Gen COG4 nằm trên nhiễm sắc thể 16, cung cấp hướng dẫn tạo ra một protein được gọi là thành phần của phức hợp oligomeric Golgi 4 (Component of Oligomeric Golgi complex 4 - COG4). COG4 thuộc nhóm phức hợp protein bảo tồn oligomeric Golgi (Conserved Oligomeric Golgi - COG). Phức hợp này rất quan trọng để duy trì chức năng bình thường trong bộ máy Golgi, trong đó protein vừa mới hình thành được điều chỉnh để có thể thực hiện nhiệm vụ. Một ví dụ về quá trình biến đổi protein xảy ra trong bộ máy Golgi là quá trình glycosyl hóa, qua đó các phân tử đường (oligosaccharide) được gắn vào protein và chất béo. Glycosyl hóa biến đổi protein để chúng có thể thực hiện nhiều chức năng hơn.
Chức năng chính
Phức hợp COG nắm vai trò thiết yếu trong quá trình vận chuyển ngược dòng, qua đó protein được vận chuyển từ bộ máy Golgi đến một cấu trúc tế bào khác được gọi là lưới nội chất. Trong số nhiều chức năng, lưới nội chất có thể gấp lại và điều chỉnh các protein mới hình thành để chúng có hình dạng 3 chiều chính xác. Con đường vận chuyển này được gọi là ngược dòng vì nó đi ngược lại quy trình thông thường cho các protein mới được sản xuất. Protein mới trải qua quy trình xử lý ban đầu trong lưới nội chất sau đó di chuyển đến bộ máy Golgi để chỉnh sửa thêm trước khi được giải phóng khỏi tế bào. Cần có đường vận chuyển ngược dòng để gửi các protein không cần thiết đến lưới nội chất cho mục đích tái chế và định vị lại những protein bị đặt sai vị trí trong tế bào.
Để vận chuyển ngược dòng, trước tiên protein phải được kết hợp vào các cấu trúc giống như túi để gắn vào màng bộ máy Golgi. Phức hợp COG kiểm soát gắn kết các túi với màng Golgi để chuẩn bị cho quá trình vận chuyển. Khi protein được kết hợp, túi sẽ tách ra rồi mang protein đến lưới nội chất.
Đột biến gây bệnh
Hội chứng Saul-Wilson
Ít nhất hai đột biến gen COG4 gây ra hội chứng Saul-Wilson, người bệnh có tầm vóc thấp và các bất thường về xương. Đột biến thay đổi các nucleotide trong gen COG4. Thay đổi hai nucleotide dẫn đến hai thay đổi giống nhau trong protein COG4. Axit amin glycine được chuyển thành arginine tại vị trí 516 trong protein (Gly516Arg hoặc G516R).
Thay đổi axit amin trong protein COG4 biến đổi cấu trúc của nó, nhưng protein bất thường vẫn có thể tham gia phức hợp COG. Khi protein COG4 bất thường được kết hợp vào phức hợp COG, quá trình vận chuyển protein ngược dòng giữa bộ máy Golgi và lưới nội chất được tăng lên. Bởi vì các đột biến gen COG4 tăng cường chức năng của phức hợp COG, do đó chúng được mô tả là "tăng chức năng". Người ta vẫn chưa rõ bằng cách nào mà gia tăng vận chuyển ngược dòng lại có thể cản trở sự phát triển của xương và dẫn đến các biểu hiện của hội chứng Saul-Wilson.
Xem thêm Hội chứng Saul-WilsonCác vấn đề khác
Các đột biến gen COG4 cũng gây ra bệnh COG4-rối loạn glycosyl hóa bẩm sinh (COG4-Congenital Disorder of Glycosylation - COG4-CDG). Biểu hiện thường bao gồm chậm phát triển, thiểu năng trí tuệ, co giật và đầu nhỏ bất thường (tật đầu nhỏ). Các đột biến gen COG4 làm giảm lượng protein COG4 hoặc loại bỏ hoàn toàn, do đó chúng có khả năng làm suy yếu quá trình hình thành phức hợp COG và vai trò của COG trong cơ chế duy trì chức năng bình thường của bộ máy Golgi. Bộ máy Golgi bị rối loạn chức năng dẫn đến quá trình glycosyl hóa protein bất thường, từ đó nhiều hệ thống cơ thể bị ảnh hưởng rồi cuối cùng các dấu hiệu và triệu chứng của COG4-CDG khởi phát.
Các tên gọi khác
- COD1
- COD1, S. CEREVISIAE, HOMOLOG OF
- COG4 gene
Tài liệu tham khảo
- Genetic Testing Information. COG4 component of oligomeric golgi complex 4 [ Homo sapiens (human) ]. Retrieved March 12, 2022 from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/25839
- Catalog of Genes and Diseases from OMIM. COMPONENT OF OLIGOMERIC GOLGI COMPLEX 4; COG4. Retrieved March 12, 2022 from https://omim.org/entry/606976
- National Library of Medicine. COG4 gene. Retrieved March 12, 2022 from https://medlineplus.gov/genetics/gene/cog4/