Хромосома 19 человека и наследственные заболевания

1. 19 хромосома человека

19 ХРОМОСОМА ЧЕЛОВЕКА

2.

• Хромосома 19 является одним из 23 пар хромосом в организме человека . Обычно у людей есть две
копии этой хромосомы. Хромосома 19 охватывает более 58,6 миллионов пар оснований.
• Количество генов:
• Ниже приведены некоторые оценки количества генов на хромосоме 19 человека. Поскольку
исследователи используют разные подходы к аннотации генома, их прогнозы количества генов на
каждой хромосоме различаются. Среди различных проектов совместный проект согласованной
последовательности кодирования ( CCDS ) использует чрезвычайно консервативную стратегию. Таким
образом, прогноз количества генов CCDS представляет собой нижнюю границу общего количества
генов, кодирующих человеческий белок.
По оценке
Гены, кодирующие
белок
Некодирующи Псевдогены
е гены РНК
Год выпуска
CCDS
1357
-
-
2016
HGNC
1372
299
413
2017
Ансамбль
1469
894
514
2017
UniProt
1435
-
-
2018
NCBI
1430
604
528
2017

3.

• Хромосома 19 – наиболее богата ГЦ-парами нуклеотидов, имеются
последовательности, гомологичные последовательностям на 16 других
хромосомах человека.
• По типу относится к аутосомам.
• Положение центромеры – метацентрическое.

4.

5.

• Короткая рука
• CACNA1A : кальциевый канал, потенциал-зависимый, P / Q-тип, альфа-1A-субъединица ( семейная
гемиплегическая мигрень I типа). Генная карта локуса 19p13
• КОМП : белок олигомерного матрикса хряща. Генная карта локуса 19p13.1
• NOTCH3 : Notch гомолог 3 (Drosophila): локус генной карты 19p13.1-p13.2
• GCDH : глутарил-кофермент А дегидрогеназа. Генная карта локуса 19p13.2
• BSG : Basigin (Ok группа крови) / Индуктор металлопротеиназы внеклеточного матрикса / CD147. Генная карта
локуса 19p13.3
• ICAM4 : гликопротеин Ландштейнера и Вайнера. Генная карта локуса 19p13.3
• NRTN : Neurturin, связанный с болезнью Гиршпрунга : карта локуса гена 19p13.3
• GTPBP3 : GTP-связывающий белок 3 19p13.11
• KLF2 : фактор, подобный Крюппелю 2, также известный как фактор Крюппеля легкого. Локус генной карты
19p13.11
• OMIM: 602016 FAM32A : семейство со сходством последовательностей 32 члена A 19q13.11
• DDX39 : DExD-бокс-геликаза 39. Локус 19p13.12 генной карты

6.

• Длинная рука
• GAPDHS : глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназа, сперматогенный 19q13.12
• HAMP : антимикробный пептид гепсидина. Локус генной карты 19q13.12
• BCKDHA : кетокислотная дегидрогеназа E1 с разветвленной цепью, альфа-полипептид ( болезнь мочи кленового сиропа ).
Расположение генов на карте 19q13.1-q13.2
• APOE : Аполипопротеин E, ген, связанный с болезнью Альцгеймера . Локус генной карты 19q13.2
• CIC : репрессор транскрипции Capicua. Локус генной карты 19q13.2
• FCGBP : Fc-фрагмент связывающего белка IgG SARS2 : серил-тРНК синтетаза 2, митохондриальная. Локус генной карты 19q13.2
• ATP1A3 : АТФаза. Локус генной карты 19q13.31
• DMWD : локус DM1, содержащий повтор WD. Локус генной карты 19q13.32
• PNMA8A : член семейства паранеопластических антигенов Ма 8A 19q13.32
• DMPK : Dystrophia myotonica-протеинкиназа. Локус генной карты 19q13.32
• GLTSCR2 : белок 19q13.33 гена 2 области кандидата в супрессоры опухоли глиомы
• A1BG : гликопротеин плазмы, функция неизвестна. Локус генной карты 19q13.43
• LRC : лейкоцитарный рецепторный комплекс - это семейство иммунорецепторов, экспрессируемых преимущественно на
моноцитах и В-клетках и на более низких уровнях - на дендритных клетках и естественных киллерах ( NK ). LRC также включает в
себя KIR локус. Локус генной карты 19q13.4
• OMIM: 604812 KPTN: каптин (актин-связывающий белок) на концах стереоцилий. Локус генной карты 19q13.4
• FUT1 : Локус H расположен на хромосоме 19 по адресу 19q13.3. Он содержит три экзона, охватывающих более 5 т.п.н. геномной
ДНК, и кодирует фукозилтрансферазу, которая продуцирует антиген H на эритроцитах.
• FUT2 : Локус Se расположен на хромосоме 19 в 19q13.3. Он содержит два экзона, которые охватывают около 25 т.п.н. геномной
ДНК. Локус Se кодирует специфическую фукозилтрансферазу, которая экспрессируется в эпителии секреторных тканей, таких как
слюнные железы, желудочно-кишечный тракт и дыхательные пути. Фермент, который он кодирует, катализирует выработку Hантигена. MORT (Mortal Obligate RNA Transcript, lincRNA): локус генной карты 19q13.43

7.

