Soru

Zorluk: ZorKollajen Hastalıkları

Bir hastada kollajen polipeptid zincirindeki (α\alpha-zinciri) her üç amino asitte bir tekrarlayan glisin kalıntılarından birinin, daha geniş yan zincire sahip olan bir amino asit ile yer değiştirdiği belirlenmiştir. Bu durumun pro-kollajen moleküllerinin sarmal yapısını bozarak hücre içinde yıkılmalarına (pro-kollajen intiharı) yol açtığı gözlenmiştir. Bu moleküler mekanizmaya sahip olan hastalık ve klinik özellikleri ile ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

  1. Osteogenesis Imperfecta Tip II olarak adlandırılan bu tablo, mutasyonun baskın negatif (dominant negative) etkisi nedeniyle en ağır (perinatal letal) formdur.Cevap
  2. B
    Bu durum, kollajen sentez hızının azaldığı ancak lif yapısının normal kaldığı Osteogenesis Imperfecta Tip I ile aynı şiddette seyreder.
  3. C
    Hatalı amino asit dizilimi, hücre dışı aşamalardan biri olan pro-kollajen peptidazların aktivitesini artırarak aşırı fibril oluşumuna neden olur.
  4. D
    Patoloji, lizin hidroksilasyonu basamağındaki bir aksaklıktan kaynaklandığı için Ehlers-Danlos Sendromu Tip VI (Kifoskolyoz tipi) ile klinik benzerlik gösterir.
  5. E
    Bu hastaların bağ dokusunda ana patoloji, elastin liflerinde bulunan desmozin çapraz bağlarının sentezlenememesidir.

Cevap

Osteogenesis Imperfecta Tip II olarak adlandırılan bu tablo, mutasyonun baskın negatif etkisi nedeniyle en ağır (perinatal letal) formdur.
Kollajen α\alpha-zincirlerindeki glisin kalıntılarının yerine başka bir amino asidin girmesi, üçlü sarmal yapısını bozar. Bu durum 'pro-kollajen intiharı' (procollagen suicide) olarak bilinir. Mutant zincirlerin sağlam zincirlerle birleşerek tüm molekülü işlevsiz kılmasına 'baskın negatif etki' denir. Bu mekanizma Osteogenesis Imperfecta Tip II'nin temelidir ve perinatal dönemde ölüme yol açan en ağır formdur.

Adım Adım Çözüm

1
Glisin amino asidinin kollajen yapısındaki rolünü analiz etme
Glisin, en küçük yan zincire sahip amino asit olduğu için kollajen üçlü sarmalının (triple helix) merkezinde yer alarak zincirlerin sıkıca paketlenmesini sağlar (Gly−X−YGly-X-Y dizisi).
Kollajen sarmalının stabilitesi için her üç pozisyonda bir glisin bulunması zorunludur.
2
Mutasyonun moleküler sonucunu değerlendirme
Glisin yerine başka bir amino asit gelmesi (örn. sistein), sarmal yapıyı bozar. Bu durum, hatalı zincirin dahil olduğu tüm pro-kollajen moleküllerinin hücre içinde degrade edilmesine (pro-kollajen intiharı) yol açar.
Hatalı proteinler kalite kontrol mekanizmalarıyla endoplazmik retikulumda yıkılır.
3
Hastalık ve klinik şiddet eşleştirmesi yapma
Yapısal mutasyonlar (Tip II, III, IV), miktar azlığına yol açan 'null' mutasyonlardan (Tip I) çok daha ağırdır. Tip II, bu mekanizmayla oluşan en şiddetli, perinatal letal formdur.
Baskın negatif etki (dominant negative effect), mutant proteinin sağlam proteinlerin de işlevini bozması nedeniyle daha ağır seyredilir.

Anahtar Kavram

Pro-kollajen İntiharı (Procollagen Suicide) ve Osteogenesis Imperfecta Moleküler Patolojisi
Bu soruyu puanla