Kolagen, typ II, alfa 1 - Collagen, type II, alpha 1
Kolagen, typ II, alfa 1 (primární osteoartróza, spondyloepifýzová dysplázie, vrozená), také známý jako COL2A1, je člověk gen který poskytuje pokyny pro výrobu řetězce pro-alfa1 (II) kolagen typu II.
Funkce
Tento gen kóduje řetězec alfa-1 kolagenu typu II, fibrilární kolagen nacházející se v chrupavce a skelný humor oka. Mutace v tomto genu jsou spojeny s achondrogeneze, chondrodysplazie, časný nástup familiární osteoartrózy, SED vrozená, Langer-Saldino achondrogeneze, Dysplázie Kniest, Sticklerův syndrom typu I, a spondyloepimetafyzální dysplázie Strudwickova typu. Kromě toho vady zpracování chondrocalcin, protein vázající vápník, který je C-propeptidem této molekuly kolagenu, je také spojen s chondrodysplazie. Existují dva transkripty identifikované pro tento gen.[5]Kolagen typu II, který dodává strukturu a sílu pojivové tkáně, se vyskytuje především v chrupavka, želé podobná látka, která vyplňuje oční bulvu ( sklovitý ), vnitřní ucho a střední část disků mezi obratel v páteř (jádro pulposus). Tři pro-alfa1 (II) řetězce se kroutí dohromady a tvoří trojvláknovou molekulu prokolagenu podobnou ropě. Tyto molekuly prokolagenu musí být zpracovány enzymy v buňce. Jakmile jsou tyto molekuly zpracovány, opustí buňku a uspořádají se do dlouhých tenkých fibril, které se navzájem zesíťují v prostorech kolem buněk. Zesíťování vede k tvorbě velmi silných zralých kolagenových vláken typu II.
Gen COL2A1 se nachází na dlouhém (q) rameni chromozom 12 mezi pozicemi 13.11 a 13.2, od základní pár 46 653 017 na základní pár 46 684 527.
Související podmínky
- Achondrogeneze typu 2: Za achondrogenezi je zodpovědných několik druhů mutací v genu COL2A1, typ 2. Tyto mutace mohou zahrnovat chybějící kousky genu COL2A1, substituci aminokyselina stavebním kamenem glycin s jinou aminokyselinou nebo změny, které způsobují důležité části protein být vynechán. Všechny tyto mutace zabraňují normální produkci zralého kolagenu typu II, což vede k achondrogenezi typu 2 ovlivněním tkání bohatých na kolagen typu II.
- Platyspondylická letální skeletální dysplazie, typ Torrance: U lidí s platyspondylickou letální skeletální dysplázií typu Torrance bylo identifikováno méně než 10 mutací v genu COL2A1. Většina z těchto mutací mění jeden proteinový stavební blok (aminokyselinu) v pro-alfa1 (II) řetězci. Tyto mutace COL2A1 vedou k produkci abnormální verze řetězce pro-alfa1 (II), kterou nelze zabudovat do kolagenových vláken typu II. Výsledkem je, že buňky vytvářejí snížené množství kolagenu typu II. Místo tvorby molekul kolagenu se v buňkách chrupavky (chondrocyty) hromadí abnormální řetězce pro-alfa1 (II). Tyto změny narušují normální vývoj kostí, což vede k abnormalitám skeletu, jako jsou krátké paže a nohy, malý hrudník, zploštělé obratle a krátké prsty na rukou a nohou.
- Hypochondrogeneze: Několik různých typů mutací v genu COL2A1 je zodpovědných za hypochondrogenezi. Tyto mutace mohou zahrnovat chybějící kousky genu COL2A1, substituci aminokyseliny glycinu stavebního bloku jinou aminokyselinou nebo změny, které vynechávají důležité části proteinu. Všechny tyto změny interferují s tvorbou zralých trojvláknových molekul kolagenu typu II, což vede k tomuto typu hypochondrogeneze ovlivněním tkání, které jsou bohaté na kolagen typu II.
