Đột biến vị trí nối

Đột biến vị trí nối làm gián đoạn các tín hiệu điều khiển việc loại bỏ intron và nối các exon trong quá trình xử lý RNA tiền thông tin. Bằng cách thay đổi vị trí cho nối hoặc nhận nối, hoặc tạo ra hay kích hoạt một vị trí ẩn, chúng có thể gây ra bỏ qua exon, giữ lại intron, hoặc sử dụng một ranh giới bất thường, làm thay đổi bản phiên mã trưởng thành và protein tạo thành mặc dù trình tự mã hóa có vẻ nguyên vẹn.

Definition

Đột biến vị trí nối là một thay đổi trình tự làm gián đoạn các tín hiệu kiểm soát quá trình nối pre-mRNA — thường là các dinucleotide được bảo tồn tại ranh giới intron-exon (nhận nối) hoặc exon-intron (cho nối), hoặc các vị trí điều hòa và ẩn gần đó — dẫn đến quá trình nối bất thường như bỏ qua exon, giữ lại intron, hoặc sử dụng một ranh giới thay thế.

Scope

Chủ đề này bao gồm các thay đổi trình tự ảnh hưởng đến quá trình nối RNA: các biến thể tại các vị trí cho nối và nhận nối được bảo tồn, các thay đổi trong các tín hiệu nối xung quanh và điểm phân nhánh, và các biến thể tạo ra hoặc kích hoạt các vị trí nối ẩn. Nó đề cập đến các hậu quả đối với bản phiên mã trưởng thành và những thách thức trong việc dự đoán và xác nhận các hiệu ứng nối. Đây là một mục tham khảo về cơ chế, không phải hướng dẫn quản lý lâm sàng.

Key concepts

• Vị trí cho nối (5') và nhận nối (3')
• Dinucleotide GT-AG chuẩn
• Điểm phân nhánh và đoạn polypyrimidine
• Bỏ qua exon
• Giữ lại intron
• Kích hoạt vị trí nối ẩn
• Các yếu tố tăng cường và ức chế nối
• Xác nhận hiệu ứng nối ở cấp độ RNA

Mechanisms

Quá trình nối loại bỏ intron và nối các exon dưới sự chỉ đạo của spliceosome, được hướng dẫn bởi các tín hiệu trình tự được bảo tồn: vị trí cho nối 5' (thường bắt đầu bằng GT), vị trí nhận nối 3' (thường kết thúc bằng AG), điểm phân nhánh, và đoạn polypyrimidine, cộng với các yếu tố tăng cường và ức chế phụ trợ. Một biến thể trong các tín hiệu này có thể làm mất khả năng nhận diện một vị trí, khiến spliceosome bỏ qua một exon hoặc giữ lại một intron, hoặc có thể tạo ra hoặc tăng cường một vị trí ẩn được sử dụng thay cho vị trí bình thường. Bản phiên mã tạo thành có thể mang một khung đọc bị thay đổi và một điểm dừng sớm, có thể xóa hoặc thêm các gốc trong khung, hoặc có thể bị phân hủy; kết quả chính xác thường khác với dự đoán đơn thuần, vì vậy các hiệu ứng nối thường được xác nhận ở cấp độ RNA (Scotti & Swanson, 2015; Sibley et al., 2016).

Clinical relevance

Các biến thể nối là một nguyên nhân quan trọng và đôi khi bị đánh giá thấp của bệnh di truyền, bao gồm các thay đổi bên ngoài các dinucleotide chuẩn và sâu bên trong intron mà dễ bị bỏ sót khi phân tích tập trung vào mã hóa. Bởi vì dự đoán tác động nối bằng phương pháp in silico không hoàn hảo, việc đánh giá chức năng của bản phiên mã thường được sử dụng để làm rõ ý nghĩa. Chủ đề này mô tả cách các biến thể đó hoạt động và được đánh giá và không phải là cơ sở cho các quyết định chẩn đoán hoặc điều trị cá nhân.

Evidence & guidelines

Khung ACMG/AMP (Richards et al., 2015) đề cập đến cách các hiệu ứng nối được dự đoán và chứng minh đóng góp vào việc phân loại biến thể, và danh pháp HGVS (den Dunnen et al., 2016) cung cấp các quy ước để mô tả các biến thể ở cấp độ DNA và, khi đã được thiết lập, cấp độ RNA.

Debates

Mức độ đáng tin cậy của việc dự đoán tác động nối từ trình tự là bao nhiêu?

Các biến thể tại các dinucleotide nối chuẩn thường gây gián đoạn, nhưng tác động của các thay đổi trong các tín hiệu nối rộng hơn, các vùng sâu trong intron và các vị trí ẩn tiềm năng khó dự đoán hơn; các nghiên cứu RNA chức năng thường cần thiết để xác nhận liệu và cách thức nối bị thay đổi.

Seminal works

• scotti-2015
• sibley-2016

Frequently asked questions

Một biến thể có thể ảnh hưởng đến quá trình nối mà không làm thay đổi trình tự mã hóa protein không?

Có. Các biến thể trong intron, tại các tín hiệu vị trí nối, hoặc trong các yếu tố điều hòa có thể làm thay đổi cách các exon được nối và do đó làm thay đổi bản phiên mã trưởng thành và protein, ngay cả khi chúng nằm ngoài trình tự mã hóa hoặc có vẻ đồng nghĩa.

Tại sao xét nghiệm RNA đôi khi được thực hiện đối với các biến thể vị trí nối?

Bởi vì các công cụ tính toán dự đoán tác động nối không hoàn hảo, việc kiểm tra bản phiên mã thực tế (ví dụ bằng cách giải trình tự RNA hoặc xét nghiệm phiên mã ngược) có thể xác nhận liệu một exon có bị bỏ qua, một intron có bị giữ lại, hay một vị trí ẩn có được sử dụng hay không.