrome di Marfan (MS)

9 By NA  IL LOCUS MALATTIA E’ STATO MAPPATO SUL CROMOSOMA 15 ANALISI GENETICHE ANALISI ISTOCHIMICHE Analisi di linkage con marcatori genetici casuali Deficit della proteina extracellulare FIBRILLINA nei tessuti dei soggetti con MS  La prova definita deriva dalla scoperta di mutazioni nel gene per la fibrillina in numerosi affetti dalla sindrome FIBRILLINA: glicoproteina del tessuto connettivo (componente delle microfibrille). Contiene 44 domini in tandem omologhi ad una sequenza del fattore di crescita dell’epidermide FIBRILLINA2: il gene mappa sul chr5, responsabile dell’aracnodattilia contratturale congenita FIBRILLINA1: il gene che la codifica mappa sul chr 15 Responsabile della MS Il gene della sindrome di Marfan

10 By NA VARIAZIONI ANCHE DI 1 SOLA BASE PROVOCANO UNA DIFFERENZA NELLA CORSA SU GEL Caricamento su gel SSCP : Single Strand Conformational Polymorphism Omozigote Wild-typeOmozigoteMutante PCR Eterozigote Omo WTOmo mutetero Questo test si utilizza per identificare la variazione di una base senza dover ricorrere al sequenziamento. Si possono identificare il 70%-95% delle mutazioni di singola base in frammenti di lunghezza inferiore alle 200pb. Denaturazione Reverse Forward Reverse Forward C G C G C G A T A T A T C G C G C G A T A T A T C G A T

11 By NA SSCP : Single Strand Conformational Polymorphism Identificazione delle mutazioni della fibrillina Eterozigote SM Omozigote Wild-type PCR N NNMS

12 By NA Relazione genotipo-fenotipo in MS * Tipo I: riduzione del 50% nella sintesi della fibrillina, ma quella presente nella matrice e’ normale. MUTAZIONI NON SENSO (solo l’allele wild-type da’ origine alla proteina normale) FENOTIPO CLINICO LIEVE * Tipo II: riduzione della sintesi e secrezione della proteina. MUTAZIONI MISSENSO (viene prodotta una certa quantita’ di proteina anomala che interagisce con la proteina normale).DOMINANTE NEGATIVO FENOTIPO CLINICO PIU’ GRAVE * Tipo III e IV: normale livello di sintesi, ma moderata o grave riduzione della secrezione nella matrice extracellulare della fibrillina FENOTIPO CLINICO MEDIO O GRAVE fenotipo piu’ grave se viene compromesso l’assemblaggio * Tipo V: i livelli di proteina sintetizzata e secreta sono normali NON SI SA QUALE SIA LA CAUSA DELLA MS

13 By NA  Iperplasticita’ della cute.  Esistono diversi tipi Vengono ereditati con modalita’ diverse.  Ipersensibilita’ delle articolazioni Sindrome di Ehlers-Danlos  Sono dovuti a mutazioni in locus diversi interessano principalmente cute e articolazioni. sono state trovate mutazioni nel collagene di tipo V (mutazioni in COL5A1 o COL5A2). * Tipo I : piu’ grave * tipo II: piu’ lieve * TIPO IV vascolare : pelle traslucida con vene chiaramente visibili e facilmente escoriabile. Minima ipersensibilita’ delle articolazioni. Gravi rischi di rottura di arterie, del colon e utero. Attesa di vita non superiore ai 50 anni. E’ causata da mutazioni nel gene COL3A1 che codifica per le catene di tipo III (mancata produzione del collagene di tipo III) di cui sono particolarmente ricche le pareti arteriose, dell’intestino e utero. DOMINANTI

14 By NA  Iperplasticita’ della cute. * TIPO VI:cute soffice e iperelasticita’, ipersensibilita’ delle articolazioni e fragilita’ oculare (distacco della retina). Autosomica recessiva, causata da mutazioni nel gene per la lisil idrossilasi responsabile delle modifiche post traduzionali del collagene. * TIPO VII: dislocazione congenita delle anche e altre articolazioni ed estrema ipersensibilita’ articolare. Autosomica recessiva causata da mutazioni nel gene per la Procollagene peptidasi responsabile del processamento extracellulare del collagene  Ipersensibilita’ delle articolazioni * TIPO IX: * TIPO IX: RECESSIVA X-LINKED cute lassa, diverticoli e rottura della vescica e deformita’ scheletriche. Colpisce gravemente i soggetti di sesso maschile. E’ causata da un difetto del metabolismo del rame. ( L’attivita’ della lisil idrossilasi e’ coadiuvata dal rame) Sindrome di Ehlers-Danlos RECESSIVE

15 By NA PREVENZIONE DEI FATTORI CHE POSSONO COMPLICARE O AGGRAVARE LA MALATTIA: evitare attivita’ che potrebbero provocare fratture o traumi nel caso dell’OI. ATTENTA INFORMAZIONE DELLE FAMIGLIE DEI RISCHI DELLA MALATTIA: spesso il medico deve attenersi alla volonta’ del paziente nonostante in alcuni casi la diagnosi possa riguardare anche altri membri della famiglia (come nel caso della MS). UNA DIAGNOSI ATTENTA PUO’ AIUTARE A COMPRENDERE IL POSSIBILE DECORSO DELLA MALATTIA E IDENTIFICARE I RISCHI FUTURI (e’ importante fare attenzione a tutti i piu’ piccoli segni che possano aiutare a inquadrare correttamente la patologia, capire la storia della famiglia, come la malattia si trasmette e considerare i fattori che possono modificare i rischi di trasmissione). Diagnosi e trattamento delle malattie del tessuto connetivo

16 By NA PREVENZIONE DEI FATTORI CHE POSSONO COMPLICARE O AGGRAVARE LA MALATTIA: evitare attivita’ che potrebbero provocare fratture o traumi nel caso dell’OI. USO DI COMPOSTI CHE MIGLIORINO IL RIASSORBIMENTO OSSEO DA PARTE NELLE OSTEOCLASTI O INTEGRAZIONE DELLA DIETA CON CALCIO E VITAMINA C (Cofattore di uno degli enzimi responsabile della formazione dei legami crociati del collagene)  IL CONSULENTE GENETICO NON HA SOLO IL COMPITO DI CALCOLARE I RISCHI O DISCUTERE UNA DIAGNOSI PRENATALE, MA COMINCIA DALLA DIAGNOSI PER POI COMPRENDERE L’INFORMAZIONE SULLA STORIA NATURALE DELLA PATOLOGIA E SULLE POSSIBILITA’ DI AZIONE SU ESSA. LA SUA ATTIVITA’ COADIUVA QUELLA DEL MEDICO PER UN CORRETTO TRATTAMENTO. Diagnosi e trattamento delle malattie del tessuto connetivo


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