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MT-TK

El ARNt lisina codificado mitocondrialmente, también conocido como MT-TK, es un ARN de transferencia que en humanos está codificado por el gen mitocondrial MT-TK . [ 1 ] Estruct...

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El ARNt lisina codificado mitocondrialmente, también conocido como MT-TK, es un ARN de transferencia que en humanos está codificado por el gen mitocondrial MT-TK . [ 1 ]

Estructura

El gen MT-TK se encuentra en el brazo p del ADN mitocondrial en la posición 12 y abarca 70 pares de bases. [ 2 ] La estructura de una molécula de ARNt es una estructura plegada distintiva que contiene tres bucles en horquilla y se asemeja a un trébol de tres hojas . [ 3 ]

Función

MT-TK es un pequeño ARN de 70 nucleótidos (posición 8295-8364 en el mapa mitocondrial humano) que transfiere el aminoácido lisina a una cadena polipeptídica en crecimiento en el sitio del ribosoma de la síntesis de proteínas durante la traducción .

Importancia clínica

Las mutaciones en MT-TK pueden provocar múltiples deficiencias mitocondriales y trastornos asociados.

Epilepsia mioclónica con fibras rojas irregulares (MERRF)

Las mutaciones en el gen MT-TK están asociadas con la epilepsia mioclónica y la enfermedad de fibras rojas rasgadas ( MERRF ). [ 4 ] [ 5 ] La epilepsia mioclónica con fibras rojas rasgadas (MERRF) es un trastorno que afecta a muchas partes del cuerpo, en particular a los músculos y al sistema nervioso . En la mayoría de los casos, los signos y síntomas de este trastorno aparecen durante la infancia o la adolescencia . Las características de la MERRF varían ampliamente entre los individuos afectados, incluso entre los miembros de la misma familia. Los síntomas comunes incluyen mioclonías , miopatía , espasticidad , epilepsia , neuropatía periférica , demencia , ataxia , atrofia y más. [ 6 ] La mayoría de las mutaciones en el gen MT-TK que se encontraron causando la enfermedad fueron sustituciones de un solo nucleótido, como 8344A>G. Se ha descubierto que la mutación 8344A>G inhabilita las funciones normales de las mitocondrias . [ 7 ] Se ha encontrado una familia con mutaciones 8344A>G y 16182A>C en el gen MT-TK asociada al síndrome MERRF. Otra familia con el síndrome presentó mutaciones 3243A>G y 16428G>A. [ 8 ]

Síndrome de superposición MERRF/MELAS

El síndrome MELAS también puede ir acompañado de otro trastorno mitocondrial llamado epilepsia mioclónica con fibras rojas rasgadas , también conocido como síndrome MERRF . [ 9 ] Además de los síntomas del síndrome MELAS, otros signos y síntomas pueden incluir espasmos musculares ( mioclonías ), dificultad para coordinar el movimiento ( ataxia ) y células musculares anormales conocidas como fibras rojas rasgadas . La combinación de MERRF y MELAS se denomina síndrome de superposición MERRF/MELAS. No se ha determinado cómo las mutaciones alteran la función de producción de energía de las mitocondrias y dan lugar a los síntomas de dichos síndromes. [ 7 ] Se ha descubierto que la sustitución de un solo nucleótido 8356T>C causa el síndrome. [ 10 ]

Diabetes y sordera de herencia materna (MIDD)

Se ha encontrado una mutación en el gen MT-TK en un pequeño número de personas con diabetes y sordera de herencia materna (MIDD). El trastorno se caracteriza por diabetes combinada con pérdida auditiva , particularmente de tonos agudos. Otros síntomas incluyen debilidad muscular ( miopatía ) y diversos problemas en los ojos, el corazón o los riñones del paciente. Las mutaciones en el gen MT-TK inhiben la liberación de insulina por las mitocondrias . La diabetes se produce cuando las células beta no liberan suficiente insulina para regular eficazmente el azúcar en sangre. Los investigadores no han determinado cómo las mutaciones conducen a la pérdida auditiva u otras características de la MIDD. [ 7 ] Se ha descubierto que la sustitución de un solo nucleótido 8296A>G causa el síndrome. [ 11 ]

