Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Коллаген II типа, альфа 1 (первичный остеоартрит, спондилоэпифизеальная дисплазия, врожденная), также известный как COL2A1, — это ген человека, который содержит инструкции для производства про-альфа1(II) цепи коллагена II типа.
Collagen, type II, alpha 1 (primary osteoarthritis, spondyloepiphyseal dysplasia, congenital), also known as COL2A1, is a human gene that provides instructions for the production of the pro alpha1(II) chain of type II collagen.
Функция
Этот ген кодирует альфа-1 цепь коллагена II типа, фибриллярного коллагена, содержащегося в хряще и стекловидном теле глаза. Мутации в этом гене ассоциированы с ахондрогенезом, хондродисплазией, семейным остеоартритом раннего начала, SED-конгенита, ахондрогенезом Лангера-Сальдино, дисплазией Книста, синдромом Стиклера I типа и спондилоэпиметафизеальной дисплазией типа Струдвика. Кроме того, дефекты в процессинге хондрокальцина, кальцийсвязывающего белка, являющегося C-пропептидом этой молекулы коллагена, также связаны с хондродисплазией. Для этого гена идентифицировано два транскрипта. Коллаген второго типа, придающий соединительной ткани структуру и прочность, в основном содержится в хряще, желеобразном веществе, заполняющем глазное яблоко (стекловидное тело), внутреннем ухе и центральной части межпозвоночных дисков позвоночника (нуклеус пульпозус). Три про-альфа1(II) цепи скручиваются вместе, образуя тройную спиральную молекулу проколлагена, напоминающую веревку. Эти молекулы проколлагена должны быть обработаны ферментами внутри клетки. После обработки эти молекулы покидают клетку и организуются в длинные тонкие фибриллы, которые перекрестно связываются друг с другом в межклеточном пространстве. Перекрестные связи приводят к формированию очень прочных зрелых коллагеновых волокон II типа. Ген COL2A1 расположен на длинном (q) плече хромосомы 12 между позициями 13.11 и 13.2, от 46 653 017 до 46 684 527 пар оснований. Экспрессия COL2A1 регулируется SOX 9 и геном RTL3, подобным ретротранспозону gag-like 3, в хондроцитах.
This gene encodes the alpha 1 chain of type II collagen, a fibrillar collagen found in cartilage and the vitreous humor of the eye. Mutations in this gene are associated with achondrogenesis, chondrodysplasia, early onset familial osteoarthritis, SED congenita, Langer Saldino achondrogenesis, Kniest dysplasia, Stickler syndrome type I, and spondyloepimetaphyseal dysplasia Strudwick type. In addition, defects in processing chondrocalcin, a calcium binding protein that is the C propeptide of this collagen molecule, are also associated with chondrodysplasia. There are two transcripts identified for this gene. Type II collagen, which adds structure and strength to connective tissues, is found primarily in cartilage, the jelly like substance that fills the eyeball (the vitreous), the inner ear, and the center portion of the discs between the vertebrae in the spine (nucleus pulposus). Three pro alpha1(II) chains twist together to form a triple stranded, ropelike procollagen molecule. These procollagen molecules must be processed by enzymes in the cell. Once these molecules are processed, they leave the cell and arrange themselves into long, thin fibrils that cross link to one another in the spaces around cells. The cross linkages result in the formation of very strong mature type II collagen fibers. The COL2A1 gene is located on the long (q) arm of chromosome 12 between positions 13.11 and 13.2, from base pair 46,653,017 to base pair 46,684,527. The expression of COL2A1 is regulated by SOX 9 and retrotransposon gag like 3 gene RTL3 in chondrocytes.
