طفرات مواقع الوصل

تُعطّل طفرات مواقع الوصل الإشارات التي توجّه إزالة الإنترونات وربط الإكسونات أثناء معالجة الحمض النووي الريبوزي الرسول الأولي (pre-mRNA). من خلال تغيير موقع مانح أو مستقبل الوصل، أو إنشاء أو تنشيط موقع خفي، يمكن أن تسبب هذه الطفرات تخطي الإكسونات، أو الاحتفاظ بالإنترونات، أو استخدام حد غير طبيعي، مما يغير النسخة الناضجة والبروتين الناتج على الرغم من أن تسلسل الشفرة نفسه قد يبدو سليماً.

Definition

طفرة موقع الوصل هي تغيير في التسلسل يعطل الإشارات التي تتحكم في وصل الحمض النووي الريبوزي الرسول الأولي (pre-mRNA) — عادةً ما تكون ثنائيات النوكليوتيد المحفوظة عند حدود الإنترون-إكسون (المستقبل) أو الإكسون-إنترون (المانح)، أو المواقع التنظيمية والخفية القريبة — مما يؤدي إلى وصل شاذ مثل تخطي الإكسونات، أو الاحتفاظ بالإنترونات، أو استخدام حد بديل.

Scope

يغطي هذا الموضوع التغيرات في التسلسل التي تؤثر على وصل الحمض النووي الريبوزي (RNA): المتغيرات في مواقع الوصل المانحة والمستقبلة المحفوظة، والتغيرات في إشارات الوصل المحيطة ونقطة التفرع، والمتغيرات التي تنشئ أو تنشط مواقع وصل خفية. يتناول هذا الموضوع العواقب على النسخة الناضجة وتحديات التنبؤ بتأثيرات الوصل وتأكيدها. إنه مدخل مرجعي حول الآلية، وليس إرشادات للإدارة السريرية.

Key concepts

• مواقع الوصل المانحة (5') والمستقبلة (3')
• ثنائيات النوكليوتيد القانونية GT-AG
• نقطة التفرع ومسار عديد البيريميدين
• تخطي الإكسونات
• الاحتفاظ بالإنترونات
• تنشيط موقع الوصل الخفي
• معززات ومثبطات الوصل
• تأكيد تأثيرات الوصل على مستوى الحمض النووي الريبوزي (RNA)

Mechanisms

يزيل الوصل الإنترونات ويربط الإكسونات تحت إشراف جسيم الوصل (spliceosome)، مسترشداً بإشارات تسلسلية محفوظة: موقع المانح 5' (عادةً ما يبدأ بـ GT)، وموقع المستقبل 3' (عادةً ما ينتهي بـ AG)، ونقطة التفرع، ومسار عديد البيريميدين، بالإضافة إلى عناصر معززة ومثبطة مساعدة. يمكن أن يؤدي متغير في هذه الإشارات إلى إلغاء التعرف على موقع ما، مما يتسبب في تخطي جسيم الوصل لإكسون أو الاحتفاظ بإنترون، أو يمكن أن ينشئ أو يقوي موقعاً خفياً يُستخدم بدلاً من الموقع الطبيعي. قد تحمل النسخة الناتجة إطار قراءة متغير وتوقفاً مبكراً، أو قد تحذف أو تضيف بقايا ضمن الإطار، أو قد تتحلل؛ وغالباً ما تختلف النتيجة الدقيقة عن التنبؤ الساذج، لذا غالباً ما يتم تأكيد تأثيرات الوصل على مستوى الحمض النووي الريبوزي (RNA) (Scotti & Swanson, 2015; Sibley et al., 2016).

Clinical relevance

تُعد متغيرات الوصل سبباً مهماً، وأحياناً غير معترف به بشكل كافٍ، للأمراض الوراثية، بما في ذلك التغيرات خارج ثنائيات النوكليوتيد القانونية وداخل الإنترونات العميقة التي يسهل تفويتها بالتحليل المرتكز على الشفرة. نظراً لأن التنبؤ الحاسوبي (in silico) بتأثير الوصل غير كامل، غالباً ما يُستخدم التقييم الوظيفي للنسخة لتوضيح الأهمية. يصف هذا الموضوع كيفية عمل هذه المتغيرات وتقييمها، ولا يشكل أساساً لقرارات التشخيص أو العلاج الفردية.

Evidence & guidelines

يتناول إطار عمل ACMG/AMP (Richards et al., 2015) كيفية مساهمة تأثيرات الوصل المتوقعة والمثبتة في تصنيف المتغيرات، وتقدم تسميات HGVS (den Dunnen et al., 2016) اتفاقيات لوصف المتغيرات على مستوى الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين (DNA)، وعندما يكون ذلك ثابتاً، على مستوى الحمض النووي الريبوزي (RNA).

Debates

ما مدى موثوقية التنبؤ بتأثير الوصل من التسلسل؟

عادةً ما تكون المتغيرات في ثنائيات النوكليوتيد القانونية للوصل مُعطّلة، ولكن يصعب التنبؤ بتأثير التغيرات في إشارات الوصل الأوسع، والمناطق العميقة داخل الإنترونات، والمواقع الخفية المحتملة؛ وغالباً ما تكون هناك حاجة لدراسات الحمض النووي الريبوزي (RNA) الوظيفية لتأكيد ما إذا كان الوصل قد تغير وكيف.

Seminal works

• scotti-2015
• sibley-2016

Frequently asked questions

هل يمكن أن يؤثر متغير على الوصل دون تغيير تسلسل الشفرة البروتينية؟

نعم. يمكن أن تؤدي المتغيرات في الإنترونات، أو في إشارات موقع الوصل، أو في العناصر التنظيمية إلى تغيير كيفية ربط الإكسونات، وبالتالي تغيير النسخة الناضجة والبروتين، حتى عندما تقع خارج تسلسل الشفرة أو تبدو مترادفة.

لماذا يتم أحياناً إجراء اختبار الحمض النووي الريبوزي (RNA) لمتغيرات موقع الوصل؟

لأن الأدوات الحاسوبية تتنبأ بتأثير الوصل بشكل غير كامل، فإن فحص النسخة الفعلية (على سبيل المثال عن طريق تسلسل الحمض النووي الريبوزي (RNA) أو فحوصات النسخ العكسي) يمكن أن يؤكد ما إذا كان إكسون قد تم تخطيه، أو إنترون قد تم الاحتفاظ به، أو موقع خفي قد تم استخدامه.