Síndrome de Leigh

La mutación 8344A>G en el gen MT-TK también puede causar el síndrome de Leigh , un trastorno cerebral progresivo. [ 4 ] Las manifestaciones clínicas, que incluyen vómitos , convulsiones , retraso en el desarrollo, miopatía y problemas de movimiento, tienen un inicio temprano en la infancia o la niñez temprana. Otros síntomas incluyen problemas cardíacos, problemas renales y dificultades respiratorias. No se ha identificado la causa de la enfermedad. [ 7 ]

miocardiopatía

La mutación 8363G>A en el gen MT-TK también puede causar miocardiopatía hipertrófica , un trastorno caracterizado por el engrosamiento del corazón y pérdida de audición . Otros síntomas pueden incluir miopatía y ataxia . [ 7 ] Una familia con abundantes mutaciones 8363G>A de MT-TK en sus muestras musculares presentó síntomas de encefalomiopatía , hipoacusia neurosensorial y miocardiopatía hipertrófica . [ 12 ]

Deficiencia del complejo IV

Las mutaciones MT-TK se han asociado con la deficiencia del complejo IV de la cadena respiratoria mitocondrial , también conocida como deficiencia de citocromo c oxidasa . La deficiencia de citocromo c oxidasa es una afección genética rara que puede afectar múltiples partes del cuerpo, incluyendo los músculos esqueléticos , el corazón , el cerebro o el hígado . Las manifestaciones clínicas comunes incluyen miopatía , hipotonía , encefalomiopatía , acidosis láctica y miocardiopatía hipertrófica . [ 13 ] Un paciente con una mutación 8313G>A en el gen MT-TK presentó síntomas de la deficiencia acompañados de ptosis bilateral . [ 14 ] Otras variantes también incluyen 8328G>A [ 15 ] y 8344G>A. [ 16 ]