8. Болезни

БОЛЕЗНИ
• Переменная гемиплегия детского возраста
• Глутаровая ацидемия 1 типа
• Болезнь Альцгеймера
• Гемохроматоз
• КАДАСИЛ
• Синдром HUPRA
• Аутосомно-доминантная форма центроуклеарной
миопатии
• Врожденный амавроз Лебера
• Болезнь Шарко – Мари – Зуба
• Врожденная потеря слуха
• Врожденный гипотиреоз
• Синдром Донохью
• Заболевание мочи кленовым сиропом
• Синдром Марфана
• Множественная эпифизарная дисплазия
• Миотоническая дистрофия
• Семейная гемиплегическая мигрень
• Аутосомно-доминантная форма миотубулярной
миопатии
• Олигодендроглиома
• Псевдоахондроплазия
• Синдром Пейтца-Егерса
• Спиноцеребеллярная атаксия 6 типа
• Дефицит пролидазы
• Х-сцепленная агаммаглобулинемия или болезнь
Брутона

9. Болезнь альцгеймера

БОЛЕЗНЬ АЛЬЦГЕЙМЕРА
• Согласно современным представлениям болезнь Альцгеймера — генетически
обусловленное заболевание:
• ген, кодирующий предшественник амилоидного белка (хромосома 21);
• пресенилин - 1 (хромосома 14);
• пресенилин - 2 (хромосома 1);
• ген, кодирующий аполипопротеин Е-4 (хромосома 19).
• Носительство первых трех генов означает почти 100% вероятность развития
болезни Альцгеймера в возрасте от 40 до 65 лет . Носительство гена,
кодирующего аполипопротеин Е-4 – увеличивает риск развития после 65
лет вдвое. Аполипопротеин E — белок, участвующий в метаболизме липидов в
организме. Основной функцией ApoE является транспортировка липидов
между различными клетками и тканями организма.
• Основа патогенеза (механизма) болезни Альцгеймера — нарушение
метаболизма предшественника амилоидного белка. В норме предшественник
амилоидного белка расщепляется ферментом на одинаковые по величине
части-полипептиды. При генетическом дефекте этого белка - на различные по
длине фрагменты. Длинные фрагменты являются «нерастворимыми» и
поэтому откладываются в ткани головного мозга и в стенках сосудов в виде
сенильных бляшек, которые обладают нейротоксическими свойствами и
приводят к гибели нейронов.

10.

• Стадия 1 – нормальное функционирование. Человек не испытывает никаких проблем с памятью. Симптомы болезни
практически не видны и на этом этапе выявить ее очень сложно.
• Стадия 2 – очень умеренное когнитивное снижение. Изменения, происходящие на этой стадии, слабо выражены и могут
быть как нормальными возрастными изменениями, так и первыми признаками болезни Альцгеймера.
• Стадия 3 – легкое когнитивное снижение. Близкие начинают замечать первые признаки болезни. Основные симптомы на
этой стадии: заметно, что человек не с сразу может вспомнить нужное слово или имя, забывает имена новых знакомых,
книги, которые только что прочитал, забывает, куда положил какой-нибудь предмет, возникают первые сложности с
самоорганизацией.
• Стадия 4, эта стадия считается первой – ранней стадией развития болезни Альцгеймера. На этой стадии детальное
медицинское обследование способно выявить четкие симптомы болезни, такие как забывчивость недавних событий,
нарушение умственной деятельности, например, человеку становится сложно считать в уме в обратном порядке от 100 до
0. Становится сложно организовать ужин для гостей или следить за оплатой счетов и управлять личными финансами.
• Стадия 5 – средняя стадия. На этом этапе проблемы с памятью и мышлением становятся очевидны окружающим,
возникает необходимость в повседневной помощи. Человек не в состоянии вспомнить свой адрес и номер телефона,
путается в днях недели и часто не может понять, где находятся, даже если он на своей кухне. Пациент испытывает
сложности с самостоятельным одеванием, приемом пищи, пользованием туалетом.
• Стадия 6, также относится к средней стадии болезни. Могут иметь место изменения личности, нуждаются в постоянной
помощи в повседневной деятельности. На данном этапе человек может терять опыт, накопленный в последние годы, он
помнит свое имя, но забывает события из своей жизни, особенно недавние. Если больному предоставить
самостоятельность, он может путаться в простейших бытовых аспектах. Все чаще возникают проблемы с недержанием.
Наблюдаются значительные изменения личности и поведения, усугубляется подозрительность, человек может считать,
что его хотят отравить или что близкий родственник на самом деле самозванец.
• Стадия 7 – поздняя стадия, заключительная, сопровождающаяся тяжелыми когнитивными изменениями. Больной теряет
способность реагировать на окружающих, вести разговор и, в конечном итоге, управлять своим телом, может потерять
способность улыбаться, сидеть без поддержки и держать голову вверх. На данном этапе человеку нужна помощь во всем,
что он делает. Нарушаются рефлексы, мышцы становятся жесткими, нарушается глотание.

