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VARIABILIDAD GENÉTICA

- SNPs: Variaciones de una sola base.

-VNTR:

-Variaciones de diez a 65 bases (minisatélites).

-Variaciones de dos a nueve bases (STR)

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¿QUÉ ES UNA EXPANSIÓN DE UN MICROSATÉLITE?

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2-Secuencia situada en regiones codificantes: repeticiones CAG:

poliglutaminas. Número de repeticiones en casos patológicos pequeño sobre

los alelos considerados normales. SCAs,

CLASIFICACIÓN DE PATOLOGÍAS CARACTERIZADAS POR

EXPANSIONES DE MICROSATÉLITES EN FUNCIÓN DE SU

LOCALIZACIÓN.

1-Secuencia situada en regiones no codificantes: El número de repeticiones en

los casos patológicos suele ser grande.

-Extremo 5 UTR: FRAXA: (CGG)n en FMR1.

Hipermetilación. FMR1 codifica por FMRP, una

proteína que interacciona con RNAm. Herencia

ligada al X.

-Intrones: -DM2: (CCTG)n en el intron 1 gen

ZNF9. Autosómica dominante.

-Ataxia de Friedreich. (GAA)n en intron

1 del gen FRDA. Autosómica recesiva.

-Extremo 3 UTR: DM: (CTG)n, altera la

regulación/splicing de determinados RNAm.

Efecto RNA dominante negativo. Autosómica

dominante.

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Disease Protein RepeatNormal repeat

length

Pathogenic repeat

lengthInclusions

Brain regions most

affected

Typical polyglutamine diseases (gain of function)

HD Huntingtin CAG 6–34 36–121Nucleus and

cytoplasm

Striatum, cerebral

cortex

SBMA Androgen receptor CAG 9–36 38–62Nucleus and

cytoplasm

Anterior horn and

bulbar neurons,

dorsal root ganglia

DRPLA Atrophin 1 CAG 7–34 49–88 Nucleus

Cerebellum,

cerebral cortex,

basal ganglia, Luys

body

SCA1 Ataxin 1 CAG 6–39 40–82 Nucleus

Cerebellar Purkinje

cells, dentate

nucleus, brainstem

SCA2 Ataxin 2 CAG 15–24 32–200 Nucleus

Cerebellar Purkinje

cells, brain stem,

frontotemporal

lobes

SCA3 Ataxin 3 CAG 13–36 61–84 Nucleus

Cerebellar dentate

neurons, basal

ganglia, brain

stem, spinal cord

SCA7 Ataxin 7 CAG 4–35 37–306 Nucleus

Cerebellum, brain

stem, macula,

visual cortex

SCA17TATA box binding

proteinCAG 25–42 47–63 Nucleus

Cerebelllar Purkinje

cells, inferior olive

Atypical polyglutamine disease (mimicked by missense mutation)

SCA6

α1a voltage-

dependent calcium

channel subunit

CAG 4–20 20–29 Cytoplasm

Cerebellar Purkinje

cells, dentate

nucleus, inferior

olive

Atypical polyglutamine disease (reverse transcription of CTG repeats)

SCA8 Unknown CTG 16–34 >74 Nucleus

Cerebellar Purkinje

cells, granule cells,

inferior olive

HUMAN MOLECULAR GENETICS :Polyglutamine diseases: emerging concepts in pathogenesis and therapy

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¿TENÍA ABRAHAM LINCOLN SCA 5?

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Figure 2 Mutant huntingtin induces many different toxic pathways, some of which may interlink

Biochemical Journal (2008) 412, 191-209 - Sara Imarisio, Jenny Carmichael and others.

www.biochemj.org

-Inclusiones citotóxicas

-Bloqueo del sistema UPS

-Alteración función mitocondrial

-Asociación con otras proteínas

-Reducción de la afinidad por otras proteínas.

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CARACTERISTICAS DE PATOLOGÍAS PROVOCADAS POR EXPANSIÓN DE MICROSATÉLIES. CORRELACION GENOTIPO/FENOTIPO

-Mutaciones dinámicas. Mosaicismo somático.

-Mosaicismo gonadal. -Premutación. Portadores.-Anticipación: Incremento de la severidad con el incremento del número de repeticiones. -Herencia materna o paterna.

-Formas congénitas.SESIONES G

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SÍNDROME X FRAGIL

-Enfermedad ligada al cromosoma X

-Mutación más frecuente: expansión del triplete CGG. Gen FMR1.

-Rango normal: 5-44 CGG.-Rango intermedio: 45-49-54 CGG.-Rango premutación: 55-200 CGG.-Rango mutación: >200 CGG.

-Situación del triplete: región 5´no codificante dentro del exon 1.

-Anticipación: No clásica.

-Mosaicismo.

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Number of Maternal Premutation

CGG RepeatsTotal Maternal Transmissions Expansions to Full Mutations (%) 1

55-59 27 1 (3.7%)

60-69 113 6 (5.3%)

70-79 90 28 (31.1%)

80-89 140 81 (57.8%)

90-99 111 89 (80.1%)

100-109 70 70 (100%)

110-119 54 53 (98.1%)

120-129 36 35 (97.2%)

130-139 18 17 (94.4%)

140-200 19 19 (100%)

RIESGO DE EXPANSION DE UN ALELO MATERNO EN RANGO DE PREMUTACIÓN.

