COL11A1 Geni Nedir?

İçindekiler

COL11A1 Geni: Kollajen Tip XI Alfa 1 Zinciri

Normal Fonksiyonu

COL11A1 geni, pro-alfa1 (XI) zinciri olarak adlandırılan kolajen tip XI bileşenini yapmak için emir verir. Kolajenler, vücudun kaslarını, eklemlerini, organlarını ve cildini destekleyen bağ dokularına yapı ve güç sağlayan moleküllerdir. Kolajen tip XI, normalde erken gelişim sırasında iskeletin çoğunu oluşturan sert ama esnek dokular olan kıkırdaklarda bulunur. Kıkırdakların çoğu, kemiklerin uçlarını örtmeye ve korumaya devam eden ve burun ile dış kulaklarda bulunan kıkırdak dışında, ileri dönemlerde kemiğe dönüşür. Kolajen tip XI, ayrıca iç kulağın, göz küresini dolduran berrak jel olan vitreus ve omurganın kemikleri (omurlar) arasındaki disklerin merkez kısmı olan çekirdek pulposusun bir parçasıdır..

Kolajenler, her biri üç zincirden oluşan ip benzeri prokolajen molekülleri olarak başlarlar. Pro-alfa1 (XI) zinciri, üç iplikli bir prokolajen molekülü oluşturmak üzere diğer iki kolajen zinciri, pro-alfa2 (XI) ve pro-alfa1 (II) ile birleşir. Ardından, ip benzeri prokolajen, olgun kolajen oluşturmak için enzimler tarafından işlenir. Olgun kolajen molekülleri, hücreler arasındaki boşluklarda birbirleriyle sabit etkileşimler oluşturan uzun, ince liflere dönüştürülür. Çapraz bağlantılar, çok güçlü kolajen tip XI liflerinin oluşumuyla sonuçlanır.

Kolajen tip XI, ayrıca başka bir tip kolajen molekülünün, kolajen tip II’nin aralığının ve genişliğinin korunmasına yardımcı olur. Kolajen tip II, vitröz ve kıkırdakta önemli bir bileşendir. Kolajen tip II fibrillerinin düzenlenmesi ve boyutu, bu dokuların normal yapısı için çok önemlidir.

Genetik Değişikliklerle İlgili Sağlık Koşulları

Fibrochondrogenesis

COL11A1 genindeki en az yedi mutasyon, şiddetli iskelet anormallikleri, işitme kaybı ve görme kaybı ile tanımlanan bir kemik büyümesi bozukluğu olan fibrokondrojenez tip 1’e sahip kişilerde tespit edilmiştir. Fibrokondrojenez tip 1 olan bebeklerde, akciğerlerin normal şekilde gelişmesini önleyen çok dar bir kaburga vardır. Bu hastalığa sahip çocukların çoğunun, ölü doğması veya doğumdan kısa bir süre sonra ölmesine. Ba rağmen, bazıları çocukluğa kadar yaşar.

Bazı fibrokondrojenez tip 1 vakaları, COL11A1 gen mutasyonlarının bir kombinasyonundan kaynaklanır. Tam olarak, genin bir kopyası herhangi bir fonksiyonel pro-alfa1 (XI) zincirinin üretimini önleyen bir mutasyona sahiptir ve diğer kopya, pro-alfa1 (XI) zincirinin anormal bir versiyonuyla sonuçlanan bir mutasyona sahiptir. Anormal zincir kolajen moleküllerine katıldığında, hatalı tip XI kolajeni oluşturur. Anormal kolajen, bağ dokularını zayıflatır, iskelet boyunca kemik oluşumunu bozar ve göz ile iç kulakta görme ve işitme sorunlarına yol açan değişikliklere neden olur.

Tespit edilen en az iki vakada, fibrokondrojenesis tip 1, pro-alfa1 (XI) zincirinin üretimini tamamen ortadan kaldıran COL11A1 gen mutasyonlarının kombinasyonlarından kaynaklanmıştır. Araştırmacılar, bu zincirin kaybının, tip XI kolajen moleküllerinin yapısını değiştirdiğini ve çapraz bağlar oluşturma kabiliyetini bozduğunu iddia ediyorlar. Ancak, bu mutasyonların etkileri hala çalışılmaktadır.

Stickler Sendromu

COL11A1 genindeki mutasyonlar, Stickler sendromu vakalarının yüzde 10 ila 20’sini oluşturur. Stickler sendromu COL11A1 gen mutasyonlarından kaynaklandığında, tip II olarak sınıflandırılır. Bu durumun belirtileri ve göstergeleri, belirgin bir yüz görünümü, göz anormallikleri, işitme kaybı ve eklem problemlerini içerir. Bu belirti ve göstergeler, fibrokondrojenezinkinden daha az şiddetli olma eğilimindedir. Ancak, etkilenen bireyler arasında geniş ölçüde değişkenlik gösterir.

Stickler sendromu olan kişilerde iki düzineden fazla COL11A1 gen mutasyonu bulunmuştur. Bu mutasyonların bazıları, tek protein yapı taşını (amino asitleri) değiştirir veya pro-alfa1 (XI) zincirinden az sayıda amino asidi siler. Diğer mutasyonlar, protein yapılırken DNA’nın bazı bölümlerinin atlanmasına neden olarak anormal derecede kısa bir pro-alfa1 (XI) zinciri oluşturur. Bu değişikliklerin tümü, tip XI kolajen moleküllerinin üretimini veya bir araya getirilmesini bozar. Arızalı kolajen, vücudun birçok yerinde bağ dokuların normal gelişimini bozar ve bu da Stickler sendromunun çeşitli belirtilerine ve göstergelerine yol açar.

COL11A1 genindeki mutasyonlar, Stickler sendromuna çok benzer bir durum olan Marshall sendromuna da neden olabilir. Bazı araştırmacılar Marshall sendromunu Stickler sendromunun bir değişkeni olarak sınıflandırırken, diğerleri bunu ayrı bir hastalık olarak değerlendirmektedir. Marshall sendromuyla ilişkili mutasyonların çoğu, protein yapıldığında COL11A1 geninde bir DNA bölümünün atlanmasına neden olur ve bu da anormal derecede kısa olan pro-alfa1 (XI) zincirine yol açar. Bu kısaltılmış protein, bağ dokusunun anormal gelişmesine ve Marshall sendromunun belirti ve göstergelerine yol açan olgun tip XI kolajen oluşumunu bozar.

Karpal Tünel Sendromu

Intervertebral Disk

Osteoartrit

Diğer Bozukluklar

COL11A1 genindeki çeşitli değişiklikler, eklemlerin ortak bir hastalığı olan osteoartrit gelişme riskini arttırabilir. Osteoartrit, ağrı, sertlik ve kısıtlı harekete neden olan eklem kıkırdağının parçalanması ile tanımlanır. Osteoartrit ile ilişkili genetik değişiklikler, tip XI kolajen pro-alfa1 (XI) zincirindeki tek amino asitlerdeki farklılıklardır. Araştırmalar, değiştirilmiş alfa yanlısı (XI) zincirinin, eklem kıkırdağının aşınmasına katkıda bulunarak, kolajen liflerini zayıflatabileceğini göstermektedir. COL11A1 genindeki varyasyonlar, bu karmaşık hastalığı etkileyebilecek birçok genetik ve çevresel faktör arasındadır.