11.

• CADASIL или синдром CADASIL , включая церебральный
аутосомно - доминантный артериопатия с подкорковыми
инфарктами и лейкоэнцефалопатией , является наиболее
распространенной формой наследственного инсульта
расстройства, и , как полагает, вызвана мутациями в 3 Notch
гена на хромосоме 19 . Заболевание принадлежит к семейству
заболеваний, называемых лейкодистрофиями . Наиболее
частыми клиническими проявлениями являются мигренозные
головные боли и транзиторные ишемические атаки или
инсульты, которые обычно возникают в возрасте от 40 до 50
лет, хотя МРТ способен обнаруживать признаки заболевания
за годы до клинического проявления заболевания. Состояние
было идентифицировано и названо французскими
исследователями Мари-Жермен Буссер и Элизабет ТурньеЛассерв в 1990-х годах.

12.

• Врожденная потеря слуха - это потеря слуха при рождении . Это может быть наследственная потеря слуха или
потеря слуха из-за других факторов, присутствующих внутриутробно (внутриутробно) или во время родов.
• Аутосомно-доминантная потеря слуха. При аутосомно-доминантной потере слуха один из родителей, который
несет доминантный ген потери слуха и обычно страдает потерей слуха, передает его ребенку. В этом случае
вероятность потери слуха у ребенка составляет не менее 50%. Вероятность выше, если у обоих родителей есть
доминантный ген или если у обоих дедушек и бабушек с одной стороны семьи есть потеря слуха по генетическим
причинам.
• Аутосомно-рецессивная потеря слуха. При аутосомно-рецессивной тугоухости оба родителя, которые обычно
имеют нормальный слух, несут рецессивный ген . В этом случае вероятность потери слуха у ребенка составляет
25%.
• Х-сцепленная потеря слуха. При Х-сцепленной потере слуха мать несет рецессивный признак потери слуха на
половой хромосоме. Она может передать эту черту детям мужского и женского пола, но обычно страдают только
дети мужского пола.

13. Синдром Донохью

СИНДРОМ ДОНОХЬЮ
• Синдром Донохью (также известный как лепрекона ) - чрезвычайно редкое и тяжелое генетическое заболевание .
Лепреконизм получил свое название от характерных эльфийских черт (маленький рост, выпуклые глаза, толстые
губы и вздернутые ноздри), присущих больным. Заболевание вызвано мутацией в гене INSR , который содержит
генетическую информацию для образования рецепторов инсулина . В результате у пораженных людей либо
уменьшенное количество рецепторов инсулина, либо рецепторы инсулина со значительно нарушенной
функциональностью. Отсутствие или нарушение функции рецептора инсулина приводит к неспособности
регулировать уровень глюкозы в крови из-за тяжелой инсулинорезистентности. В конечном итоге это приведет к
нарушению развития тканей и органов по всему телу. В дополнение к физическим отклонениям лепрекона также
характеризуется аномалиями эндокринной системы, которые могут приводить к таким состояниям, как
гипергликемия (высокий уровень глюкозы в крови), гипогликемия (низкий уровень глюкозы в крови),
гиперинсулемия (высокий уровень инсулина в крови).
• Синдром Донохью - это аутосомно- рецессивное генетическое заболевание. Мутации, ответственные за
нарушение, обнаруживаются на хромосоме 19 с коротким плечом (19p13.2) в кодирующей последовательности
гена INSR, вызывая выработку неактивных молекул рецептора. Есть несколько мутаций, которые могут быть
ответственны за заболевание, так как любая мутация, серьезно нарушающая функциональность рецептора
инсулина, будет иметь аналогичные эффекты. Ген INSR охватывает более ста двадцати тысяч пар оснований ,
которые содержат двадцать два экзона, кодирующих белок , состоящий из 1382 аминокислот . Некоторые
интроны могут или не могут быть сплайсированы, в зависимости от типа клетки.