- Dysplázie Kniest: Většina mutací odpovědných za Kniestovu dysplazii způsobuje, že se v buňce produkují abnormálně krátké pro-alfa1 (II) kolagenové řetězce. Tyto krátké řetězce se spojují s delšími kolagenovými řetězci normální délky. Výsledné abnormální molekuly kolagenu typu II jsou kratší než obvykle, což způsobuje příznaky a příznaky dysplazie Kniest.
- Spondyloepimetafyzální dysplazie, Strudwickův typ: Všechny dosud charakterizované mutace v genu COL2A1 způsobují aminokyselinový přechod v pro-alfa1 (II) řetězci kolagenu typu II; konkrétně je aminokyselina glycin nahrazena jinou aminokyselinou. Substituce jiné aminokyseliny glycinem v tomto řetězci inhibuje tvorbu stabilních molekul kolagenu s trojvláknovými řetězci podobnými ropel. To má za následek spondyloepimetafyzální dysplázie Strudwickova typu ovlivněním tkání, které jsou bohaté na kolagen typu II.
- Spondyloepiphyseal dysplasia congenita Spondyloepimetaphyseal dysplasia congenita může být způsobena několika typy mutací v genu COL2A1. Tyto mutace mohou mít za následek nesprávnou substituci aminokyseliny v pro-alfa1 (II) řetězci nebo produkci abnormálně krátkého pro-alfa1 (II) řetězce. Všechny tyto změny interferují s tvorbou zralých třívláknových molekul kolagenu typu II, což vede k tomu, že tento typ spondyloepimetafyzální dysplazie congenita ovlivňuje tkáně bohaté na kolagen typu II.
- Spondyloperiferní dysplázie: Mutace, které způsobují spondyloperiferní dysplazii, vedou k produkci abnormálně krátkého řetězce pro-alfa1 (II), který nelze inkorporovat do kolagenových vláken typu II. Výsledkem je, že buňky vytvářejí snížené množství kolagenu typu II. Místo tvorby molekul kolagenu se v buňkách chrupavky (chondrocyty) hromadí abnormální řetězce pro-alfa1 (II). Tyto změny narušují normální vývoj kostí, což má za následek zploštělé obratle, krátké prsty na rukou a nohou a další rysy spondyloperiferní dysplázie.
- Sticklerův syndrom: Několik mutací v genu COL2A1 vede k produkci abnormálně krátkého proteinu, který nelze inkorporovat do kolagenového vlákna typu II. Většina mutací v COL2A1, které způsobují Sticklerův syndrom, má však předčasný stop signál v jedné kopii genu. Z tohoto důvodu buňky produkují pouze polovinu normálního množství pro-alfa 1 (II) kolagenových řetězců. Tento nedostatek má za následek nedostatečnou produkci kolagenu typu II v chrupavce, což způsobuje příznaky Sticklerova syndromu, COL2A1.
- Jiné poruchy se zvýšeným rizikem z variací genu COL2A1: Variace genu COL2A1 mohou u některých lidí zvýšit riziko vzniku osteoartrózy (OA), degenerativního onemocnění kloubní chrupavky. Variace tohoto genu vedou ke změnám aminokyselin v řetězci pro-alfa1 (II) kolagenu typu II. Předpokládá se, že tyto změny v kolagenových vláknech kloubů hrají roli při opotřebení kloubních chrupavek, což vede ke známkám a příznakům osteoartrózy.
Reference
- ^ A b C GRCh38: Vydání souboru 89: ENSG00000139219 - Ensembl, Květen 2017
- ^ A b C GRCm38: Vydání souboru 89: ENSMUSG00000022483 - Ensembl, Květen 2017
- ^ „Human PubMed Reference:“. Národní centrum pro biotechnologické informace, Americká národní lékařská knihovna.
- ^ „Myš PubMed Reference:“. Národní centrum pro biotechnologické informace, Americká národní lékařská knihovna.
- ^ „Entrez Gene: COL2A1 kolagen, typ II, alfa 1 (primární osteoartróza, spondyloepifýzová dysplázie, vrozená)“.
