Studium dopadu varianty MT-ATP6 (NC_012920.1): m.8851T>C (p.Trp109Arg) na komplexy systému oxidační fosforylace

Abstract

Mitochondria are semi-autonomous organelles that play a crucial role in almost all aspects of cellular biology. They contain their own genetic material in the form of circular mitochondrial DNA, which in humans encodes 37 genes, including 13 subunits of the oxidative phosphorylation (OXPHOS) system complexes, 22 transfer RNAs (tRNAs), and 2 ribosomal RNAs (rRNAs). Complex V of the OXPHOS system, also known as ATP synthase, is the enzyme responsible for the synthesis of the majority of cellular ATP through oxidative phosphorylation. Given its central role in energy metabolism, ATP synthase dysfunction is frequently associated with severe metabolic disorders. Primary disorders of complex V can be caused by mutations in genes for structural subunits or assembly factors in nuclear or mitochondrial DNA. The aim of this bachelor thesis was to investigate the impact of the m.8851T>C (p.Trp109Arg) variant in the MT-ATP6 gene in mitochondrial DNA, which encodes subunit a of ATP synthase. Fibroblast cell lines derived from two patients carrying the m.8851T>C variant and two healthy controls were cultured and analyzed. Subsequently, the steady-state levels of selected OXPHOS subunits were assessed in both patient and control samples. No reduction was observed in the levels of complex V subunits in patient...

Mitochondrie jsou semiautonomní organely, které hrají klíčovou roli téměř ve všech oblastech buněčné biologie. Obsahují vlastní genetickou informaci ve formě kruhovité mitochondriální DNA, která u člověka kóduje 37 genů, z toho 13 podjednotek komplexů systému oxidační fosforylace (OXPHOS), 22 transferových RNA (tRNA) a 2 ribosomální RNA (rRNA). Komplex V systému OXPHOS, známý jako ATPsynthasa, je enzym zodpovědný za syntézu většiny buněčného ATP. Vzhledem k zásadní roli ATPsynthasy při syntéze buněčného ATP, jsou její poruchy často spjaty s vážnými metabolickými onemocněními. Primární poruchy komplexu V mohou být způsobené mutací v genech pro strukturní podjednotky nebo asemblační faktory v jaderné nebo mitochondriální DNA. Cílem této bakalářské práce bylo popsat dopad varianty m.8851T>C (p.Trp109Arg) v genu MT-ATP6 v mitochondriální DNA, který kóduje podjednotku a ATPsynthasy. V rámci práce byly kultivovány fibroblasty od dvou pacientů s touto variantou a fibroblasty od dvou zdravých kontrol. Následně byla stanovena hladina vybraných podjednotek komplexů systému OXPHOS obou pacientů a obou kontrol. U pacientů nebyla pozorována snížená hladina podjednotek komplexu V, naopak u některých podjednotek komplexů elektrontransportního řetězce bylo pozorováno zvýšení jejich hladiny, pravděpodobně jako...