14.

• Поскольку мутации в гене крайне редки, большинство случаев
возникает в результате кровных браков, например, между
двоюродными братьями и сестрами. Однако точная мутация не
обязательно должна совпадать. Заболевание может быть вызвано
наследованием двух разных мутантных аллелей, по одному от
каждого родителя, и в этом случае пациент является сложной
гетерозиготой . Гетерозиготный индивид (то есть тот, кто является
носителем заболевания, имеющий только один нормальный аллель
рецептора инсулина) не будет затронут. Теоретически у двух
гетерозиготных родителей шанс родить ребенка с этим
заболеванием составляет один из четырех, и две трети их здоровых
детей будут носителями. Однако, поскольку самопроизвольный
аборт (выкидыш) часто возникает в результате заболевания плода, в
действительности доля живорожденных детей с синдромом
Донохью будет ниже 25%.

15.

• Синдром HUPRA (Гиперурикемия-легочная гипертензия-почечная
недостаточность-синдром алкалоза) - это редкий синдром, который впервые был
описан в 2010 году у двух младенцев палестинского происхождения из одной и
той же деревни в районе Иерусалима . Один из родителей двух младенцев был
родственником . Позже это было описано у третьего младенца из той же деревни,
родители которого не были родственниками. Это аутосомно-рецессивное
заболевание, распространенность которого составляет менее одного случая на
миллион. У каждого пятнадцатого жителя села была обнаружена генетическая
мутация.
• Причина этого состояния - мутация в гене SARS2 (фермент серил-тРНК-синтетаза)
, связанная с трансляцией белка. Он расположен на 19 хромосоме (19q13.2).

16.

• Болезнь мочи кленовым сиропом ( MSUD ) - это аутосомно- рецессивное нарушение обмена веществ,
затрагивающее аминокислоты с разветвленной цепью . Это один из видов органической ацидемии . Состояние
получило свое название из-за характерного сладкого запаха мочи пораженных младенцев, особенно до
постановки диагноза и во время острого заболевания.
• Мутации в следующих генах вызывают заболевание мочи кленовым сиропом:
• BCKDHA
• BCKDHB
• DBT
• DLD
• Эти четыре гена продуцируют белки, которые работают вместе как комплекс дегидрогеназы альфа-кетокислот с
разветвленной цепью . Комплекс необходим для расщепления аминокислот лейцина , изолейцина и валина . Они
присутствуют в некотором количестве почти во всех видах продуктов питания, но, в частности, в продуктах,
богатых белком, таких как молочные продукты, мясо , рыба , соя , глютен , яйца , орехи , цельнозерновые
продукты , семена , авокадо , водоросли , фасоль и бобовые . Мутация в любом из этих генов снижает или
устраняет функцию ферментного комплекса, предотвращая нормальный распад изолейцина , лейцина и валина .
В результате эти аминокислоты и их побочные продукты накапливаются в организме. Поскольку высокие уровни
этих веществ токсичны для мозга и других органов, это накопление приводит к серьезным медицинским
проблемам, связанным с болезнью мочи кленового сиропа. Это состояние имеет паттерн аутосомнорецессивного наследования , что означает, что дефектный ген расположен на аутосоме , и две копии гена - по
одной от каждого родителя - должны быть унаследованы, чтобы затронуть заболевание. Родители ребенка с
аутосомно-рецессивным заболеванием являются носителями одной копии дефектного гена, но обычно не
страдают этим заболеванием.

17.

• Псевдоахондроплазия - это наследственное нарушение роста костей. Это
генетическое аутосомно-доминантное заболевание. Обычно его не
обнаруживают до 2–3 лет, поскольку сначала рост нормальный.
Псевдоахондроплазия обычно сначала обнаруживается по падению
линейного роста в отличие от сверстников, по походке вразвалку или по
возникающим деформациям нижних конечностей.
• Непропорциональный низкий рост , деформация нижних конечностей,
короткие пальцы и слабость связок придают псевдоахондроплазии ее
отличительные черты. Средний рост взрослых мужчин с этим
заболеванием составляет около 120 сантиметров (3 фута 11 дюймов), в то
время как взрослые женщины обычно составляют около 116 см (3 фута 9
дюймов). Пострадавшие при рождении не заметно низкорослые.
• Ген COMP расположен на хромосоме 19p13.1; его точное местоположение P49747. COMP содержит 19 экзонов. Псевдоахондроплазия наследуется по
аутосомно-доминантному типу.