Actinin Alpha 3 (ACTN3)

Under min förra kurs, “Medicinsk genetik”, fick vi i uppgift att skriva om en gen och vilka sjukdomar de kan ge upphov till. Detta skulle sedan publiceras på svenska Wikipedia eftersom universiteten ska dela med sig av sin kunskap till allmänheten. Jag fick genen ACTN3 att skriva om, men den ger ingen sjukdom om den är muterad! Jag tänkte dela med mig av texten här i bloggen eftersom dagen efter jag publicerade den på Wikipedia togs den bort eftersom den ansågs vara för svårbegriplig om man inte är så kunnig i biologi, genetik eller medicin. Och jag planerar inte att ändra texten så att den kan läggas upp, haha! Det har jag inte tid med. Men, som sagt, jag kan visa den här på bloggen istället. 🙂


Actinin Alpha 3 (ACTN3)

Genen Actinin Alpha 3 (ACTN3) ligger på position 66,546,841-66,563,329 (q13.2) på kromosom 11. ACTN3 kan hittas på forward strand. Genen har 21 exon och 3 transkript1 samt 60 ortologer och 16 paraloger.2 ACTN3 kodar för proteinet α-aktinin 3 som utgör en komponent i de Z-strimmor som finns i typ II skelettmuskulatur. Z-strimman binder samman myofibrillära aktinfilament. Proteinet α-aktinin 3 korsbinder aktinet vilket ger en explosiv muskelkontraktion.1,3

En vanlig variant, kallad rs1815739 eller R577X, i genen orsakas av ett basparutbyte som ger upphov till ett stoppkodon. Denna allel gör att, istället för att inkorporera aminosyran arginin på position 577 i proteinet, så avslutas translationen och proteinet blir förkortat och icke-funktionellt.4,5 SNPn rs1815739 har två alleler, C och T, varav den ena ger upphov till att den fungerande genen kan producera ett protein och den andra allelen ger upphov till det för tidiga stoppkodonet.6 I Europa bär 57 % på allelen C och 43 % på allelen T.6 Mutationen ger genvarianten R577X.4,7 Icke-funktionellt ACTN3 av denna anledning ger dock inte upphov till sjukdom och ungefär 18 % av världens befolkning bär på denna genvariant.1 Avsaknad av α-aktinin 3 brukar backas upp av det homologa proteinet α-aktinin 2. Actinin Alpha 2 (ACTN2), genen som kodar för proteinet α-aktinin 2, uttrycks i alla muskelceller och kan därför kompensera för den förlorade funktionen av α-aktinin 3 i typ II skelettmuskelceller.4

Genen ACTN3 och varianten R577X har visat sig vara intressanta att undersöka vid studier om elitidrottare och den allmänna befolkningen. Men även idrottsintresserade personer som utövar någon slags löpning utanför elittävlingar har visat intresse för att testa om de bär på genen R577X allelen. ACTN3 kodar för proteinet α-aktinin 3 som gör att muskler kontraherar explosivt och snabbt, vilket är till fördel för sprintlöpare, medan R577X, som är den icke-funktionella genvarianten, kan vara till fördel för att klara av lopp som kräver mer uthållighet än hastighet, t.ex. maratonlopp.7

För att ta reda på om en individ bär på genen eller på R577X allelen av ACTN3, kan exempelvis ett salivprov tas.4 Från salivprovet kan DNA extraheras för genotypning på ett laboratorium. För att bestämma om en gensekvens som innehåller R577X allelen kan man amplifiera gensekvensen med Polymerase Chain Reaction (PCR).4 Vid en PCR värms dubbelsträngat DNA upp så att det denaturerar och blir till enkelsträngat DNA som enzymet polymeras sedan bygger på med hjälp av korrekt designade primers. Denna process upprepas ett antal cykler tills man får den mängd kopior man behöver. Produkten man får ut av en PCR kan sedan analyseras genom att sekvensera det baspar som ger upphov till R577X allelen och bestämma genotypen med hjälp av kapillärelektrofores.4

En annan analysmetod är att färga in PCR-produkten med fluoroforer och sedan hybridisera den till ett låg-densitet DNA microarray baserad på allel-specifika probes.4 Sedan scannas denna DNA microarray och den ljusintensitet som emitteras från fluoroforerna tolkas av ett mjukvaruprogram i en dator.4 Programmet konverterar ljusintensiteten till genotyperna av varje variant.4

Referenser

1 http://genome.ucsc.edu/cgi-bin/hgGene?hgg_gene=uc021qlz.4&hgg_prot=ENST00000513398.1&hgg_chrom=chr11&hgg_start=66546840&hgg_end=66563329&hgg_type=knownGene&db=hg38&hgsid=576825023_svQ0qXBASNdaCL0A1yTHiIbsDRrt University of California Santa Cruz Genome Browser, information senast uppdaterad 16.03.28, information hämtad 17.01.24

2 http://www.ensembl.org/Homo_sapiens/Gene/Summary?db=core;g=ENSG00000248746;r=11:66546395-66563329 Ensembl, “Gene: ACTN3”, information senast uppdaterad december 2016, information hämtad 17.01.24

3 http://omim.org/entry/102574 Online Mendelian Inheritance in Man® (OMIM®), ” ACTININ, ALPHA-3; ACTN3”, information senast uppdaterad 0.8.05.13, information hämtad 17.01.24

4 C. Fiuza-Luces et. al., ”Are ‘Endurance’ Alleles ‘Survival’ Alleles? Insights from the ACTN3 R577X Polymorphism”, 2011. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3048287/ Information hämtad 17.01.26

5 http://snpedia.com/index.php/Rs1815739 SNPedia, information senast uppdaterad 17.01.16, information hämtad 17.02.04

6 http://www.ensembl.org/Homo_sapiens/Gene/Variation_Gene/Table?db=core;g=ENSG00000248746;r=11:66546395-66563329 Ensembl, “Gene: ACTN3 – Variant Table”, information senast uppdaterad december 2016, information hämtad 17.02.02

7 N. Yang, D.G. MacArthur, et. al., ”ACTN3 Genotype Is Associated with Human Elite Athletic Performance”, 2003. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1180686/ Information hämtad 17.01.26

Advertisements

4 thoughts on “Actinin Alpha 3 (ACTN3)

  1. Tyckte inte den var så svårbegriplig. Dock är mina biologikunskaper ganska rostiga så jag fick fundera ett tag. Förstår däremot varför den kan anses vara för svår. Tycker inte att den inte platsar i Wikipedia, utan snarare att den kanske inte behöver vara den inledande texten. Har aldrig märkt att Wikipedia varit snål med krångliga termer. Bra skriven text!

    Liked by 1 person

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s