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Colágeno, tipo II, alfa 1

El colágeno tipo II, alfa 1 (osteoartritis primaria, displasia espondiloepifisaria, congénita) , también conocido como COL2A1 , es un gen humano que proporciona instrucciones pa...

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El colágeno tipo II, alfa 1 (osteoartritis primaria, displasia espondiloepifisaria, congénita) , también conocido como COL2A1 , es un gen humano que proporciona instrucciones para la producción de la cadena pro-alfa1(II) del colágeno tipo II .

Gene

El gen COL2A1 se localiza en el brazo largo (q) del cromosoma 12 , entre las posiciones 13.11 y 13.2, desde el par de bases 46.653.017 hasta el par de bases 46.684.527. La expresión de COL2A1 está regulada por SOX-9 y el gen RTL3 del retrotransposón gag-like-3 en los condrocitos. [ 5 ]

Se han identificado dos transcripciones para este gen. [ 6 ]

Función

Este gen codifica la cadena alfa-1 del colágeno tipo II, un colágeno fibrilar que se encuentra en el cartílago y el humor vítreo del ojo. [ 6 ]

El colágeno tipo II, que aporta estructura y resistencia a los tejidos conectivos , se encuentra principalmente en el cartílago , el humor vítreo (la sustancia gelatinosa que llena el globo ocular ) , el oído interno y el núcleo pulposo (la porción central de los discos intervertebrales de la columna ). Tres cadenas de pro-alfa1(II) se entrelazan para formar una molécula de procolágeno de triple hebra, con forma de cuerda . Estas moléculas de procolágeno deben ser procesadas por enzimas celulares. Una vez procesadas, abandonan la célula y se organizan en fibrillas largas y delgadas que se entrecruzan en los espacios que rodean las células. Estos entrecruzamientos dan lugar a la formación de fibras de colágeno tipo II maduras y muy resistentes. [ 6 ]

Importancia clínica

Las mutaciones en el gen COL2A1 están asociadas con acondrogénesis , condrodisplasia , osteoartritis familiar de inicio temprano, SED congénita , acondrogénesis de Langer-Saldino , displasia de Kniest , síndrome de Stickler y displasia espondiloepimetafisaria tipo Strudwick . [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] Además, los defectos en el procesamiento de la condrocalcina , una proteína de unión al calcio que es el propéptido C de esta molécula de colágeno, también están asociados con la condrodisplasia . [ 6 ]

Acondrogénesis tipo 2

Diversos tipos de mutaciones en el gen COL2A1 son responsables de la acondrogénesis tipo 2. Estas incluyen la ausencia de fragmentos del gen, la sustitución del aminoácido glicina por otro o cambios que dan lugar a proteínas truncadas. Todas estas mutaciones alteran la producción de colágeno tipo II maduro, afectando a los tejidos ricos en este colágeno.

Displasia esquelética letal platiespondílica, tipo Torrance

Se han identificado menos de 10 mutaciones del gen COL2A1 en personas con displasia esquelética letal platiespondílica de tipo Torrance . La mayoría provocan un cambio de un solo aminoácido en la cadena pro-alfa1(II), lo que produce una cadena anómala que no puede incorporarse a las fibras de colágeno. Esto conlleva una menor producción de colágeno y anomalías esqueléticas como extremidades cortas, tórax pequeño, vértebras aplanadas y dedos de manos y pies cortos.

Hipocondrogénesis

La hipocondrogénesis es causada por diversas mutaciones en el gen COL2A1, incluyendo deleciones, sustituciones de glicina y truncamientos. Estas mutaciones interfieren con la formación de moléculas maduras de colágeno tipo II de triple cadena, afectando a los tejidos ricos en colágeno.

displasia de Kniest

La mayoría de las mutaciones responsables de la displasia de Kniest dan lugar a cadenas de colágeno pro-alfa1(II) anormalmente cortas que se combinan con cadenas de longitud normal, produciendo moléculas de colágeno más cortas de lo normal. Esto da como resultado las características típicas de la displasia de Kniest.

Displasia espondiloepimetafisaria

Todas las mutaciones conocidas de COL2A1 en la displasia espondiloepimetafisaria de tipo Strudwick reemplazan la glicina con otro aminoácido en la cadena pro-alfa1(II), interrumpiendo la formación de moléculas de colágeno estables de triple hebra.