Сопутствующие условия
Ахондрогенез 2 типа: несколько видов мутаций в гене COL2A1 ответственны за ахондрогенез 2 типа. Эти мутации могут включать в себя отсутствие фрагментов гена COL2A1, замену аминокислоты глицина другой аминокислотой или изменения, приводящие к исключению важных частей белка. Все эти мутации препятствуют нормальному производству зрелого коллагена II типа, что приводит к ахондрогенезу 2 типа, влияя на ткани, богатые коллагеном II типа. Платиспондильная летальная скелетная дисплазия типа Торранса: у людей с платиспондильной летальной скелетной дисплазией типа Торранса выявлено менее 10 мутаций в гене COL2A1. Большинство этих мутаций изменяют один строительный блок белка (аминокислоту) в pro alpha1(II) цепи. Эти мутации COL2A1 приводят к образованию аномальной версии pro alpha1(II) цепи, которая не может быть включена в коллагеновые волокна II типа. В результате клетки производят уменьшенное количество коллагена II типа. Вместо образования молекул коллагена аномальные pro alpha1(II) цепи накапливаются в хрящевых клетках (хондроцитах). Эти изменения нарушают нормальное развитие костей, приводя к аномалиям скелета, таким как короткие руки и ноги, маленькая грудная клетка, сплющенные позвонки, короткие пальцы рук и ног. Гипохондрогенез: за гипохондрогенез ответственны несколько различных типов мутаций в гене COL2A1. Эти мутации могут включать в себя отсутствие фрагмента гена COL2A1, замену аминокислоты глицина другим аминокислотным остатком или изменения, исключающие важные части белка. Все эти изменения препятствуют образованию зрелых трехцепочечных молекул коллагена II типа, что приводит к этому типу гипохондрогенеза, влияя на ткани, богатые коллагеном II типа. Дисплазия Книста: большинство мутаций, ответственных за дисплазию Книста, вызывают образование аномально коротких pro alpha1(II) цепей коллагена в клетке. Эти короткие цепи соединяются с более длинными цепями коллагена нормальной длины. Полученные аномальные молекулы коллагена II типа короче нормы, вызывая признаки и симптомы дисплазии Книста. Спондилоэпиметафизеальная дисплазия типа Струдвика: все мутации в гене COL2A1, охарактеризованные на сегодняшний день, вызывают замену аминокислоты в pro alpha1(II) цепи коллагена II типа; в частности, аминокислота глицин заменяется другой аминокислотой. Замена глицина другой аминокислотой в этой цепи ингибирует образование стабильных, трехцепочечных, веретенообразных молекул коллагена. Это приводит к спондилоэпиметафизеальной дисплазии типа Струдвика, влияя на ткани, богатые коллагеном II типа. Врожденная дисплазия спондилоэпифиза: врожденная дисплазия спондилоэпиметафиза может быть вызвана несколькими типами мутаций в гене COL2A1. Эти мутации могут приводить к неправильной замене аминокислоты в pro alpha1(II) цепи или к образованию аномально короткой pro alpha1(II) цепи. Все эти изменения препятствуют образованию зрелых трехцепочечных молекул коллагена II типа, что приводит к этому типу врожденной дисплазии спондилоэпиметафиза, влияя на ткани, богатые коллагеном II типа. Спондилопериферическая дисплазия: мутации, вызывающие спондилопериферическую дисплазию, приводят к образованию аномально короткой pro alpha1(II) цепи, которая не может быть включена в коллагеновые волокна II типа. В результате клетки производят уменьшенное количество коллагена II типа. Вместо образования молекул коллагена аномальные pro alpha1(II) цепи накапливаются в хрящевых клетках (хондроцитах). Эти изменения нарушают нормальное развитие костей, приводя к сплющенным позвонкам, коротким пальцам рук и ног и другим признакам спондилопериферической дисплазии. Синдром Стиклера: некоторые мутации в гене COL2A1 приводят к образованию аномально короткого белка, который не может быть включен в коллагеновое волокно II типа. Однако большинство мутаций в COL2A1, вызывающих синдром Стиклера, содержат преждевременный стоп-кодон в одной копии гена. Из-за этого клетки производят только половину нормального количества pro alpha1(II) коллагеновых цепей. Этот дефицит приводит к недостаточному производству коллагена II типа в хряще, вызывая симптомы синдрома Стиклера. Другие заболевания с повышенным риском, связанным с вариациями гена COL2A1: вариации гена COL2A1 могут повысить риск развития остеоартрита (ОА), дегенеративного заболевания хряща суставов, у некоторых людей. Эти вариации в гене приводят к изменениям аминокислот в pro alpha1(II) цепи коллагена II типа. Считается, что эти изменения в коллагеновых волокнах суставов играют роль в износе хряща суставов, вызывая признаки и симптомы остеоартрита.