Další čtení
- Chan D, Cole WG, Chow CW, Mundlos S, Bateman JF (leden 1995). „Mutace COL2A1 v achondrogenezi typu II vede k nahrazení kolagenu typu II kolageny typu I a III v chrupavce“. The Journal of Biological Chemistry. 270 (4): 1747–53. doi:10.1074 / jbc.270.4.1747. PMID 7829510.
- Cheah KS, Stoker NG, Griffin JR, Grosveld FG, Solomon E (květen 1985). „Identifikace a charakterizace lidského kolagenového genu typu II (COL2A1)“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 82 (9): 2555–9. Bibcode:1985PNAS ... 82.2555C. doi:10.1073 / pnas.82.9.2555. PMC 397602. PMID 3857598.
- Donoso LA, Edwards AO, Frost AT, Ritter R, Ahmad N, Vrabec T, Rogers J, Meyer D, Parma S (2003). "Klinická variabilita Sticklerova syndromu: role exonu 2 kolagenového genu COL2A1". Průzkum oftalmologie. 48 (2): 191–203. doi:10.1016 / S0039-6257 (02) 00460-5. PMID 12686304.
- Fernandes RJ, Wilkin DJ, Weis MA, Wilcox WR, Cohn DH, Rimoin DL, Eyre DR (červenec 1998). "Inkorporace strukturně defektního kolagenu typu II do chrupavkové matrice v kniestonové chondrodysplazii". Archivy biochemie a biofyziky. 355 (2): 282–90. doi:10.1006 / abbi.1998.0745. PMID 9675039.
- Ikeda T, Mabuchi A, Fukuda A, Kawakami A, Ryo Y, Yamamoto S, Miyoshi K, Haga N, Hiraoka H, Takatori Y, Kawaguchi H, Nakamura K, Ikegawa S (červenec 2002). „Asociační analýza jednonukleotidových polymorfismů v chrupavkově specifických kolagenových genech s kolenní a kyčelní osteoartritidou v japonské populaci“. Journal of Bone and Mineral Research. 17 (7): 1290–6. doi:10.1359 / jbmr.2002.17.7.1290. PMID 12096843. S2CID 31291501.
- Körkkö J, Cohn DH, Ala-Kokko L, Krakow D, Prockop DJ (květen 2000). "Široce distribuované mutace v genu COL2A1 produkují achondrogenezu typu II / hypochondrogenezu". American Journal of Medical Genetics. 92 (2): 95–100. doi:10.1002 / (SICI) 1096-8628 (20000515) 92: 2 <95 :: AID-AJMG3> 3.0.CO; 2-9. PMID 10797431.
- Meulenbelt I, Bijkerk C, De Wildt SC, Miedema HS, Breedveld FC, Pols HA, Hofman A, Van Duijn CM, Slagboom PE (září 1999). „Analýza haplotypu tří polymorfismů genu COL2A1 a asociací s generalizovanou radiologickou osteoartritidou“. Annals of Human Genetics. 63 (Pt 5): 393–400. doi:10.1046 / j.1469-1809.1999.6350393.x. PMID 10735581. S2CID 21918163.
- Mortier GR, Weis M, Nuytinck L, King LM, Wilkin DJ, De Paepe A, Lachman RS, Rimoin DL, Eyre DR, Cohn DH (duben 2000). „Zpráva o pěti nových a jedné rekurentní mutaci COL2A1 s analýzou korelace genotyp-fenotyp u pacientů se smrtelnou poruchou kolagenu typu II“. Journal of Medical Genetics. 37 (4): 263–71. doi:10,1136 / jmg.37.4.263. PMC 1734564. PMID 10745044.
- Richards AJ, Baguley DM, Yates JR, Lane C, Nicol M, Harper PS, Scott JD, Snead MP (listopad 2000). „Změny ve skelném fenotypu Sticklerova syndromu mohou být způsobeny různými substitucemi aminokyselin v poloze X kolagenu typu II, trojité šroubovice Gly-X-Y“. American Journal of Human Genetics. 67 (5): 1083–94. doi:10.1016 / S0002-9297 (07) 62938-3. PMC 1288550. PMID 11007540.