La displasia espondiloepifisaria congénita es causada por varios tipos de mutaciones en COL2A1, incluyendo sustituciones incorrectas de aminoácidos y cadenas pro-alfa1(II) truncadas, que alteran la formación de moléculas de colágeno maduras. [ 9 ]

En la displasia espondiloperiférica , las mutaciones en el gen COL2A1 producen una cadena pro-alfa1(II) truncada que no puede incorporarse a las fibras de colágeno. Estas cadenas anómalas se acumulan en las células del cartílago, alterando el desarrollo óseo y provocando vértebras aplanadas y dedos cortos.

síndrome de Stickler

Varias mutaciones en el gen COL2A1 causan el síndrome de Stickler , que a menudo produce una proteína truncada que no puede incorporarse a las fibras de colágeno. Muchas mutaciones introducen señales de parada prematuras, lo que resulta en una reducción del 50 % de las cadenas de colágeno pro-alfa1(II) y una producción insuficiente de colágeno tipo II en el cartílago. [ 10 ]

Riesgo de osteoartritis

Las variaciones en el gen COL2A1 pueden aumentar la susceptibilidad a la osteoartritis en algunos individuos. Estas variaciones alteran los aminoácidos de la cadena pro-alfa1(II), lo que podría afectar la integridad de las fibras de colágeno en el cartílago articular y contribuir a la enfermedad articular degenerativa.

Referencias

  1. 1 2 3 GRCh38: Versión 89 de Ensembl: ENSG00000139219 – Ensembl , mayo de 2017
  2. 1 2 3 GRCm38: Versión 89 de Ensembl: ENSMUSG00000022483 – Ensembl , mayo de 2017
  3. ↑ "Referencia humana de PubMed:" . Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
  4. ↑ "Referencia de PubMed sobre el ratón:" . Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE . UU .
  5. ↑ Ball HC, Ansari MY, Ahmad N, Novak K, Haqqi TM (noviembre de 2021). "Un gen similar a gag-3 del retrotransposón RTL3 y SOX-9 regulan conjuntamente la expresión de COL2A1 en condrocitos" . Connective Tissue Research . 62 (6): 615– 628. doi : 10.1080/03008207.2020.1828380 . ISSN 1607-8438 . PMC 8404968. PMID 33043724 .   
  6. 1 2 3 4 5 "Entrez Gene: COL2A1 colágeno, tipo II, alfa 1 (osteoartritis primaria, displasia espondiloepifisaria, congénita)" .
  7. ↑ Deng H, Huang X, Yuan L (2016). "Genética molecular de los trastornos relacionados con COL2A1". Mutation Research/Reviews in Mutation Research . 768 : 1–13 . Bibcode : 2016MRRMR.768....1D . doi : 10.1016/j.mrrev.2016.02.003 . PMID 27234559 . 
  8. ↑ Zhang B, Zhang Y, Wu N, Li J, Liu H, Wang J (marzo de 2020). "Análisis integrado de datos de variantes de COL2A1 y clasificación de colagenopatías tipo II". Clinical Genetics . 97 (3): 383– 395. doi : 10.1111/cge.13680 . PMID 31758797 . 
  9. ↑ Nenna R, Turchetti A, Mastrogiorgio G, Midulla F (2019). "Mutaciones del gen COL2A1: Mecanismos de la displasia espondiloepifisaria congénita" . The Application of Clinical Genetics . 12 : 235–238 . doi : 10.2147/TACG.S197205 . PMC 6900288. PMID 31824186 .  
  10. ↑ Higuchi Y, Hasegawa K, Yamashita M, Tanaka H, ​​Tsukahara H (agosto de 2017). "Una nueva mutación en el gen COL2A1 en un paciente con síndrome de Stickler tipo 1: informe de un caso y revisión de la literatura" . Journal of Medical Case Reports . 11 (1): 237. doi : 10.1186/s13256-017-1396-y . PMC 5574094. PMID 28841907 .  