Achondrogenesis type 2: Several kinds of mutations in the COL2A1 gene are responsible for achondrogenesis, type 2. These mutations may include missing pieces of the COL2A1 gene, substitution of the amino acid building block glycine with another amino acid, or changes that cause important parts of the protein to be left out. All of these mutations prevent the normal production of mature type II collagen, which results in achondrogenesis, type 2 by affecting tissues that are rich in type II collagen. Platyspondylic lethal skeletal dysplasia, Torrance type:Fewer than 10 mutations in the COL2A1 gene have been identified in people with platyspondylic lethal skeletal dysplasia, Torrance type. Most of these mutations change a single protein building block (amino acid) in the pro alpha1(II) chain. These COL2A1 mutations lead to the production of an abnormal version of the pro alpha1(II) chain that cannot be incorporated into type II collagen fibers. As a result, cells make a reduced amount of type II collagen. Instead of forming collagen molecules, the abnormal pro alpha1(II) chains build up in cartilage cells (chondrocytes). These changes disrupt normal bone development, resulting in skeletal abnormalities such as short arms and legs, a small chest, flattened vertebrae, and short fingers and toes. Hypochondrogenesis: Several different types of mutations in the COL2A1 gene are responsible for hypochondrogenesis. These mutations may include missing pieces of the COL2A1 gene, the substitution of the building block amino acid glycine with another amino acid, or changes that leave out important parts of the protein. All of these changes interfere with the formation of mature triple stranded type II collagen molecules, which results in this type of hypochondrogenesis by affecting tissues that are rich in type II collagen. Kniest dysplasia: Most of the mutations responsible for Kniest dysplasia cause abnormally short pro alpha1(II) collagen chains to be produced in the cell. These short chains join with longer, normal length collagen chains. The resulting abnormal type II collagen molecules are shorter than normal, causing the signs and symptoms of Kniest dysplasia. Spondyloepimetaphyseal dysplasia, Strudwick type: All of the mutations in the COL2A1 gene characterized to date cause an amino acid switch in the pro alpha1(II) chain of type II collagen; specifically, the amino acid glycine is replaced by a different amino acid. The substitution of another amino acid for glycine in this chain inhibits the formation of stable, triple stranded, ropelike collagen molecules. This results in spondyloepimetaphyseal dysplasia, Strudwick type by affecting tissues that are rich in type II collagen. Spondyloepiphyseal dysplasia congenita: Spondyloepimetaphyseal dysplasia congenita can be caused by several types of mutations in the COL2A1 gene. These mutations may result in the incorrect substitution of an amino acid in the pro alpha1(II) chain or the production of an abnormally short pro alpha1(II) chain. All of these changes interfere with the formation of mature triple stranded type II collagen molecules, which results in this type of spondyloepimetaphyseal dysplasia congenita by affecting tissues that are rich in type II collagen. Spondyloperipheral dysplasia: Mutations that cause spondyloperipheral dysplasia lead to the production of an abnormally short pro alpha1(II) chain that cannot be incorporated into type II collagen fibers. As a result, cells make a reduced amount of type II collagen. Instead of forming collagen molecules, the abnormal pro alpha1(II) chains build up in cartilage cells (chondrocytes). These changes disrupt normal bone development, resulting in flattened vertebrae, short fingers and toes, and the other features of spondyloperipheral dysplasia. Stickler syndrome: Several of the mutations in the COL2A1 gene result in the production of an abnormally short protein that cannot be incorporated into a type II collagen fiber. Most of the mutations in COL2A1 that cause Stickler syndrome, however, have a premature stop signal in one copy of the gene. Because of this, cells produce only half of the normal amount of pro alpha 1(II) collagen chains. This shortage results in underproduction of type II collagen in cartilage, causing the symptoms of Stickler syndrome, COL2A1. Other disorders with an increased risk from variations of the COL2A1 gene: Variations in the COL2A1 gene may increase the risk of developing osteoarthritis (OA), a degenerative disease of joint cartilage, in some people. The variations in this gene result in amino acid changes in the pro alpha1(II) chain of type II collagen. These changes in the collagen fibers of the joints are thought to play a role in the wearing down of joint cartilage, resulting in the signs and symptoms of osteoarthritis.