Kolagen tipa II, alfa 1 (primarni osteoartritis, prirođena spondiloepifizna displazija), znan i kao i kao COL2A1, ljudski gen koji daje upute za proizvodnju pro-alfa1 (II) lanca kolagena tipa II. Gen COL2A1 se nalazi na dugom (q) kraku hromosoma 12 između pozicija 13.11 i 13.2, između baznog para 46,653.017 i 46,684.527.
Aminokiselinska sekvenca Dužina polipeptidnog lanca je 1.487 aminokiselina, a molekulska težina 141.785 Da..
1020304050 MIRLGAPQTLVLLTLLVAAVLRCQGQDVQEAGSCVQDGQRYNDKDVWKPE PCRICVCDTGTVLCDDIICEDVKDCLSPEIPFGECCPICPTDLATASGQP GPKGQKGEPGDIKDIVGPKGPPGPQGPAGEQGPRGDRGDKGEKGAPGPRG RDGEPGTPGNPGPPGPPGPPGPPGLGGNFAAQMAGGFDEKAGGAQLGVMQ GPMGPMGPRGPPGPAGAPGPQGFQGNPGEPGEPGVSGPMGPRGPPGPPGK PGDDGEAGKPGKAGERGPPGPQGARGFPGTPGLPGVKGHRGYPGLDGAKG EAGAPGVKGESGSPGENGSPGPMGPRGLPGERGRTGPAGAAGARGNDGQP GPAGPPGPVGPAGGPGFPGAPGAKGEAGPTGARGPEGAQGPRGEPGTPGS PGPAGASGNPGTDGIPGAKGSAGAPGIAGAPGFPGPRGPPGPQGATGPLG PKGQTGEPGIAGFKGEQGPKGEPGPAGPQGAPGPAGEEGKRGARGEPGGV GPIGPPGERGAPGNRGFPGQDGLAGPKGAPGERGPSGLAGPKGANGDPGR PGEPGLPGARGLTGRPGDAGPQGKVGPSGAPGEDGRPGPPGPQGARGQPG VMGFPGPKGANGEPGKAGEKGLPGAPGLRGLPGKDGETGAAGPPGPAGPA GERGEQGAPGPSGFQGLPGPPGPPGEGGKPGDQGVPGEAGAPGLVGPRGE RGFPGERGSPGAQGLQGPRGLPGTPGTDGPKGASGPAGPPGAQGPPGLQG MPGERGAAGIAGPKGDRGDVGEKGPEGAPGKDGGRGLTGPIGPPGPAGAN GEKGEVGPPGPAGSAGARGAPGERGETGPPGPAGFAGPPGADGQPGAKGE QGEAGQKGDAGAPGPQGPSGAPGPQGPTGVTGPKGARGAQGPPGATGFPG AAGRVGPPGSNGNPGPPGPPGPSGKDGPKGARGDSGPPGRAGEPGLQGPA GPPGEKGEPGDDGPSGAEGPPGPQGLAGQRGIVGLPGQRGERGFPGLPGP SGEPGKQGAPGASGDRGPPGPVGPPGLTGPAGEPGREGSPGADGPPGRDG AAGVKGDRGETGAVGAPGAPGPPGSPGPAGPTGKQGDRGEAGAQGPMGPS GPAGARGIQGPQGPRGDKGEAGEPGERGLKGHRGFTGLQGLPGPPGPSGD QGASGPAGPSGPRGPPGPVGPSGKDGANGIPGPIGPPGPRGRSGETGPAG PPGNPGPPGPPGPPGPGIDMSAFAGLGPREKGPDPLQYMRADQAAGGLRQ HDAEVDATLKSLNNQIESIRSPEGSRKNPARTCRDLKLCHPEWKSGDYWI DPNQGCTLDAMKVFCNMETGETCVYPNPANVPKKNWWSSKSKEKKHIWFG ETINGGFHFSYGDDNLAPNTANVQMTFLRLLSTEGSQNITYHCKNSIAYL DEAAGNLKKALLIQGSNDVEIRAEGNSRFTYTALKDGCTKHTGKWGKTVI EYRSQKTSRLPIIDIAPMDIGGPEQEFGVDIGPVCFL Simboli
C: Cistein D: Asparaginska kiselina E: Glutaminska kiselina F: Fenilalanin G: Glicin H: Histidin I: Izoleucin K: Lizin L: Leucin M: Metionin N: Asparagin P: Prolin Q: Glutamin R: Arginin S: Serin T: Treonin V: Valin W: Triptofan Y: Tirozin
Funkcija
Ovaj gen kodira alfa-1 lanac kolagena tipa II, vlaknasti kolagen koji se nalazi u hrskavici i staklastom tijelu oka. Mutacije u ovom genu povezane su sa ahondrogenezom, hondrodisplazijom, ranim porodičnim osteoartritisom, SED congenita, Langer-Saldinovom ahondrogenezom, Kniestovom displazijom, Sticklerovim sindromom tip I i Strudwickovim tipom spondiloepimetafizne displazije. Osim toga, nedostaci u preradi hondrokalcina, proteina koji veže kalcij i koji je C-propeptid ove molekule kolagena, također su povezani sa [hondrodisplazija|[hondrodisplazijom]]. Za ovaj gen identifikovana su dva transkripta.
