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Studies on pathogenetic and molecular phenotype characterization due to DNA mutations

Estudios de patogenicidad y caracterización del fenotipo molecular provocado por mutaciones en el ADN mitocondrial humano
Rev Neurol 1998 , 26(Suplemento 1), 36–43; https://doi.org/10.33588/rn.26S1.98036
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Abstract

Mitochondrial DNA evolves and accumulates mutations more rapidly than nuclear DNA. These nucleotide variation may produce neutral polymorphisms or affect to functional conserved positions being very deleterious. On the other hand the relation between the type of mutation (genotype) and the observed clinical symptoms (phenotype) is nowadays practically unknown. Therefore it is very important to demonstrate clearly that the new described mutations are pathogenic and understanding the molecular mechanisms responsible for the energetic metabolism dysfunction produced by these mutations at cellular level. In the last years several procedures have been developed, including in situ hybridization, single-fiber PCR and the use of patient myoblast, fibroblast and lymphoblast cell culture lines. Specially relevant is the cybrid technology that allow repopulate a cell line depleted of mtDNA with mitochondria obtained from patient fibroblasts, producing transmitochondrial cell lines. The use of these methodology in the last few years has been very important to understand the pathogenic mechanism of some of the classical mutations associated to mitochondrial pathology

Resumen
Resumen. El ADN mitocondrial acumula mutaciones a una velocidad considerablemente mayor que el ADN nuclear. Dichas mutaciones pueden ser polimorfismos asintomáticos o afectar a posiciones funcionalmente importantes provocando una patología más o menos agresiva. Por otro lado, aunque la localización de las distintas mutaciones asociadas a las citopatías mitocondriales permite efectuar un diagnóstico molecular de la enfermedad, la relación que existe entre el tipo de mutación y el fenotipo que provoca es hoy en día una incógnita. Es, por tanto, de gran importancia demostrar la patogenicidad de las nuevas mutaciones que se encuentran asociadas a una determinada enfermedad mitocondrial y comprender el mecanismo molecular por el que dichas mutaciones provocan una alteración en el metabolismo energético de la célula. En los últimos años se han puesto a punto una serie de técnicas que permiten realizar dichos estudios, entre las que se incluyen la hibridación in situ, la amplificación de fragmentos específicos de ADN mediante PCR a partir de fibras musculares aisladas y la obtención de líneas celulares. De especial relevancia ha sido el desarrollo de protocolos que permiten transferir las mitocondrias del paciente a una línea celular carente de ADN mitocondrial y generar cíbridos transmitocondriales. La utilización de esta metodología en los últimos años está permitiendo conocer el mecanismo patogénico de algunas de las mutaciones clásicas que provocan citopatías mitocondriales
Keywords
Cybrids
Mitochondrial DNA
Pathogenic mutations
Single fiber PCR
Palabras Clave
ADN mitocondrial
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