- Snead MP, Yates JR (květen 1999). „Klinická a molekulární genetika Sticklerova syndromu“. Journal of Medical Genetics. 36 (5): 353–9. doi:10,1136 / jmg.36.5.353 (neaktivní 2020-10-13). PMC 1734362. PMID 10353778.CS1 maint: DOI neaktivní od října 2020 (odkaz)
- Tiller GE, Polumbo PA, Weis MA, Bogaert R, Lachman RS, Cohn DH, Rimoin DL, Eyre DR (září 1995). „Dominantní mutace v genu pro kolagen typu II, COL2A1, způsobují spondyloepimetafyzální dysplázii, Strudwickova typu“. Genetika přírody. 11 (1): 87–9. doi:10.1038 / ng0995-87. PMID 7550321. S2CID 24826973.
- Tysoe C, Saunders J, White L, Hills N, Nicol M, Evans G, Cole T, Chapman S, Pope FM (září 2003). „Substituce glycinu kyselinou asparagovou COL2A1 v rodině s Strudwickovou variantou spondyloepimetafyzální dysplázie“. QJM. 96 (9): 663–71. doi:10.1093 / qjmed / hcg112. PMID 12925722.
- Weis MA, Wilkin DJ, Kim HJ, Wilcox WR, Lachman RS, Rimoin DL, Cohn DH, Eyre DR (únor 1998). „Strukturálně abnormální kolagen typu II v těžké formě dysplazie Kniest způsobené přeskakovací mutací exonu 24“. The Journal of Biological Chemistry. 273 (8): 4761–8. doi:10.1074 / jbc.273.8.4761. PMID 9468540.
- Wilkin DJ, Artz AS, South S, Lachman RS, Rimoin DL, Wilcox WR, McKusick VA, Stratakis CA, Francomano CA, Cohn DH (červenec 1999). „Malé delece v trojité šroubovici kolagenu typu II způsobují dysplazii kniest“. American Journal of Medical Genetics. 85 (2): 105–12. doi:10.1002 / (SICI) 1096-8628 (19990716) 85: 2 <105 :: AID-AJMG2> 3.0.CO; 2-Z. PMID 10406661.
- Zabel B, Hilbert K, Stöss H, Superti-Furga A, Spranger J, Winterpacht A (květen 1996). „Specifická mutace genu pro kolagen typu II (COL2A1) projevující se jako spondyloperiferní dysplázie“. American Journal of Medical Genetics. 63 (1): 123–8. doi:10.1002 / (SICI) 1096-8628 (19960503) 63: 1 <123 :: AID-AJMG22> 3.0.CO; 2-P. PMID 8723097.
- Zankl A, Neumann L, Ignatius J, Nikkels P, Schrander-Stumpel C, Mortier G, Omran H, Wright M, Hilbert K, Bonafé L, Spranger J, Zabel B, Superti-Furga A (únor 2005). „Dominantní negativní mutace v C-propeptidu COL2A1 způsobují platyspondylickou letální skeletální dysplazii, typ torrance a definují novou podrodinu v rámci kolagenopatií typu 2“. American Journal of Medical Genetics Part A. 133A (1): 61–7. doi:10,1002 / ajmg.a. 30531. PMID 15643621. S2CID 24925027.
- Zankl A, Zabel B, Hilbert K, Wildhardt G, Cuenot S, Xavier B, Ha-Vinh R, Bonafé L, Spranger J, Superti-Furga A (srpen 2004). „Spondyloperiferní dysplázie je způsobena zkrácením mutací v C-propeptidu COL2A1“. American Journal of Medical Genetics Part A. 129A (2): 144–8. doi:10,1002 / ajmg.a. 30222. PMID 15316962. S2CID 22472125.
externí odkazy
- GeneReviews / NCBI / NIH / UW vstup na Sticklerův syndrom
- COL2A1 v Genetická domácí reference
- malé vady vymazání
- nukleotidové substituce
- Definice COL2A1
- GeneCard