mtDNAmutaatiot

mtDNA-mutaatiot ovat mitokondrioiden DNA:n mutaatioita. Ihmisen mtDNA on ympyränmuotoinen molekyyli, jonka pituus on noin 16 569 emästä. Se koodaa 37 geeniä: 13 proteiinia oksidatiivisen fosforylaation komplekseille, 22 siirtäjä-RNA:ta ja 2 ribosomaalista RNA:ta. Koska mitokondrioilla on oma perimä ja suurin osa energiantuotannosta tapahtuu soluissa, mtDNA-mutaatiot voivat aiheuttaa monenlaisia kliinisiä ilmentymiä. Mutaatiot voivat olla periytyviä äidiltä tai syntyä somatisesti.

Tyypilliset mtDNA-mutaation tyypit ovat pistemutaatioita, deleetiota, duplicaatioita ja insertioita. Koska soluissa on sekä normaalia että mutatoitunutta mtDNA:ta, esiintyy heteroplasmiaa. Oireet riippuvat mutaation määrästä ja kudoksen energiankulutuksesta; kynnysvaikutuksella tarkoitetaan sitä, että kliiniset oireet syntyvät vasta kun mutaation osuus ylittää tietyn rajan tietyissä kudoksissa.

Periytyminen on pääosin äidiltä: mtDNA siirtyy munasolujen kautta, ja ohuemman vaiheen aikana tapahtuvaa vaihtelua kuvaillaan bottleneck-efektinä, mikä johtaa perijöillä eri mutaatioprosentteja. Sairaudet voivat vaikuttaa lihaksiin, aivoihin, silmiin ja sydämeen sekä muihin energiaa vaativiin kudoksiin. Tunnettuja esimerkkejä ovat MELAS-oireyhtymä (m.3243A>G MT-TL1), LHON (m.11778G>A MT-ND4) ja MERFF (m.8344A>G MT-TK).

Diagnoosi perustuu mtDNA-sekvensointiin, usein next-generation sequencing (NGS). Deleetioiden sekä suurten mtDNA-rakenteen muutosten havaitsemiseksi käytetään long-range PCR:ää. Heteroplasmiaa voidaan kvantifioida syväsekvenoinnilla tai digitaalisella PCR:llä. Diagnoosin tukena voivat olla lihasbiopsian tutkimus sekä suvullisen periytymisen kartoitus.