Lage des MT-RNR1 -Gens auf dem H-Strang des menschlichen mitochondrialen Genoms. MT-RNR1 , oder RRNS , ist eines der beiden mitochondrialen ribosomalen RNA-Gene (blaue Kästchen).

Mitochondrial kodierte 12S ribosomale RNA (oft abgekürzt als 12S oder 12S rRNA ) ist die kleine ribosomale Untereinheit (SSU) des mitochondrialen Ribosoms . Beim Menschen wird 12S durch das Gen MT-RNR1 kodiert und ist 959 Nukleotide lang. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] MT-RNR1 ist eines der 37 Gene, die in tierischen Mitochondriengenomen enthalten sind. Ihre 2 rRNA-, 22 tRNA- und 13 mRNA-Gene sind für phylogenetische Studien sehr nützlich, insbesondere die 12S- und 16S -rRNAs. Die 12S-rRNA ist das mitochondriale Homolog der prokaryotischen 16S- und der eukaryotischen nukleären 18S- ribosomalen RNA. [ 4 ] Mutationen im MT-RNR1-Gen können mit Hörverlust in Zusammenhang stehen. [ 5 ] Das rRNA-Gen kodiert auch ein Peptid MOTS-c , das auch als mitochondriales Peptid MOTS-c oder mitochondriales offenes Leserahmen der 12S rRNA-c bekannt ist .

Struktur

Das MT-RNR1 -Gen befindet sich auf dem p-Arm der mitochondrialen DNA an Position 12 und umfasst 953 Basenpaare. [ 6 ]

Funktion

Das Gen MT-RNR1 kodiert für eine rRNA, die für die Regulation der Insulinsensitivität und der metabolischen Homöostase verantwortlich ist . Das Protein hemmt den Folatzyklus und reduziert dadurch die Purinbiosynthese de novo. Dies führt zur Akkumulation des Zwischenprodukts der Purinbiosynthese de novo , 5-Aminoimidazol-4-carboxamid (AICAR), und zur Aktivierung der metabolischen Regulatorprotein 5'-AMP-aktivierte Proteinkinase (AMPK). Das Protein schützt außerdem vor alters- und ernährungsbedingter Insulinresistenz sowie vor ernährungsbedingter Adipositas . [ 3 ] [ 2 ]

Klinische Bedeutung

Nicht-syndromale Schwerhörigkeit und Taubheit, mitochondrial

Pathogene Mutationen im MT-RNR1 -Gen verursachen spät einsetzende, nicht-syndromale mitochondriale Schwerhörigkeit und Taubheit mit Prädisposition für Aminoglykosid- Ototoxizität . [ 7 ] Nicht-syndromale Taubheit ist durch einen partiellen oder totalen sensorineuralen Hörverlust (SNHL) mit variablem Beginn und Schweregrad gekennzeichnet, der nicht mit anderen Anzeichen und Symptomen einhergeht. [ 8 ] Die meisten Formen der nicht-syndromalen Taubheit sind mit einem permanenten Hörverlust verbunden , der durch Schädigungen von Strukturen im Innenohr verursacht wird . [ 2 ] [ 3 ] Die Mutationen 1494C>T, 1555A>G und 1095T>C im MT-RNR1 -Gen wurden als Ursache für diesen Hörverlust identifiziert . [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]

Komplex-IV-Mangel

Mutationen im MT-RNR1-Gen wurden mit einem Komplex-IV-Mangel der mitochondrialen Atmungskette , auch bekannt als Cytochrom-c-Oxidase- Mangel, in Verbindung gebracht. Der Cytochrom-c-Oxidase-Mangel ist eine seltene genetische Erkrankung, die verschiedene Organe betreffen kann, darunter die Skelettmuskulatur , das Herz , das Gehirn und die Leber . Häufige klinische Manifestationen sind Myopathie , Muskelhypotonie , Enzephalomyopathie , Laktatazidose und hypertrophe Kardiomyopathie . [ 12 ] Bei einem Patienten mit diesem Mangel wurde die Mutation 9952G>A gefunden. [ 13 ]

