Gene Fusion Flashcards
Geni Fusi
I geni fusi sono quei geni che si trovano fusi insieme a causa di errori nella duplicazione cellulare: il DNA nella fase di replicazione non viene duplicato in modo integro, ma ci possono essere più (almeno due, per generare delle fusioni) punti di rottura e nel tentativo di riparare la molecola i punti di rottura vengono uniti in maniera errata, ad esempio scambiando le regioni o eliminando una parte di DNA, e si ha l’unione tra sequenze che non appartengono alla stessa regione cromosomica.
Dove può avvenire la gene fusion
può avvenire all’interno dello stesso cromosoma o tra cromosomi diversi: siccome il nostro corredo genomico è duplicato, si avranno fusioni speculari sui due alleli.
Che effetti può avere la gene fusion?
Ciò che viene fuso all’interno del DNA potrebbe non impattare sulla vita cellulare, né a livello regolativo né dal punto di vista dell’espressione, perché non viene mai espresso o perché fa parte di zone intergeniche la cui funzione è ridondante: sarà una mutazione che non esprime alcun senso; la si potrebbe vedere durante uno studio di sequenziamento, ma decidere di non studiarla perché comunque non produce effetti. Se invece la fusione accade all’interno di un gene che viene espresso, potrebbe impattare sulla vita cellulare in qualche misura. A volte il risultato della fusione, anche se visibile, può essere comunque non così significativo dal punto di vista della vita cellulare. In una fusione nella maggior parte dei casi i geni che si fondono sono due, raramente tre.
Gene fusion: fusioni che mantengono una zona promotrice
Normalmente si vedeno come risultato dell’espressione fusioni che mantengono una zona promotrice.
Si parlerà dunque di ’primo gene’ come di quello vicino alla parte promotrice e di ’secondo gene’ ossia quello in coda. Il secondo gene si vede normalmente come coda del primo gene: nelle fusioni più comuni, si vede la parte a 5’ del primo gene fusa con la parte a 3’ del secondo gene.
Gene fusion: fusioni di due parti iniziali (5’)
Si possono verificare, ma sono più rare.
In questi casi, il promotore che guiderà la trascrizione non è noto, queste informazioni devono essere ricavate dal sequenziamento e dall’allineamento.
Gene fusion: RNA
Molto più interessante rilevare mutazioni a livello RNA.
Si può verificare una loss of function (la proteina perde le sue funzioni: non si ripiega correttamente, perde domini funzionali perché assenti già a livello della catena di DNA). La fusione può provocare uno shift nel frame della proteina del secondo gene, che altera la sequenza di triplette e quindi di amminoacidi. In questo caso si ha una fusione frame-shifted: porta una proteina non nota, che si deve valutare caso per caso. [Le proteine vengono create tramite lo scorrimento in tripletta dell’mRNA a partire dallo start codon. Il frame indica quindi la finestra di tre basi.] Può accadere che la fusione sia tale per cui le triplette non codifichino più per gli stessi amminoacidi; questo generalmente accade per il secondo gene, perché se la regione promotrice del primo gene è conservata anche il codone di inizio e il frame saranno conservati. Se quindi il punto di rottura del secondo gene non è in corrispondenza della fine di un frame (in un punto multiplo di tre rispetto al codone di start), la sequenza di triplette sul secondo gene è alterata e si avranno amminoacidi diversi rispetto a quelli originariamente codificati da quel tratto di DNA sul secondo gene. Si hanno quindi due livelli di alterazione proteica:
• Fusione in frame: i punti di rottura sul primo e sul secondo gene avvengono per triplette (in un multiplo di 3 a partire dal codone di inizio), per cui non si ha un’alterazione nelle due sequenze di amminoacidi, ma soltanto una loro fusione (due pezzi di sequenze note che però non dovrebbero essere collegate).
• Fusione frame-shifted: la seconda parte della proteina è una sequenza amminoacidica alterata e ignota.
Gene Fusion: detection and post-processing
- Reconstruction of the fusion sequence (if not provided by fusion detection tool)
- Characterization of the portions of genes involved in the fusion (e.g. closer to promoter region or closer to 3’ region)
- Prioritization of the fusion detection tool result: analyze fusion that have higher probability of specific features (e.g. oncogenicity)