Lecturas adicionales

  • Chan D, Cole WG, Chow CW, Mundlos S, Bateman JF (enero de 1995). "Una mutación COL2A1 en la acondrogénesis tipo II da como resultado el reemplazo del colágeno tipo II por colágenos tipo I y III en el cartílago" . The Journal of Biological Chemistry . 270 (4): 1747– 1753. doi : 10.1074/jbc.270.4.1747 . PMID 7829510 . 
  • Cheah KS, Stoker NG, Griffin JR, Grosveld FG, Solomon E (mayo de 1985). "Identificación y caracterización del gen del colágeno tipo II humano (COL2A1)" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 82 (9): 2555– 2559. 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, et  al. (2003). "Variabilidad clínica del síndrome de Stickler: papel del exón 2 del gen del colágeno COL2A1". Survey of Ophthalmology . 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, et  al. (julio de 1998). "Incorporación de colágeno tipo II estructuralmente defectuoso en la matriz del cartílago en la condrodisplasia de Kniest". Archives of Biochemistry and Biophysics . 355 (2): 282– 290. doi : 10.1006/abbi.1998.0745 . PMID 9675039 . 
  • Ikeda T, Mabuchi A, Fukuda A, Kawakami A, Ryo Y, Yamamoto S, et  al. (julio de 2002). "Análisis de asociación de polimorfismos de un solo nucleótido en genes de colágeno específicos del cartílago con osteoartritis de rodilla y cadera en la población japonesa" . Journal of Bone and Mineral Research . 17 (7): 1290– 1296. doi : 10.1359/jbmr.2002.17.7.1290 . PMID 12096843. S2CID 31291501 .  
  • Körkkö J, Cohn DH, Ala-Kokko L, Krakow D, Prockop DJ (mayo de 2000). "Mutaciones ampliamente distribuidas en el gen COL2A1 producen acondrogénesis tipo II/hipocondrogénesis". 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, et  al. (septiembre de 1999). "Análisis de haplotipos de tres polimorfismos del gen COL2A1 y asociaciones con osteoartritis radiológica generalizada". 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, et  al. (abril de 2000). "Informe de cinco mutaciones nuevas y una recurrente en COL2A1 con análisis de la correlación genotipo-fenotipo en pacientes con un trastorno letal del colágeno tipo II" . Journal of Medical Genetics . 37 (4): 263–271 . doi : 10.1136/jmg.37.4.263 . PMC 1734564. PMID 10745044 .  
  • Richards AJ, Baguley DM, Yates JR, Lane C, Nicol M, Harper PS, et  al. (noviembre de 2000). "La variación en el fenotipo vítreo del síndrome de Stickler puede ser causada por diferentes sustituciones de aminoácidos en la posición X de la triple hélice Gly-XY del colágeno tipo II" . American Journal of Human Genetics . 67 (5): 1083– 1094. doi : 10.1016/S0002-9297(07)62938-3 . PMC 1288550. PMID 11007540 .  
  • Snead MP, Yates JR (mayo de 1999). " Genética clínica y molecular del síndrome de Stickler" . Journal of Medical Genetics . 36 (5): 353– 359. doi : 10.1136/jmg.36.5.353 . PMC 1734362. PMID 10353778 .  
  • Tiller GE, Polumbo PA, Weis MA, Bogaert R, Lachman RS, Cohn DH, et  al. (septiembre de 1995). "Mutaciones dominantes en el gen del colágeno tipo II, COL2A1, producen displasia espondiloepimetafisaria, tipo Strudwick". Nature Genetics . 11 (1): 87– 89. doi : 10.1038/ng0995-87 . PMID 7550321. S2CID 24826973 .  
  • Tysoe C, Saunders J, White L, Hills N, Nicol M, Evans G, et  al. (septiembre de 2003). "Sustitución de glicina por ácido aspártico del gen COL2A1 en una familia con la variante de Strudwick de displasia espondiloepimetafisaria". QJM: Revista mensual de la Asociación de Médicos . 96 (9): 663– 671. doi : 10.1093/qjmed/hcg112 . PMID 12925722 . 
  • Weis MA, Wilkin DJ, Kim HJ, Wilcox WR, Lachman RS, Rimoin DL, et  al. (febrero de 1998). "Colágeno tipo II estructuralmente anormal en una forma grave de displasia de Kniest causada por una mutación de omisión del exón 24" . The Journal of Biological Chemistry . 273 (8): 4761– 4768. doi : 10.1074/jbc.273.8.4761 . PMID 9468540 . 
  • Wilkin DJ, Artz AS, South S, Lachman RS, Rimoin DL, Wilcox WR, et  al. (julio de 1999). "Pequeñas deleciones en la triple hélice del colágeno tipo II producen displasia de Kniest" . American Journal of Medical Genetics . 85 (2): 105– 112. 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 (mayo de 1996). "Una mutación específica del gen del colágeno tipo II (COL2A1) que se presenta como displasia espondiloperiférica". American Journal of Medical Genetics . 63 (1): 123– 128. 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, et  al. (febrero de 2005). "Las mutaciones dominantes negativas en el propéptido C de COL2A1 causan displasia esquelética letal platiespondílica, tipo Torrance, y definen una nueva subfamilia dentro de las colagenopatías tipo 2". American Journal of Medical Genetics. Parte A. 133A ( 1): 61– 67. doi : 10.1002/ajmg.a.30531 . PMID 15643621. S2CID 24925027 .  
  • Zankl A, Zabel B, Hilbert K, Wildhardt G, Cuenot S, Xavier B, et  al. (agosto de 2004). "La displasia espondiloperiférica es causada por mutaciones truncadoras en el propéptido C de COL2A1". American Journal of Medical Genetics. Parte A. 129A ( 2): 144– 148. doi : 10.1002/ajmg.a.30222 . PMID 15316962. S2CID 22472125 .  
  • Entrada de GeneReviews/NCBI/NIH/UW sobre el síndrome de Stickler
  • COL2A1 en Genetics Home Reference
  • pequeños defectos de eliminación
  • sustituciones de nucleótidos
  • Definición de COL2A1 Archivada el 9 de agosto de 2012 en Wayback Machine
  • Tarjeta genética