BIOM30002 Lecture Notes - Lecture 14: Exon Skipping, Dystrophin, Alternative Splicing
12 Jun 2018
School
Department
Course
Professor
L14 Molecular basis of MD
Summary: Duchenne muscular dystrophy (DMD)
- Most common human MD
- Caused by out-of-frame mutation in dystrophin gene on Xp21
1. Most commonly large deletions
2. Less commonly duplication or point mutation
3. In-frame mutation cause Becker MD (BMD) (milder phenocopy)
- Second largest gene and protein product known to man
- Dystrophin is vital for structural integrity of skeletal muscle fibres
- Dystrophin loss causes a progressive “dystrophic” process in muscle fibres, which leads to
weakness
- MLPA: diagnosis
- Alternative splicing > exon skipping > frame shift
Dystrophin gene (DMD)
- Chromosome Xp21 (X: Female)
- Second largest gene known
1. 79 exons
2. Large intronic regions
3. Large: susceptible to mutation
4. 1/3 of mutation congenital/de novo
- Different transcripts occur in different tissues due to alternative splicing
- Mutation in dystrophin > DMD/BMD
1. DMD: Duchenne muscular dystrophy
2. BMD: Becker muscular dystrophy (miler phenocopy of DMD)
3. Also other dystrophinopathies:
X-linked cardiomyopathy
X-linked cramps-myalgia syndrome
Isolated quadriceps myopathy
- Long isoforms: skeletal/cardiac/smooth muscle, brain
- Short isoforms: CNS, retina, kidney, 140 kDa
- Predominant isoform: skeletal and cardiac muscle – 427 kDa, 3685 AA, called dystrophin
Dp427
- Utrophin has similar structure to dystrophin – try to treat MD by upregulate utrophin
- 4 domains: the end bits are important (not spectrin-like repeats)
1. N-terminal “actin-binding” domain
2. Middle “rod” domain of spectrin-like repeats, various length in diff isoforms
3. Cysteine-rich domain
4. C-terminal domain: allow assembly of DAPC
- DMD: premature STOP codon non-functional protein
- BMD: important bits conserved milder phenocopies, in-frame deletion and duplication
Document Summary
Caused (cid:271)(cid:455) out-of-f(cid:396)a(cid:373)e (cid:373)utatio(cid:374) i(cid:374) d(cid:455)st(cid:396)ophi(cid:374) ge(cid:374)e o(cid:374) xp(cid:1006)(cid:1005) (cid:1005). I(cid:374)-f(cid:396)a(cid:373)e (cid:373)utatio(cid:374) (cid:272)ause be(cid:272)ke(cid:396) md (cid:894)bmd(cid:895) (cid:894)(cid:373)ilde(cid:396) phe(cid:374)o(cid:272)op(cid:455)(cid:895) E(cid:272)o(cid:374)d la(cid:396)gest ge(cid:374)e a(cid:374)d p(cid:396)otei(cid:374) p(cid:396)odu(cid:272)t k(cid:374)o(cid:449)(cid:374) to (cid:373)a(cid:374) D(cid:455)st(cid:396)ophi(cid:374) is (cid:448)ital fo(cid:396) st(cid:396)u(cid:272)tu(cid:396)al i(cid:374)teg(cid:396)it(cid:455) of skeletal (cid:373)us(cid:272)le fi(cid:271)(cid:396)es. D(cid:455)st(cid:396)ophi(cid:374) loss (cid:272)auses a p(cid:396)og(cid:396)essi(cid:448)e (cid:862)d(cid:455)st(cid:396)ophi(cid:272)(cid:863) p(cid:396)o(cid:272)ess i(cid:374) (cid:373)us(cid:272)le fi(cid:271)(cid:396)es, (cid:449)hi(cid:272)h leads to (cid:449)eak(cid:374)ess. Alte(cid:396)(cid:374)ati(cid:448)e spli(cid:272)i(cid:374)g > e(cid:454)o(cid:374) skippi(cid:374)g > f(cid:396)a(cid:373)e shift. E(cid:272)o(cid:374)d la(cid:396)gest ge(cid:374)e k(cid:374)o(cid:449)(cid:374) (cid:1005). (cid:1011)(cid:1013) e(cid:454)o(cid:374)s (cid:1006). La(cid:396)ge: sus(cid:272)epti(cid:271)le to (cid:373)utatio(cid:374) (cid:1008). (cid:1005)/(cid:1007) of (cid:373)utatio(cid:374) (cid:272)o(cid:374)ge(cid:374)ital/de (cid:374)o(cid:448)o. Diffe(cid:396)e(cid:374)t t(cid:396)a(cid:374)s(cid:272)(cid:396)ipts o(cid:272)(cid:272)u(cid:396) i(cid:374) diffe(cid:396)e(cid:374)t tissues due to alte(cid:396)(cid:374)ati(cid:448)e spli(cid:272)i(cid:374)g. Bmd: be(cid:272)ke(cid:396) (cid:373)us(cid:272)ula(cid:396) d(cid:455)st(cid:396)oph(cid:455) (cid:894)(cid:373)ile(cid:396) phe(cid:374)o(cid:272)op(cid:455) of dmd(cid:895) (cid:1007). P(cid:396)edo(cid:373)i(cid:374)a(cid:374)t isofo(cid:396)(cid:373): skeletal a(cid:374)d (cid:272)a(cid:396)dia(cid:272) (cid:373)us(cid:272)le (cid:1008)(cid:1006)(cid:1011) kda, (cid:1007)(cid:1010)(cid:1012)(cid:1009) aa, (cid:272)alled d(cid:455)st(cid:396)ophi(cid:374) Ut(cid:396)ophi(cid:374) has si(cid:373)ila(cid:396) st(cid:396)u(cid:272)tu(cid:396)e to d(cid:455)st(cid:396)ophi(cid:374) t(cid:396)(cid:455) to t(cid:396)eat md (cid:271)(cid:455) up(cid:396)egulate ut(cid:396)ophi(cid:374) (cid:1008) do(cid:373)ai(cid:374)s: the e(cid:374)d (cid:271)its a(cid:396)e i(cid:373)po(cid:396)ta(cid:374)t (cid:894)(cid:374)ot spe(cid:272)t(cid:396)i(cid:374)-like (cid:396)epeats(cid:895) (cid:1005). Middle (cid:862)(cid:396)od(cid:863) do(cid:373)ai(cid:374) of spe(cid:272)t(cid:396)i(cid:374)-like (cid:396)epeats, (cid:448)a(cid:396)ious le(cid:374)gth i(cid:374) diff isofo(cid:396)(cid:373)s (cid:1007). Dmd: p(cid:396)e(cid:373)atu(cid:396)e top (cid:272)odo(cid:374) (cid:374)o(cid:374)-fu(cid:374)(cid:272)tio(cid:374)al p(cid:396)otei(cid:374) Bmd: i(cid:373)po(cid:396)ta(cid:374)t (cid:271)its (cid:272)o(cid:374)se(cid:396)(cid:448)ed (cid:373)ilde(cid:396) phe(cid:374)o(cid:272)opies, i(cid:374)-f(cid:396)a(cid:373)e deletio(cid:374) a(cid:374)d dupli(cid:272)atio(cid:374)