Referenzen

  1. Anderson S, Bankier AT, Barrell BG, de Bruijn MH, Coulson AR, Drouin J, Eperon IC, Nierlich DP, Roe BA, Sanger F, Schreier PH, Smith AJ, Staden R, Young IG (April 1981). „Sequenz und Organisation des menschlichen mitochondrialen Genoms“. Nature . 290 ( 5806): 457–465 . Bibcode : 1981Natur.290..457A . doi : 10.1038/290457a0 . PMID  7219534. S2CID  4355527 .
  2. ^ a b c „UniProt: die universelle Protein-Wissensdatenbank“ . Nucleic Acids Research . 45 (D1): D158– D169. Januar 2017. doi : 10.1093/nar/gkw1099 . PMC 5210571. PMID 27899622 .  
  3. ^ a b c „MT-RNR1 – Mitochondriales Peptid MOTS-c – Homo sapiens (Mensch) – MT-RNR1-Gen & -Protein“ . Abgerufen am 28.08.2018 . Dieser Artikel enthält Text, der unter der CC BY 4.0- Lizenz verfügbar ist.
  4. ^ Eperon IC, Anderson S, Nierlich DP (Juli 1980). „Distinctive sequence of human mitochondrial ribosomal RNA genes“. Nature . 286 (5772): 460–467 . Bibcode : 1980Natur.286..460E . doi : 10.1038/286460a0 . PMID 6157106. S2CID 4262269 .  
  5. ^ Ballana E, Morales E, Rabionet R, Montserrat B, Ventayol M, Bravo O, Gasparini P, Estivill X (März 2006). „Mutationen des mitochondrialen 12S-rRNA-Gens beeinflussen die Sekundärstruktur der RNA und führen zu einer unterschiedlichen Penetranz bei Hörstörungen.“ Biochemische und biophysikalische Forschungskommunikation . 341 (4): 950–957 . Bibcode : 2006BBRC..341..950B . doi : 10.1016/j.bbrc.2006.01.049 . PMID 16458854 . 
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  7. ^ Usami, Shin-ichi; Nishio, Shin-ya (1993). „Nicht-syndromale Schwerhörigkeit und Taubheit, mitochondrial“. GeneReviews® . University of Washington, Seattle. PMID 20301595 . 
  8. ^ Referenz, Genetics Home. „Nicht-syndromale Schwerhörigkeit“ . Genetics Home Referenz .
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  10. ^ Zhao H, Li R, Wang Q, Yan Q, Deng JH, Han D, Bai Y, Young WY, Guan MX (Januar 2004). „Maternal vererbte, durch Aminoglykoside induzierte, nicht-syndromale Taubheit ist mit der neuartigen C1494T-Mutation im mitochondrialen 12S-rRNA-Gen in einer großen chinesischen Familie assoziiert“ . American Journal of Human Genetics . 74 (1): 139–152 . doi : 10.1086/381133 . PMC 1181901. PMID 14681830 .  
  11. ^ Yao YG, Salas A, Bravi CM, Bandelt HJ (Juni 2006). „Eine Neubewertung der vollständigen mtDNA-Variation in ostasiatischen Familien mit Hörbeeinträchtigung“. Human Genetics . 119 (5): 505–515 . doi : 10.1007/s00439-006-0154-9 . PMID 16528519. S2CID 21173284 .  
  12. ^ Referenz, Genetics Home. „Cytochrom-c-Oxidase-Mangel“ . Genetics Home Referenz .GemeinfreiheitDieser Artikel enthält Text aus dieser Quelle, die gemeinfrei ist .
  13. ^ Hanna MG, Nelson IP, Rahman S, Lane RJ, Land J, Heales S, Cooper MJ, Schapira AH, Morgan-Hughes JA, Wood NW (Juli 1998). „Cytochrom-c-Oxidase-Mangel in Verbindung mit der ersten Stoppcodon-Punktmutation in der menschlichen mtDNA“ . American Journal of Human Genetics . 63 (1): 29–36 . doi : 10.1086/301910 . PMC 1377234. PMID 9634511 .  

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