زالی چشمی و پوستی (OCA) یک اختلال اتوزومی مغلوب ناشی از فقدان کامل یا کمبود بیوسنتز ملانین در ملانوسیتهاست. زالی چشمی و پوستی نوع 1A (OCA1A) شدیدترین نوع بیماری با فقدان کامل تولید ملانین در طول زندگی است، در حالیکه فرمهای خفیفتر OCA1B، OCA2، OCA3، و OCA4 تا حدودی تجمع رنگدانه را در طول زمان نشان میدهند. جهش در ژنهای TYR، OCA2، TYRP1، و SLC45A2 عمدتا مسئول ایجاد بیماری زالی چشمی و پوستی است. بتازگی، دو ژن SLC24A5 و C10orf11 شناسایی شدهاند که بترتیب مسئول ایجاد بیماری زالی نوع OCA6 و OCA7 هستند. همچنین مشخص شده که جایگاهی در منطقهی 4q24 کروموزوم انسانی مسئول بیماری ژنتیکی OCA5 است. در این مقاله ما خواص بالینی و مولکولی ژنهای OCA را خلاصه کردهایم. علاوه بر این، ما به بررسی غربالگری جهشهای پاتولوژیک ژنهای OCA و مکانیسمهای مولکولی پروتئینهای این ژنها در جهش با روش سیلیکون پرداختیم. همچنین ما به بررسی جهشهای TYR (T373K، N371Y، M370T، و P313R)، OCA2 (R305W)، TYRP1 (R326H و R356Q) و پیامدهای ساختاری آنها در سطح مولکولی پرداختیم. مشاهده شد که جهشهای بیماریزای ژنتیکی و اهمیت ساختاری و عملکردی ژنهای OCA به توسعهی طب پزشکی به بیماران مبتلا به زالی کمک خواهد کرد.
1. پس زمینه
زالی گروهی از اختلالات ناشی از کاهش رنگدانهی پلیمری ملانین است. تولید ملانین تا حد زیادی در بدن تنظیم میگردد و در سلولهای اختصاصی مشتق از اکتودرم بنام ملانوسیت رخ میدهد. بطور کلی، ملانوسیتها احتمالا پوستی (مو، پوست) یا خارج پوستی (چشم، حلزون گوش) هستند که از دودمانهای مختلف اکتودرمی منشاء گرفتهاند. واژههای زالی، زالی چشمی و پوستی (OCA)، و زالی چشمی (OA) را میتوان هم به عنوان توصیف فنوتیپی و هم برای ارجاع به سندرمهای خاص استفاده کرد. سر آرکیبالد گارود در ابتدا زالی را به عنوان یک خطای مادرزادی متابولیسمی توصیف کرد، اما امروزه اعتقاد بر این است که زالی یک اختلال ژنتیکی هتروژن است که با جهشهایی در چندین ژن مختلف ایجاد میگردد. مطالعات جمعیتی نشان دهندهی یک ناهمگنی ژنتیکی با شواهدی است که به جایگاههای متعدد اشاره میکنند.
Oculocutaneous albinism (OCA) is an autosomal recessive disorder caused by either complete lack of or a reduction of melanin biosynthesis in the melanocytes. The OCA1A is the most severe type with a complete lack of melanin production throughout life, while the milder forms OCA1B, OCA2, OCA3, and OCA4 show some pigment accumulation over time. Mutations in TYR, OCA2, TYRP1, and SLC45A2 are mainly responsible for causing oculocutaneous albinism. Recently, two new genes SLC24A5 and C10orf11 are identified that are responsible to cause OCA6 and OCA7, respectively. Also a locus has been mapped to the human chromosome 4q24 region which is responsible for genetic cause of OCA5. In this paper, we summarized the clinical and molecular features of OCA genes. Further, we reviewed the screening of pathological mutations of OCA genes and its molecular mechanism of the protein upon mutation by in silico approach. We also reviewed TYR (T373K, N371Y, M370T, and P313R), OCA2 (R305W), TYRP1 (R326H and R356Q) mutations and their structural consequences at molecular level. It is observed that the pathological genetic mutations and their structural and functional significance of OCA genes will aid in development of personalized medicine for albinism patients.
1. Background
Albinism is a group of disorders caused by reduction of polymeric pigment melanin [1]. Melanin production is closely regulated in the body and occurs in specialized ectodermal derived cells called melanocytes. Generally, melanocytes are possibly cutaneous (hair, skin) or extracutaneous (eye, cochlea) which derived from different ectodermal lineages. The terms albinism, oculocutaneous albinism (OCA), and ocular albinism (OA) can be used both as a phenotypic descriptions and as references to specific syndromes. Sir Arcibald Garrod initially states albinism as an inborn error of metabolism [2, 3], but it is now believed to be a heterogeneous genetic disorder caused by mutations in several different genes. Population studies have shown a genetic heterogeneity with evidence pointing to several loci [3].
1. پس زمینه
2. شیوع
3. علائم
4. ژنهای مرتبط با زالی چشمی و پوستی
5. سایر اختلالات جزئی زالی و ژنهای آنها
6. غربالگری محاسباتی جهش بیماریزا و مکانیسمهای مولکولی آنها
7. تلاشهای بالینی برای زالی
8. نتیجهگیری
1. Background
2. Prevalence
3. Symptoms
4. Genes Associated with Oculocutaneous Albinism
5. Other Partial Albinism Disorders and Their Genes
6. Computational Screening of Pathological Mutation and Their Molecular Mechanism
7. Preclinical Attempts for Albinisms
8. Concluding Remarks