MT-TK Geni Nedir?

İçindekiler

MT-TK Geni: Mitokondriyal Olarak Kodlanmış tRNA Lisin

Normal Fonksiyon

MT-TK geni, transfer RNA yani tRNA’nın üretilmesi için talimatlar sağlar. tRNA’lar, amino asitlerin olması gereken uzunlukta ve işlevsel proteinler halinde bu moleküllerin birleştirilmesine yardımcı olur. MT-TK geni, tRNALys olarak isimlendirilen özel bir tRNA formu için talimatlar sağlar. Proteinlerin birleştiği zaman bu molekül, belirli bir amino asit olan lizine (Lys) bağlanır ve onu büyüyen ve gelişen proteinde uygun yerlere yerleştirir.

tRNALys molekülü, mitokondrilerde bulunur. Mitokondriler besinlerden elden edilen enerjiyi hücrelerin kullanabileceği bir forma çevirir. Mitokondriler oksidatif fosforilasyon adi verilen bir süreç yardımıyla hücrelerin birincil enerji kaynağı olan adenozin trifosfatı (ATP) oluşturabilmek için oksijen, basit şekerler ve yağ asitlerini kullanarak enerji üretiminde büyük rol oynar. tRNALys molekülü, bu süreci (oksidatif fosforilasyon) gerçekleştiren proteinlerin bir araya toplanmasında rol oynar.

Pankreastaki beta hücreleri adı verilen bazı hücrelerde mitokondri, kan dolaşımındaki şeker (glikoz) miktarının kontrol edilmesinde de rol oynar. Yüksek glikoz seviyelerine yanıt olarak mitokondri, insülin adı verilen bir hormonun salınmasını tetiklemeye yardımcı olur. İnsülin, enerjiye dönüştürülmek üzere kandan hücrelere ne kadar glikozun geçtiğini kontrol ederek kan şekeri seviyelerini düzenler.

Genetik Değişikliklere Bağlı Hastalıklar

Maternal Kalıtsal Diyabet ve Sağırlık

MT-TK geninde bulunan bir mutasyon, özellikle diyabet ve işitme kaybı ile karakterize bir durum olan, maternal kalıtsal diyabet ve sağırlığı (MIDD) olan az sayıda insanda bulunmuştur. Etkilenen bireylerde göz, kas, kalp veya böbreklerle ilgili sorunları vardır. Bu duruma sebep olan mutasyon, MT-TK genindeki tek bir nükleotidi değişitirir; adenin nükleotidi 8296 gen konumunda (A8296G olarak yazılır) guanin nükleotidi ile değiştirilir. Araştırmacılar, A8296G mutasyonunun mitokondriden insülin salınımını başlatmaya yardımcı olma yeteneğini bozduğu nu düşünüyorlar. Etkilenen bireylerde diyabet, beta hücreleri kan şekerini düzenleyebilmek için yeterli miktarda insülin üretilmediğinde ortaya çıkar. Araştırmacılar, A8296G mutasyonunun işitme kaybına veya MIDDLE’ın diğer özelliklerine nasıl sebep olduğunu belirleyememişlerdir.

Düzensiz Kırmızı Lifli Miyoklonik Epilepsi

Bu hastalığa sahip olan kişilerde MT-TK geninde farklı mutasyonlarında var olduğu keşfedilmiştir. Bu mutasyonlar kas seğirmeleri, nöbet geçirme, anormal olan kas hücreleri ve sinir sistemiyle ilgili çeşitli problemlere sebep oldukları bulunmuştur. Bu problemlere sebep olan mutasyonlar, gende bulunan tek nükleotitleri değiştirir. Bu mutasyonlardan sadece tek bir tanesi tüm MERRF vakalarının %80’inin oluşmasına sebep olur.bu genetik değişiklik, adenin nükleotidini 8344 gen konumunda bulunan guanin nükleotidi ile yer değiştirir. A8344G olarak bilinen bu mutasyon, mitokondri organelinin enerji üretmek ve oksijen kullanmak gibi sahip olduğu yeteneklerini bozar. Bu konuda çalışan araştırmacılar, MT-TK geninde gerçekleşen değişikliklerin MERRF’nin sebep olduğu semptomlara nasıl yol açtığını belirleyemediler. Mitokondriyal gen mutasyonlarının farklı dokularda bulunan özellikle de beyinde gerçekleşen etkilerini araştırmaya devam etmektedirler.

MT-TK geninde mutasyonu bulunan az sayıda insan, MERRF’nin birkaç özelliğine ve laktik asidoz, inme benzeri ataklar ve mitokondriyal ensefalomiyopati (MELAS) olarak bilinen diğer bir mitokondriyal bozukluğun bazı özelliklerine sahiptir. Bu bozukluğa sahip olan kişilerde MEERF/MELAS örtüşme sendromuna sebep olduğu söylenmektedir. Bu sendromun belirtileri arasında şiddetli baş ağrıları, kas güçsüzlüğü olarak bilinen miyopati rahatsızlığı, ataksi olarak bilinen hareketleri koordine edememe durumu, sağırlık ve bilinç kaybı dahil olmak üzere felç benzeri ataklara sahiptir. Bu sendroma sebep olan bu mutasyon MT-TK geninde tek bir nükleotidin yerini değiştirir. 8356 gen bölgesinde timin ile sitozinin yerini alır. Bu değişikliğin meydana geldiği bölge T8356C olarak ifade edilir. Meydana gelen bu değişikliğin örtüşme sendromuna nasıl ve ne şekilde sebep olduğu ise hala belirsizliğini korumaktadır.

Leigh Sendromu

MERRF’ye sahip olan bireylerde bulunan en yaygın olan mutasyon A8344G mutasyonu, Leigh sendromu denilen ilerleyici bir beyin bozukluğuna sebep olabilir. Bu bozukluk genel olarak bebeklik döneminde yada erken çocukluk döneminde kusma, nöbet geçirme, miyopati, gecikmiş gelişim ve hareketle ilgili problemlere neden olur. Bu bozukluğa sahip olan bireyler kalp hastalığı ve böbrek sorunlarına sahip olabilir ve nefes almada zorluklar yaşayabilirler. Araştırmacılar, sadece A8344G mutasyonuna sahip bireylerin Leigh sendromunun belirtilerine sahip olduğunun sebebini hala belirleyememişlerdir.

Diğer Bozukluklar

Kardiyomiyopati şeklinde adlandırılan zayıflamış kalp kası sendromu ve işitme kaybı ile birlikte karakterize olan duruma MT-TK geninde meydana gelen bir mutasyon sebep olur. Bu bozukluktan etkilenen bireylerde miyopati ve ataksi de bulunabilir. G8363A olarak yazılan bu mutasyon, guanin nükleotidini gen içinde bir yerde adenin nükleotidi ile değiştirir. MT-TK geninden kaynaklanan bu değişikliğin kardiyomiyopati, işitme kaybı ve diğer belirtilerle nasıl sonuçlandığı tam olarak açıklanabilmiş değildir.