Mutaties

Introductie
Bij vrijwel alle Duchenne patiënten wordt een mutatie (een aanpassing in het DNA) gevonden in het gen dat de genetische code van het dystrofine eiwit bevat. Er zijn echter vele verschillende typen mutaties. Het gevolg van deze mutaties is echter bijna altijd hetzelfde: er kan geen functioneel dystrofine worden gemaakt. Voor een aantal therapieën (exon skipping en PTC124) maakt het echter wel degelijk uit wat voor mutatie er in het gen aanwezig is, omdat deze therapieën niet voor alle mutaties werken.

Hier onder wordt beschreven welke soorten mutaties er voornamelijk worden gevonden in het dystrofine gen.

Van gen naar eiwit
Genen bevatten de blauwdruk (genetische code) voor eiwitten. Deze genen bestaan uit DNA en zijn verdeeld over 23 paar chromosomen, die zich in de celkern van alle cellen van ons lichaam bevinden. De eiwit fabriek (het systeem dat de genetische code vertaald naar eiwitten) bevindt zich buiten de kern in het zogenaamde “celplasma”. Omdat de genen dus fysiek gescheiden zijn van de “eiwit fabriek”, wordt er van de genen waar eiwit van moet worden gemaakt een tijdelijke kopie gemaakt. Dit kan worden vergeleken met een recept uit een kookboek in de bibliotheek (celkern) dat niet mag worden meegenomen. Om het recept toch thuis (celplasma) te kunnen maken, maakt u een kopie van het recept welke u meeneemt naar huis. De kopie van een gen bestaat uit RNA. Het RNA wordt de kern uit getransporteerd naar de eiwit fabriek waar het kan worden omgezet in eiwit.

De genetische code ligt verspreid over een gen in zogenaamde exonen. Tussen de exonen liggen de intronen welke geen eiwit informatie bevatten. Voor het RNA naar de eiwit fabriek kan, moeten deze intronen worden verwijderd en de exonen aan elkaar worden geplakt (zie Figuur 1). Dit gebeurt in de celkern tijdens een proces dat “splicing” heet. Om terug te komen op het recept uit de bibliotheek: De tekst van het recept bevat vele reclameuitingen die uit het artikel kunnen worden geknipt zodat het een overzichtelijk recept wordt, zonder dat de waarde van het recept verloren gaat door deze verwijdering.
Na de splicing ontstaat het RNA (het volledige recept) dat alleen de genetische code bevat (het boodschapper of “messenger” RNA (mRNA)). Dit boodschapper RNA wordt vertaald naar eiwit.

exon skipping uitleg Nederlands
Figuur 1. De genetische code ligt verspreid over exonen die worden onderbroken door intronen. Er wordt eerst een RNA kopie gemaakt van het hele gen, waar vervolgens tijdens de splicing de intronen uit worden verwijderd en de exonen aan elkaar worden gezet.

Bij de vertaling van RNA naar eiwit worden steeds drie RNA bouwstenen vertaald in een eiwit bouwsteen (zie Figuur 2). De vertaling begint altijd met een “start” code met een start eiwit bouwsteen. Deze is hetzelfde voor ieder eiwit. Daarna volgen de codes voor andere eiwit bouwstenen (aminozuren). In het voorbeeld in Figuur 2 zijn dit twee verschillende bouwstenen (de blauwe en de gele), maar er zijn in werkelijkheid meer dan twintig eiwit bouwstenen. Eiwitten zijn opgebouwd uit tientallen tot honderden en soms wel duizenden bouwstenen. Het dystrofine eiwit bestaat bijvoorbeeld uit 3685 bouwstenen.
Aan het einde van het boodschapper RNA zit een stop signaal, dat aangeeft dat het eiwit “af” is. Omdat de bouwstenen verschillende eigenschappen hebben (groot of klein, wel of niet oplosbaar in water, wel of geen electrische lading etc), wordt de eigenschap van een eiwit uiteindelijk bepaald door de hoeveelheid en eigenschappen van de eiwit bouwstenen.


Figuur 2. De vertaling van boodschapper RNA (mRNA) gaat steeds per drie RNA bouwstenen.

Mutaties
Zoals hierboven beschreven bevatten genen de blauwdruk voor eiwit. Wanneer er een fout zit in een gen (een mutatie) heeft dit dus gevolgen voor het eiwit product. Duchenne patiënten kunnen geen dystrofine meer maken omdat hun dystrofine gen gemuteerd is. De drie type mutaties die het meeste voorkomen bij Duchenne patiënten zijn deleties (het verdwijnen van een of meerdere exonen), duplicaties (het vermeerderen van een of meerdere exonen) en “punt mutaties” (kleine foutjes in het DNA).