Точковые мутации генов-супрессоров опухолей
77% всех мутаций гена AТМ и 64% мутаций гена BRCA1 являются мутациями сдвига рамки считывания. Основным типом мутаций выявляемых в гене Rb1 являются нонсенс-мутации, такие же мутации определены в генах р53 (7%) ( Hussain and Harris 1998 ).
Семейный аденоматозный полипоз желудочно-кишечного тракта - аутосомно-доминантное заболевание , вызываемое мутациями в гене APC . Вариантом заболевания является синдром Гарднера , при котором преимущественно поражается толстый кишечник. При заболевании достаточно часто выявляются гепатобластомы , опухоли щитовидной железы , медуллобластомы , фибромы и другие опухоли ( Gorlin 1960 ).
Основным типом мутаций являются делеции и нонсенс-мутации, приводящие к преждевременной терминации синтеза белка. Герминальные мутации преимущественно повреждают первую половину гена, причем обнаружено два "горячих" кодона - 1061 и 1309. Мутации последнего кодона приводят к раннему появлению полипов и быстрому их озлокачествлению.
Соматические мутации в основном локализуются в районе кодонов 1286-1513, с преимущественным повреждением кодонов 1309 и 1450 ( Beroud, 1996 , Lamlum, 1999 , Wallis, 1999 ).
Мутации на стыке экзонов и интронов - мутации сайтов сплайсинга - часто нарушают процессинг первичного РНК-транскрипта, в результате чего происходит либо неправильное вырезание соответствующей интронной области и трансляция бессмысленного удлиненного белка, не защищенного от протеолитического действия внутриклеточных ферментов, либо вырезания экзонов и образование делетированного белка. Во всех случаях мутации сайтов сплайсинга, как правило, обусловливают тяжелое течение болезни.
Наиболее часто мутации затрагивают существенные инвариантные GT и AG динуклеотиды, локализованные соответственно в начале интрона (донорный сайт сплайсинга) и в конце интрона (акцепторный сайт сплайсинга). В результате чего происходит потеря экзона. Критическое значение имеют также последовательности, прилежащие к указанным динуклеотидам. Так в гене р53 они выявлены всего в 4% случаев, в гене APC - в 6%, в гене BRCA1 - 2% случаев ( Hussain and Harris 1998 ). Из 16 мутаций, выявленных в гене EXT1 , ответственного за возникновение множественной экзостозной хондродисплазии , 10 относятся к мутациям сдвига рамки считывания и сайтов сплайсинга.
В случае миссенс-мутаций наиболее часто замены, приводящие к изменениям на уровне белка, затрагивают нуклеотидные основания в первой или во второй позиции кодона, однако замены основания в третьей позиции кодона также могут приводить к серьезным нарушениям из-за вероятности активации криптических сайтов сплайсинга. Фенотипическое проявление замен в кодонах миссенс-мутаций зависит от природы соответствующих аминокислотных замен в белке и от функциональной значимости того домена, в котором это произошло. Так, замены аминокислот в активных центрах белков могут сопровождаться полной потерей его функциональной активности, тогда как даже значительно более серьезные нарушения в других частях белка часто оказывают существенно меньшее влияние на фенотип.
К высоко мутабильным районам, так называемым "горячим точкам" мутагенеза, относят CpG обогащенные районы и тандемные повторы в кодирующих районах ДНК. Миссенс-мутации в 7-10 экзонах гена WT1 , кодирующих мотив цинковых пальцев , определяются у больных с синдромом Дениса-Драша , для которого характерна прогрессирующая нефропатия , псевдогермафродитизм , нефробластомы и гонадобластомы .
Также показано, что мутации гена р53 в 70% случаев являются миссенс-мутациями . Такие мутации в гене BRCA1 выявлены в 29%, гене ATM - в 6%, гене APC - в 16% случаев ( Hussain and Harris, 1998 ). Герминальные миссенс-мутации RET выявлены у пациентов с синдромом МЭН 2A ( медуллярный рак щитовидной железы (МРЩЖ), феохромоцитома , гипреплазия паращитовидных желез , ганглионейромы слизистой губ, щек и языка) и семейной форме МРЩЖ, причем мутации в основном затрагивают пять цистеиновых кодонов в 10 и 11 экзонах и на них приходится 97% и 85% всех мутаций, соответственно ( Eng, 1997 ).
Спорадические мутации в тирозинкиназном домене гена более характерны для синдрома МЭН 2В , отличающегося от типа 2A более агрессивным течением и отсутствием гиперплазии паращитовидных желез и ганглионейром, а точковая мутация в экзоне 16 (T918C) была идентифицирована в 93% случаев ( Eng, 1997 ).
Различные изменения в нуклеотидной последовательности транскрибируемых областей ДНК могут по-разному проявляться в фенотипе. Часть из них не оказывает никакого влияния на структуру и функцию соответствующего белка. Примером могут служить замены нуклеотидов, не приводящие к замене аминокислот в силу вырожденности генетического кода. Такие замены принято называть полиморфизмами (или в иностранной литературе - silence mutation). Но не всегда полиморфизмы так "невинны". Так Siegelmann и Buetow (1998) сообщают о замене гуанина (G) на аденин (A) в кодоне кодирующем валин (Val)80 в гене ароматазы (Cyp 19) кодирующем цитохром Р450. Этот полиморфизм является маркером предрасположенности развития рака груди у женщин. Полиморфизм ДНК в еще одном цитохроме - P450c17a (CYP17), участвующим в биосинтезе стероидных половых гормонов, так же может повышать риск возникновения рака молочной железы . В 5' области гена в позиции -27 выявлена однонуклеотидная замена T на C, которая создает сайт узнавания для фермента MspAI и транскрипционного фактора Sp1. Показано, что этот аллель влияет на экспрессию гена и увеличивает риск возникновения рака груди в 2,5 раза ( Feigelson, 1996 , Feigelson, 1998 ).
Большинство мутаций, затрагивающих регуляторные области, выявляют в промоторной части генов, где они изменяют консервативные последовательности. Этот тип мутаций остается пока наименее изученным и, возможно, часть не выявляемых в ряде патологий мутаций относится к этому типу. Мутации, затрагивающие регуляторные области генов сопровождаются, как правило, количественными изменениями соответствующего продукта и не затрагивают структуры и функциональной активности белка. Проявление таких мутаций определяется пороговым уровнем концентрации белка, при котором его функция еще сохраняется. Как правило, регуляторные мутации менее серьезны и обладают более выраженным плейотропным эффектом по сравнению с мутациями структурных генов.
