Мутації у мітохондріальних генах спричиняють хвороби людини

Перелік захворювань людини, причиною яких є мутації мітохондріальних генів, постійно поповнюється. До таких хвороб належать, зокрема, мітохондріальні енцефаломіопатії, яківражають насамперед мозок та скелетні м'язи (тобто органи, що значною мірою залежать від постачання АТР). Ці хвороби успадковуються від матері, оскільки зародок отримує усі мітохондрії від материнської яйцеклітини. Така досить рідкісна хвороба, як спадкова зорова нейропатія Лебера (СЗНЛ, англ. – LHON, від L eber’s h ereditary o ptic n europathy ), вражає центральну нервову систему, у тому числі зорові нерви, та призводить до двобічної втрати зору у період статевого дозрівання. Причиною цього є заміна однієї основи у мітохондріальному гені ND4 (Рис. 19-32а), внаслідок чого залишок Arg у поліпептиді комплексу І замінюється на залишок His, і перенесення електронів від NADH до убіхінону у мітохондріях частково порушується. Хоча такі мітохондрії можуть продукувати певну кількість АТР за рахунок перенесення електронів від сукцинату, однак вони не здатні постачати АТР у кількості, достатній для підтримання дуже високої швидкості метаболізму у нейронах. Одним з наслідків є ушкодження зорового нерва та сліпота. Заміна однієї основи у міхондріальному гені цитохрому b, складової частини комплексу ІІІ, також призводить до СЗНЛ. Це свідчить про те, що причиною патології є загальне зниження функціональної активності мітохондрій, а не часткове порушення транспорту електронів через комплекс І.

Причиною міоклонічної епілепсії та хвороби шорстких червоних волокон (МЕШЧВ, англ. – MERRF, від m yoclonic e pilepsy and r agged- r ed f iber disease) є мутація мітохондріального гена, який кодує специфічну до лізину транспортну РНК (лізил-тРНК). Ця хвороба, що характеризується неконтрольованими скороченнями м'язів, скоріш за все виникає внаслідок порушення утворення декількох протеїнів, синтез яких відбувається за участі мітохондріальних тРНК. У скелетних м'язових волокнах хворих на МЕШЧВ осіб виявлено незвичної форми мітохондрії, які інколи містять паракристалічні структури (Рис. 19-32б). Мутації у гені мітохондріальної лізил-тРНК є також однією з причин цукрового діабету типу ІІ. Вважають, що інші мутації у мітохондріальних генах є причиною характерної для мітохондріальних міопатій прогресуючої слабкості м'язів, а також збільшення та ослаблення серцевого м'яза у випадку гіпертрофічної кардіоміопатії. Згідно однієї з гіпотез щодо прогресуючих змін у процесі старіння організму, накопичення у мітохондріальній ДНК мутацій, які виникають під час дії таких ДНК-ушкоджувальних агентів, як ^.О₂^- (дивись нижче), є причиною того, що мітохондрії стають нездатними продукувати АТР у кількості, достатній для нормального функціонування клітини. Причиною мітохондріальних хвороб можуть бути також мутації у будь-якому з 900 ядерних генів, що кодують мітохондріальні протеїни.

Дата добавления: 2015-08-18