2) лежит нарушение метилирования в гене
3) лежат делеции и дупликации участка хромосомы
4) лежит увеличение числа копий кодирующих и некодирующих повторов нуклеотидов ДНК (+)
Болезни экспансии обусловлены динамической мутацией — патологическим увеличением числа тандемных повторов нуклеотидов в определённом участке ДНК. Экспансия может располагаться в кодирующей последовательности и изменять структуру белка, например увеличение повторов CAG в гене HTT при болезни Гентингтона, либо в некодирующей области, нарушая транскрипцию, сплайсинг, стабильность РНК или эпигенетическую регуляцию гена. Поэтому правильным является вариант, связывающий эти заболевания с увеличением числа копий кодирующих и некодирующих повторов.
Патологические повторы нестабильны и способны увеличиваться при передаче от поколения к поколению вследствие ошибок репликации, рекомбинации и репарации ДНК. Это формирует феномен антиципации — более раннее начало и нередко более тяжёлое течение заболевания в последующих поколениях; выраженность эффекта может зависеть от пола родителя и размера экспансии. Клиническая значимость определяется превышением порогового числа повторов, после которого нарушается экспрессия гена или функция кодируемого белка.
Для подтверждения диагноза применяют методы, способные непосредственно оценить длину повтора: ПЦР с анализом фрагментов, repeat-primed PCR, Саузерн-блоттинг и, при сложных или очень крупных экспансиях, длинночтение секвенирования. Стандартное секвенирование экзома или панели генов может не выявить экспансию, поскольку плохо распознаёт длинные повторяющиеся последовательности.
| Локализация и тип повтора | Пример заболевания | Ген и механизм поражения | Особенности диагностики |
|---|---|---|---|
| Кодирующая область, CAG | Болезнь Гентингтона | HTT; полиглутаминовая экспансия вызывает токсическое изменение белка | Определение числа CAG-повторов методом ПЦР и анализа фрагментов |
| Кодирующая область, CAG | Спинобульбарная мышечная атрофия Кеннеди | AR; полиглутаминовый тракт в рецепторе андрогенов нарушает функцию мотонейронов | Молекулярное подтверждение экспансии в гене AR |
| Нетранслируемая область, CTG | Миотоническая дистрофия 1-го типа | DMPK; токсичная РНК нарушает альтернативный сплайсинг | Repeat-primed PCR; при крупных экспансиях возможен Саузерн-блоттинг |
| 5′-нетранслируемая область, CGG | Синдром ломкой Х-хромосомы | FMR1; метилирование промотора и подавление экспрессии гена | Определение размера CGG-экспансии и статуса метилирования |
| Интрон, GAA | Атаксия Фридрейха | FXN; гетерохроматинизация и снижение синтеза фратаксина | ПЦР, repeat-primed PCR или Саузерн-блоттинг |
| Интрон, CCTG | Миотоническая дистрофия 2-го типа | CNBP; патологическая РНК нарушает регуляцию сплайсинга | Для крупных повторов предпочтительны repeat-primed PCR и методы определения размера аллеля |
Таким образом, ключевым диагностическим признаком этой группы является количественная оценка длины нестабильного повтора, а не поиск единичной замены нуклеотида. Интерпретация результата проводится с учётом нормального, промежуточного, пограничного и патологического диапазонов повторов. Генетическое консультирование должно учитывать риск экспансии в потомстве, феномен антиципации и возможные различия между материнской и отцовской передачей.