MT-ND4 Geni Nedir?

İçindekiler

MT-ND4 Geni: Mitokondriyal Olarak Kodlanmış NADH Dehidrojenaz 4

Normal Fonksiyon

MT-ND4 geni, mitokondride aktif halde bulunan enzim kompleksi kompleks 1’in önemli bir parçası olan NADH dehidrojenaz 4 proteinin elde edilmesi için gerekli bilgilere sahip önemli bir gendir. Mitokondri, besinlerden elde edilen enerjiyi vücudumuzdaki hücrelerin kullanabileceği forma getirir ve ATP üretir. Bunu da oksidatif fosforilasyon adı verilen süreç yoluyla gerçekleştirir. Mitokondri, oksijen ve basit şekerleri kullanır ve bunun sonucunda ATP üretimi gerçekleşir.

Mitokondri içerisindeki iç mitokondriyal zar adı verilen özel bir yapıda bulunan ve oksidatif fosforilasyon için ihtiyaç duyulan Kompleks 1, oksidatif fosforilasyon esnasında mitokondride ATP elde edilmesi için çeşitli kimyasal reaksiyonları gerçekleştirmede görev alır. Elektronların aktarımı sayesinde iç mitokondri zarının uçlarındaki elektrik yükü farklılığı sonucu ATP üretimi için ihtiyaç duyulan enerji sağlanmış olur.

Kompleks 1, elektronları NADH adı verilen molekülden ubikinon adındaki diğer bir moleküle taşır. Bu ilk adımdır. Bir sonraki adımda elektronlar ubikinon üzerinden diğer enzim komplekslerine aktarılır. Bu sayede ATP üretimi için gerekli olan enerji sağlanır.

Genetik Değişikliklere Bağlı Sağlık Koşulları

Leber Kalıtsal Optik Nöropatisi

MT-ND4 genindeki çeşitli mutasyonlar sonucunda kalıtsal bir görme kaybı olan Leber kalıtsal optik nöropatisi vakaları görülür. Bu mutasyonlar sonucu NADH dehidrojenaz 4 proteinindeki yalnızca tek bir aminoasit değişir.

MT-ND4 genindeki bir mutasyon çeşidi dünya üzerindeki tüm vakaların yüzde 70’ine sebep olarak bu rahatsızlığın en büyük etkeni haline gelmiştir. Bu mutasyon G11778A veya Arg340His olarak da ifade edilebilir ve protein pozisyonu 340’da arjinin aminoasidi yerine histidin amino asidi geçmesi sonucu oluşur. Bu durumda rahatsızlığın düzelme olasılığı oldukça düşük olduğu için ciddi bir görme kaybına sebebiyet verebilmektedir.

MT-ND4 genindeki mutasyonların ne şekilde Leber kalıtsal optik nöropatisine sebep olduğu hala tam olarak belirlenememiştir. Bu sebeple, araştırmacılar bu konudaki çalışmalarını sürdürmeye devam etmektedir. Bu genetik farklılıkların büyük bir enzim kompleksi olan Kompleks 1’in ubikinon ile uygun şekilde etkileşime girmesine engel olduğu gözlemlenmiştir. Bunun sonucunda ATP oluşumu etkilenebilmektedir. Buna ek olarak, bu mutasyonlar reaktif oksijen türleri adı verilen ve tehlikeye sebep olabilen moleküllerin mitokondri içerisindeki üretimini de artırabilir. Ayrıca, mutasyonların etkilerinin niçin çoğunlukla optik sinirle ilgili olduğu ise hala net değil. Bunun haricinde, genetik ve çevresel faktörler Leber kalıtsal optik nöropatisi ve görme kaybı ile ilgili diğer rahatsızlıklara katkı sağlıyor olabilir.

Leigh Sendromu

Leigh sendromu, bebeklik ya da çocukluğun erken dönemlerinde boy gösteren, gün geçtikçe ilerleyen bir beyin bozukluğudur. MT-ND4 genindeki bir mutasyon, az sayıda da olsa Leigh sendromuna sahip insanda tespit edilmiştir. Bu bozukluğa sahip çocuklarda kaslarda zayıflık ve hareket sorunları, gelişim bozukluğu, kusma, nöbetler, nefes almada zorluk, böbrek rahatsızlıkları ve kalp hastalığı görülebilir.

MT-ND4 mutasyonu Leigh sendromuna sebebiyet verebilir. Bu mutasyon C11777A veya Arg340Ser olarak da ifade edilir ve protein pozisyonu 340’da arjinin aminoasidi yerine serin aminoasidinin geçmesi sonucu oluşur. Bu durum sonucunda mitokondride bulunan Kompleks 1’in fonksiyonu bozulur. Buna rağmen, MT-ND4 mutasyonunun Leigh sendromunun belirli özellikleriyle arasındaki bağlantı henüz aydınlatılamamıştır.