Kolagen tipa II, koji daje strukturu i snagu vezivnom tkivu, nalazi se prvenstveno u hrskavicama, tvari sličnoj želeu koja ispunjava očnu jabučicu (staklasto tijelo), unutrašnje uho i središnji dio diskova između kičmenih pršljenova u kičmi (nucleus pulposus). Tri lanca pro-alfa1 (II) uvijaju se zajedno i tvore trolančanu molekulu prokolagena, sličnog užetu. Ove molekule prokolagena u ćeliji moraju biti obrađene enzimima. Nakon što se obrade, napuštaju ćeliju i raspoređuju se u dugačka, tanka vlakna koja se međusobno umrežavaju u prostorima oko ćelija. Ukrštene veze rezultiraju stvaranjem vrlo jakih zrelih vlakana kolagena tipa II.
Vezana stanja Ahondrogeneza tip 2: Za ahondrogenezu, tip 2 odgovorno je nekoliko tipova mutacija u genu COL2A1, Ove mutacije mogu uključivati nedostajuće dijelove gena COL2A1, zamjenu aminokiseline građevnog bloka glicina drugom aminokiselinom ili promjene zbog kojih se izostavljaju važni dijelovi proteina. Sve ove mutacije sprečavaju normalnu proizvodnju zrelog kolagena tipa II, što rezultira ahondrogenezom tipa 2, utičući na tkiva bogata kolagenom tipa II. Torranceov tip platispondilne smrtonosne skeletne displazije: Manje od 10 mutacija u genu COL2A1 identificirano je kod ljudi sa platispondilnom smrtonosnom koštanom displazijom, Torranceovog tipa. Većina ovih mutacija mijenja jedan gradivni blok proteina (aminokiselinu) u lancu . Ove mutacije COL2A1 dovode do proizvodnje abnormalne verzije lanca pro-alfa1 (II) koja se ne može ugraditi u kolagenska vlakna tipa II. Kao rezultat toga, ćelije stvaraju smanjenu količinu kolagena tipa II. Umjesto da stvaraju molekule kolagena, u ćelijama hrskavice (hondrociti)stvaraju se abnormalni pro-alfa1 (II) lanci. Ove promjene ometaju normalan razvoj kostiju, što rezultira abnormalnostima u skeletu, poput kratkih ruku i nogu, malih prsa, spljoštenih pršljenova i kratkih prstiju na rukama i nogama. Hipohondrogeneza: Za hipohondrogenezu odgovorno je nekoliko različitih tipova mutacija u genu COL2A1. Ove mutacije mogu uključivati nedostajuće dijelove gena COL2A1, zamjenu glicinskih, gradivnnih blokova drugom aminokiselinom ili promjene koje izostavljaju važne dijelove proteina. Sve ove promjene ometaju stvaranje zrelih trolančanih molekula kolagena tipa II, što rezultira ovim tipom hipohondrogeneze, utičući na tkiva bogata kolagenom tipa II. Kniestova displazija: Većina mutacija odgovornih za Kniestovu displaziju, uzrokujući abnormalno kratke lance pro-alpha1 (II) kolagena koji se stvaraju u ćeliji. Ovi kratki lanci spajaju se s dužim lancima kolagena normalne dužine. Rezultirajuće abnormalne molekule kolagena tipa II kraće su od normalnih, uzrokujući znakove i simptome Kniestove