El ARNt lisina codificado mitocondrialmente, también conocido como MT-TK, es un ARN de transferencia que en los humanos está codificado por el gen mitocondrial MT-TK . [1]
El gen MT-TK está ubicado en el brazo p del ADN mitocondrial en la posición 12 y abarca 70 pares de bases. [2] La estructura de una molécula de ARNt es una estructura plegada distintiva que contiene tres bucles en forma de horquilla y se asemeja a un trébol de tres hojas . [3]
MT-TK es un pequeño ARN de 70 nucleótidos (posición 8295-8364 del mapa mitocondrial humano) que transfiere el aminoácido lisina a una cadena polipeptídica en crecimiento en el sitio ribosomal de síntesis de proteínas durante la traducción .
Las mutaciones en MT-TK pueden provocar múltiples deficiencias mitocondriales y trastornos asociados.
Las mutaciones en el gen MT-TK están asociadas con la epilepsia mioclónica y la enfermedad de las fibras rojas irregulares ( MERRF ). [4] [5] La epilepsia mioclónica con fibras rojas irregulares (MERRF) es un trastorno que afecta muchas partes del cuerpo, particularmente los músculos y el sistema nervioso . En la mayoría de los casos, los signos y síntomas de este trastorno aparecen durante la infancia o la adolescencia . Las características de MERRF varían ampliamente entre los individuos afectados, incluso entre miembros de la misma familia. Los síntomas comunes incluyen mioclono , miopatía , espasticidad , epilepsia , neuropatía periférica , demencia , ataxia , atrofia y más. [6] La mayoría de las mutaciones en el gen MT-TK que causan la enfermedad fueron sustituciones de un solo nucleótido, como 8344A>G. Se ha descubierto que la mutación 8344A>G desactiva las funciones normales de las mitocondrias . [7] Se ha encontrado una familia de mutaciones 8344A>G y 16182A>C en el gen MT-TK con el síndrome MERRF. Otra familia con el síndrome exhibió mutaciones de 3243A>G y 16428G>A. [8]
El síndrome MELAS también puede ir acompañado de otro trastorno mitocondrial llamado epilepsia mioclónica con fibras rojas irregulares , también conocido como síndrome MERRF . [9] Además de los síntomas del síndrome MELAS, los signos y síntomas adicionales pueden incluir espasmos musculares ( mioclono ), dificultad para coordinar el movimiento ( ataxia ) y células musculares anormales conocidas como fibras rojas irregulares . La combinación de MERRF y MELAS se denomina síndrome de superposición MERRF/MELAS. No se ha determinado cómo las mutaciones alteran la función de producción de energía de las mitocondrias y dan lugar a síntomas de tales síndromes. [7] Se ha descubierto que la sustitución de un solo nucleótido 8356T>C causa el síndrome. [10]
Se ha encontrado una mutación en el gen MT-TK en un pequeño número de personas con diabetes y sordera heredadas de la madre (MIDD). El trastorno se caracteriza por diabetes combinada con pérdida de audición , particularmente de tonos altos. Los síntomas adicionales incluyen debilidad muscular ( miopatía ) y diversos problemas con los ojos, el corazón o los riñones del paciente. Las mutaciones en el gen MT-TK inhiben la liberación de insulina por parte de las mitocondrias . La diabetes se produce cuando las células beta no liberan suficiente insulina para regular eficazmente el azúcar en sangre. Los investigadores no han determinado cómo las mutaciones conducen a la pérdida de audición u otras características de MIDD. [7] Se ha descubierto que la sustitución de un solo nucleótido 8296A>G causa el síndrome. [11]
La mutación 8344A>G en el gen MT-TK también puede provocar el síndrome de Leigh , un trastorno cerebral progresivo. [4] Las manifestaciones clínicas, que incluyen vómitos , convulsiones , retraso en el desarrollo, miopatía y problemas de movimiento, tienen una aparición temprana en la infancia o la primera infancia. Los síntomas adicionales incluyen problemas cardíacos, problemas renales y dificultades respiratorias. La causa de la enfermedad no ha sido identificada. [7]
La mutación 8363G>A en el gen MT-TK también puede causar miocardiopatía hipertrófica , un trastorno caracterizado por el engrosamiento del corazón y pérdida de audición . Los síntomas adicionales pueden incluir miopatía y ataxia . [7] Una familia con abundantes mutaciones 8363G>A de MT-TK en sus muestras de músculo exhibió síntomas de encefalomiopatía , pérdida auditiva neurosensorial y miocardiopatía hipertrófica . [12]
Las mutaciones de MT-TK se han asociado con la deficiencia del complejo IV de la cadena respiratoria mitocondrial , también conocida como deficiencia de citocromo c oxidasa . La deficiencia de citocromo c oxidasa es una afección genética poco común que puede afectar múltiples partes del cuerpo, incluidos los músculos esqueléticos , el corazón , el cerebro o el hígado . Las manifestaciones clínicas comunes incluyen miopatía , hipotonía y encefalomiopatía , acidosis láctica y miocardiopatía hipertrófica . [13] Un paciente con una mutación 8313G>A en el gen MT-TK presentó síntomas de deficiencia acompañados de ptosis bilateral . [14] Otras variantes también incluyen 8328G>A [15] y 8344G>A. [dieciséis]
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