Referencias

  1. ↑ Anderson S, Bankier AT, Barrell BG, de Bruijn MH, Coulson AR, Drouin J, Eperon IC, Nierlich DP, Roe BA, Sanger F, Schreier PH, Smith AJ, Staden R, Young IG (abril de 1981). "Secuencia y organización del genoma mitocondrial humano". Nature . 290 ( 5806): 457– 65. Bibcode : 1981Natur.290..457A . doi : 10.1038/290457a0 . PMID 7219534. S2CID 4355527 .  
  2. ↑ "MT-TK ARNt lisina codificado mitocondrialmente [ Homo sapiens (humano) ] - Gen - NCBI" . www.ncbi.nlm.nih.gov .
  3. ↑ "tRNA / ARN de transferencia" . Aprende ciencia en Scitable .
  4. 1 2 Shoffner JM, Lott MT, Lezza AM, Seibel P, Ballinger SW, Wallace DC (junio de 1990). "La epilepsia mioclónica y la enfermedad de fibras rojas rasgadas (MERRF) se asocian con una mutación del ARNt(Lys) del ADN mitocondrial". Cell . 61 ( 6): 931– 7. doi : 10.1016/0092-8674(90)90059-N . PMID 2112427. S2CID 6101099 .  
  5. ↑ Yoneda M, Tanno Y, Horai S, Ozawa T, Miyatake T, Tsuji S (agosto de 1990). "Una mutación común del ADN mitocondrial en el ARNt(Lys) de pacientes con epilepsia mioclónica asociada con fibras rojas irregulares". Biochemistry International . 21 (5): 789– 96. PMID 2124116 . 
  6. ↑ "Epilepsia mioclónica con fibras rojas irregulares" . Genetics Home Reference . Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.Dominio públicoEste artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público .
  7. 1 2 3 4 5 Referencia, Página principal de genética. "Gen MT-TK" . Referencia de la página principal de genética .Dominio públicoEste artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público .
  8. ↑ Zsurka G, Hampel KG, Kudina T, Kornblum C, Kraytsberg Y, Elger CE, Khrapko K, Kunz WS (febrero de 2007). " Herencia de recombinantes de ADN mitocondrial en familias doblemente heteroplásmicas: posibles implicaciones para el análisis filogenético" . American Journal of Human Genetics . 80 (2): 298–305 . doi : 10.1086/511282 . PMC 1785346. PMID 17236134 .  
  9. ↑ Melone MA, Tessa A, Petrini S, Lus G, Sampaolo S, di Fede G, Santorelli FM, Cotrufo R (febrero de 2004). "Revelación de una nueva mutación del ADN mitocondrial (G12147A) en un fenotipo MELAS/MERFF". Archives of Neurology . 61 (2): 269– 72. doi : 10.1001/archneur.61.2.269 . PMID 14967777. S2CID 9418186 .  
  10. ↑ Silvestri G, Moraes CT, Shanske S, Oh SJ, DiMauro S (diciembre de 1992). "Una nueva mutación del ADNmt en el gen del ARNt(Lys) asociada con epilepsia mioclónica y fibras rojas rasgadas (MERRF)" . American Journal of Human Genetics . 51 (6): 1213–7 . PMC 1682905. PMID 1361099 .  
  11. ^ Kameoka K, Isotani H, Tanaka K, Azukari K, Fujimura Y, Shiota Y, Sasaki E, Majima M, Furukawa K, Haginomori S, Kitaoka H, ​​Ohsawa N (abril de 1998). "Nueva mutación del ADN mitocondrial en ARNt (Lys) (8296A --> G) asociada con la diabetes". Comunicaciones de investigación bioquímica y biofísica . 245 (2): 523– 7. doi : 10.1006/bbrc.1998.8437 . PMID 9571188 . 
  12. ↑ Santorelli FM, Mak SC, El-Schahawi M, Casali C, Shanske S, Baram TZ, Madrid RE, DiMauro S (mayo de 1996). "Miocardiopatía y pérdida auditiva de herencia materna asociadas con una nueva mutación en el gen mitocondrial tRNA(Lys) (G8363A)" . American Journal of Human Genetics . 58 (5): 933–9 . PMC 1914622. PMID 8651277 .  
  13. ↑ Referencia, Genetics Home. "Deficiencia de citocromo c oxidasa" . Referencia de Genetics Home .Dominio públicoEste artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público .
  14. ↑ O'Rourke K, Buddles MR, Farrell M, Howley R, Sukuraman S, Connolly S, Turnbull DM, Hutchinson M, Taylor RW (octubre de 2009). "Diversidad fenotípica asociada con la mutación puntual mitocondrial m.8313G>A". Muscle & Nerve . 40 (4): 648– 51. doi : 10.1002/mus.21342 . PMID 19618438. S2CID 5872401 .  
  15. ↑ Houshmand M, Lindberg C, Moslemi AR, Oldfors A, Holme E (1999). "Una nueva mutación puntual heteroplásmica en el gen del ARNt mitocondrial (Lys) en un caso esporádico de encefalomiopatía mitocondrial: mutación de novo y sin transmisión a la descendencia" . Human Mutation . 13 (3): 203– 9. doi : 10.1002/(SICI)1098-1004(1999)13:3 < 203::AID- HUMU4 > 3.0.CO ; 2-3 . PMID 10090475. S2CID 29433711 .  
  16. ↑ Mancuso M, Petrozzi L, Filosto M, Nesti C, Rocchi A, Choub A, Pistolesi S, Massetani R, Fontanini G, Siciliano G (marzo de 2007). "Síndrome MERRF sin fibras rojas irregulares: la necesidad de un diagnóstico molecular". Biochemical and Biophysical Research Communications . 354 (4): 1058– 60. doi : 10.1016/j.bbrc.2007.01.099 . PMID 17275787 . 
  • Entrada de GeneReviews/NCBI/NIH/UW sobre el síndrome de Leigh asociado al ADN mitocondrial y NARP.

Este artículo incorpora texto de la Biblioteca Nacional de Medicina de los Estados Unidos , que es de dominio público .