Der Massensequenzierung des Exoms, die als kosteneffizienteste Strategie bei der genetischen Diagnose mendelscher monogenetischer Erkrankungen gilt, weist eine durch ihr eigenes Design bedingte Einschränkung auf: Die Sequenzierung der intronischen Regionen wird dabei nicht berücksichtigt. Die Massensequenzierung des gesamten Genoms ist zwar bereits möglich, doch sind die bioinformatischen Technologien und der wissenschaftliche Kenntnisstand, die zur Verarbeitung der mit dieser Technik gewonnenen Informationen erforderlich sind, noch nicht ausgereift genug, um sie in der täglichen klinischen Praxis einzusetzen. Deshalb müssen wir uns der Möglichkeit bewusst sein, dass manche Erkrankungen durch tiefliegende intronische Varianten erklärt werden können, die bei der Exomsequenzierung nicht erkannt werden.
Dies ist insbesondere bei rezessiven Erkrankungen von Bedeutung und muss berücksichtigt werden, wenn in einem Fall, dessen Phänotyp stark auf die Erkrankung hindeutet, eine pathogene Variante in einem Allel, nicht jedoch im anderen Allel festgestellt wird, da die Möglichkeit einer zusammengesetzten Heterozygotie besteht.
Spleißen.
Der Mechanismus, durch den intronische Varianten Auswirkungen auf den Phänotyp haben, hängt in erster Linie mit dem Spleißprozess zusammen.
Das Vorhandensein von Introns im Genom ist ein für eukaryotische Zellen charakteristisches biologisches Phänomen, dessen wichtigster evolutionärer Vorteil in der Fähigkeit besteht, verschiedene Kombinationen von Exons auszuwählen, was die Vielfalt der Genexpression erhöht. Der Prozess, durch den aus einer Prä-RNA-Sequenz – einer exakten Kopie der DNA – eine intronfreie mRNA-Sequenz entsteht, wird als Spleißung bezeichnet. Der für diese Funktion zuständige Ribonukleoprotein-Komplex wird als Spliceosom.
Es gibt im Wesentlichen zwei: das große Spleißosom und das kleine Spleißosom. Es handelt sich um einen Mechanismus, der durch zahlreiche Faktoren moduliert wird, darunter Aktivatoren (Enhancers) und Silencer. Die Wirkung dieser Modulatoren führt zu einem Phänomen, das als alternatives Spleißen, sodass ein und dasselbe Gen je nach den Umständen zu unterschiedlichen Proteinprodukten führen kann. Aktuellen Schätzungen zufolge betreffen etwa 15–50 % der krankheitsverursachenden monogenen Punktmutationen das Spleißen der Vor-RNA, wobei die meisten von ihnen die Spleißstellen (Splice Junctions) betreffen.
Pathogene Mechanismen von Intronmutationen.
- Einbeziehung von Pseudo-Exons.
- Konkurrenz zu den natürlichen Spleißstellen.
- Störung von Elementen der Transkriptionsregulation.
- Inaktivierung nicht-kodierender RNAs.
- Chromosomenumlagerungen.
In der Fachliteratur beschriebene Erkrankungen mit pathogenen Intron-Mutationen.
