Gen PNKP
Gen PNKP nằm trên nhiễm sắc thể 19, cung cấp hướng dẫn tạo ra enzyme polynucleotide kinase-phosphatase (PNKP).
Chức năng chính
Enzyme polynucleotide kinase-phosphatase tham gia hoạt động sửa chữa các đoạn ADN hư hỏng nhờ khả năng phosphoryl hóa đầu 5' và khử phosphate đầu 3' của axit nucleic. Khi ADN đứt gãy trên một mạch (đứt chuỗi đơn) hoặc cả hai mạch (đứt chuỗi kép), enzyme polynucleotide kinase-phosphatase sẽ sửa đổi các đầu đứt và giúp chúng nối lại với nhau. Do đó, cấu trúc ADN và thông tin di truyền được duy trì ổn định cũng như không bị mất mát do các tác nhân gây hại.
Đột biến gây bệnh
Thất điều với mất vận động nhãn cầu
Ít nhất 9 đột biến gen PNKP gây ra chứng thất điều với mất vận động nhãn cầu loại 4. Dấu hiệu đầu tiên và phổ biến nhất là khả năng phối hợp và giữ thăng bằng kém. Bên cạnh đó, người bệnh cũng khó chuyển động nhãn cầu từ hướng này sang hướng kia để mở rộng tầm nhìn.
Đột biến gen PNKP thay đổi axit amin đơn, nên enzyme polynucleotide kinase-phosphatase không ổn định và phân hủy nhanh trong tế bào. Cơ thể thiếu enzyme polynucleotide kinase-phosphatase khiến quá trình sửa chữa gặp gián đoạn, từ đó cấu trúc ADN bị thay đổi. Người ta cho rằng khi trẻ vừa sinh ra, tổn thương ADN chuỗi đơn tăng lên theo quá trình phát triển của não. Những tổn thương này không được sửa chữa sớm sẽ tích lũy và phá hủy tế bào thần kinh trong não, dẫn đến các vấn đề vận động của chứng thất điều với mất vận động nhãn cầu loại 4.
Xem thêm Thất điều với mất vận động nhãn cầuBệnh đầu nhỏ, co giật và chậm phát triển
Ít nhất 6 đột biến gen PNKP gây ra tật đầu nhỏ, co giật và chậm phát triển (MCSZ). Tốc độ phát triển não bộ của bệnh nhân trước khi sinh thường chậm dẫn đến kích thước đầu nhỏ bất thường, co giật tái phát và chậm phát triển các kỹ năng nói, vận động. Một số bệnh nhân có tế bào thần kinh vùng tiểu não thoái hóa nên có thể khó phối hợp cử động nhưng tỉ lệ xuất hiện triệu chứng này hiếm.
Đột biến gen PNKP tạo ra phiên bản protein bất thường, dẫn đến enzyme polynucleotide kinase-phosphatase không ổn định và phân hủy nhanh trong tế bào, quá trình sửa chữa ADN hư hỏng bị cản trở. Người ta cho rằng hoạt động sửa chữa các mạch đôi đứt gãy suy giảm gây ra tật đầu nhỏ, co giật và chậm phát triển, cơ chế này khác với thất điều với mất vận động nhãn cầu loại 4 do quá trình sửa sai trên mạch đơn gián đoạn. Tổn thương ADN quá mức trước khi sinh có thể khiến tiền thân của tế bào thần kinh chết sớm, từ đó chức năng não suy giảm rồi dẫn đến tật đầu nhỏ. Hiện nay, người ta vẫn chưa rõ tại sao đột biến trên cùng một gen, thậm chí cùng một loại đột biến có thể gây ra những ảnh hưởng khác nhau đến quá trình sửa chữa ADN, từ đó gây ra chứng thất điều với mất vận động nhãn cầu loại 4 hoặc tật đầu nhỏ, co giật và chậm phát triển.
Các tên gọi khác
- AOA4
- bifunctional polynucleotide phosphatase/kinase
- DNA 5'-kinase/3'-phosphatase
- EIEE10
- Homo sapiens polynucleotide kinase 3'-phosphatase (PNKP)
- MCSZ
- PNK
Tài liệu tham khảo
- Genetic Testing Information. PNKP polynucleotide kinase 3'-phosphatase [Homo sapiens (human)]. Retrieved September 14, 2023 from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/11284/
- Catalog of Genes and Diseases from OMIM. POLYNUCLEOTIDE KINASE 3-PRIME PHOSPHATASE; PNKP. Retrieved September 14, 2023 from https://omim.org/entry/605610
- National Library of Medicine. PNKP gene. Retrieved September 14, 2023 from https://medlineplus.gov/genetics/gene/pnkp/