displazije. Strudwickov tip spondiloepimetafizne displazije: Sve do sada karakterizirane mutacije u genu COL2A1 uzrokuju promjenu aminokiselina u lancu pro-alfa1 (II) kolagena tipa II; Naime, aminokiselina glicin zamjenjuje se drugom aminokiselinom. Zamjena druge aminokiseline glicinom u ovom lancu inhibira stvaranje stabilnih, trolančanih molekula kolagena sličnih užetu. To rezultira spondiloepimetafiznom displazijom Strudwickovog tipa, utičući na tkiva bogata kolagenom tipa II. Urođena spondiloepifizna displazija: Spondiloepimetafizna displazija kongenita može biti uzrokovana nekoliko tipova mutacija u genu COL2A1. Ove mutacije mogu rezultirati nepravilnom zamjenom aminokiseline u lancu pro-alfa1 (II) ili proizvodnjom abnormalno kratkog lanca pro-alfa1 (II). Sve ove promjene ometaju stvaranje zrelih trolančanih molekula kolagena tipa II, što rezultira ovim tipom spondiloepimetafizne urođene displazije, utičući na tkiva bogata kolagenom tipa II. Spondiloperiferna displazija: Mutacije koje uzrokuju spondiloperifernu displaziju dovode do stvaranja abnormalno kratkog lanca pro-alfa1 (II) koji se ne može ugraditi u kolagenska vlakna tipa II. Kao rezultat toga, stvaraju se smanjene količine kolagena tipa II. Umjesto da stvaraju molekule kolagena, u ćelijama hrskavice (hondrociti) nakupljaju se abnormalni pro-alfa1 (II) lanci. Ove promjene ometaju normalan razvoj kostiju, što rezultira spljoštenim pršljenovima, kratkim prstima na rukama i nogama i drugim prstima spondiloperiferne displazije. Sticklerov sindrom: Nekoliko mutacija u genu COL2A1 rezultira proizvodnjom abnormalno kratkog proteina koji se ne može ugraditi u kolageno vlakno tipa II. Većina mutacija u COL2A1 koje uzrokuju Sticklerov sindrom, međutim, imaju signal prevremenog zaustavljanja u jednoj kopiji gena. Zbog toga ćelije proizvode samo polovinu normalne količine lanaca kolagena pro-alfa 1 (II). Ovaj nedostatak dovodi do nedovoljne proizvodnje kolagena tipa II u hrskavici, uzrokujući simptome Sticklerovog sindroma, COL2A1. Ostali poremećaji s povećanim rizikom od varijacija gena COL2A1: Varijacije gena COL2A1 mogu povećati rizik od razvoja osteoartritisa (OA), degenerativne bolesti zglobne hrskavice, kod nekih ljudi. Varijacije ovog gena rezultiraju promjenama aminokiselina u pro-alfa1 (II) lancu kolagena tipa II. Smatra se da ove promjene u kolagenskim vlaknima zglobova imaju ulogu u trošenju zglobne hrskavice, što rezultira znakovima i simptomima osteoartritisa.
Reference
Dopunska literatura
Vanjski linkovi GeneReviews/NCBI/NIH/UW entry on Stickler Syndrome COL2A1 at Genetics Home Reference small deletion defects nucleotide substitutions Definition of COL2A1 GeneCard
Kategorija:Geni na hromosomu 12 Kategorija:Ljudski proteini Kategorija:Proteomika