Nolin et al. Am J Hum Genet (2003).

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TIPOS DE PRESENTACIÓN

-Síndrome X-fragil. (>200 CGG)

-Síndrome de fallo ovárico prematuro. (POI).(35-200)

-Síndrome de Temblor-Ataxia asociado a X-fragil. (FXTAS).(55-200 CGG)

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CORRELACIÓN GENOTIPO-FENOTIPO DE LA EXPANSIÓN

CGG EN EL GEN FMR1

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MECANISMO PROPUESTO DE PATOGENESIS DE FXTAS

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DESREGULACIÓN DEL SPLICING EN DM1

-MBNL1 Y CUGBP1. (splicing alternativo).

-EFECTO ANTAGÓNICO.

PREVALENCIA DE RNAm EMBRIONARIOS.

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X-FRAGIL: MODIFICACIONES EPIGENÉTICAS

-ISLOTES CpG

1.-GENOMA:

2.-HISTONAS.

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X-FRAGIL: MODIFICACIONES EPIGENÉTICAS

2-HISTONAS:

-Acetilación.

-Deacetilación.

-Metilación.

-Demetilación.

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CONTROL DE LA ESTIMULACIÓN INDUCIDA A PARTIR DEL GluR

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FORMACIÓN DE miRNA

Napierala M et al. Nucl. Acids Res. 2005;33:451-463

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MECANISMOS POTENCIALES DE FORMACIÓN DE HETEROCROMATINA

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MECANISMO A TRAVÉS DE iRNA

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ALTERACIONES MOLECULARES OBSERVADAS EN EL SINDROME X-FRAGIL

-Expansión de tripletes CGG en el extremo 5´no codificante del gen FMR1.

-Hipermetilación de la expansión CGG.

-Deacetilación de histonas.

-Metilación y demetilación de histonas.

-Síntesis de miRNA.SESIONES G

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EFECTOS PROVOCADOS POR EXPANSIÓN DE MICROSATÉLITES

-Efecto tóxico de la proteína

-Efecto tóxico del RNA

-Efecto desregulador por miRNAs

Repeat expansion diseases: when a good RNA turns bad. Dickson AM, Wilusz CJ.Wiley & sons 2010

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ANÁLISIS DE PEQUEÑAS EXPANSIONES DE MICROSATÉLITES: PCR

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LOCUS HUMPROK 11613 bp DNA linear PRI 07-SEP-1995

DEFINITION Human myotonin protein kinase (Mt-PK) gene, complete cds. ACCESSION L00727

9541 tgtcacgggg gtccccagtc cccgggccac ggatccacct tcccatgtaa gacccctctc9601 tttcccctgc ctcagacctg ctgcccattc tgcagatccc ctccctggct cctggtctcc9661 ccgtccagat atagggctca ccctacgtct ttgcgacttt agagggcaga agccctttat9721 tcagccccag atctccctcc gttcaggcct caccagattc cctccgggat ctccctagat9781 aacctcccca acctcgattc cgctcgctgt ctctcgcccc accgctgagg gctgggctgg9841 gctccgatcg ggtcacctgt cccttctctc tccagctaga tggccccccg gccgtggctg9901 tgggccagtg cccgctggtg gggccaggcc ccatgcaccg ccgccacctg ctgctccctg9961 ccagggtacg tccggctgcc cacgcccccc tccgccgtcg cgccccgcgc tccacccgcc10021 ccgtgccacc cgcttagctg cgcatttgcg gggctgggcc cacggcagga gggcggatct10081 tcgggcagcc aatcaacaca ggccgctagg aagcagccaa tgacgagttc ggacgggatt10141 cgaggcgtgc gagtggacta acaacagctg taggctgttg gggcgggggc ggggcgcagg10201 gaagagtgcg ggcccaccta tgggcgtagg cggggcgagt cccaggagcc aatcagaggc10261 ccatgccggg tgttgacctc gccctctccc cgcaggtccc taggcctggc ctatcggagg10321 cgctttccct gctcctgttc gccgttgttc tgtctcgtgc cgccgccctg ggctgcattg10381 ggttggtggc ccacgccggc caactcaccg cagtctggcg ccgcccagga gccgcccgcg10441 ctccctgaac cctagaactg tcttcgactc cggggccccg ttggaagact gagtgcccgg10501 ggcacggcac agaagccgcg cccaccgcct gccagttcac aaccgctccg agcgtgggtc10561 tccgcccagc tccagtcctg tgatccgggc ccgcccccta gcggccgggg agggaggggc10621 cgggtccgcg gccggcgaac ggggctcgaa gggtccttgt agccgggaat g ctgctgctg10681 ctgctgctgc tgctgctgct gctg ggggga tcacagacca tttctttctt tcggccaggc10741 tgaggccctg acgtggatgg gcaaactgca ggcctgggaa ggcagcaagc cgggccgtcc10801 gtgttccatc ctccacgcac ccccacctat cgttggttcg caaagtgcaa agctttcttg10861 tgcatgacgc cctgctctgg ggagcgtctg gcgcgatctc tgcctgctta ctcgggaaat10921 ttgcttttgc caaacccgct ttttcgg gga tcc cgcgccc ccctcctcac ttgcgctgct

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ANÁLISIS DE GRANDES EXPANSIONES DE MICROSATÉLITES. SOUTHERN BLOT

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