Amelogenina
Amelogenina to termin odnoszący się do grupy blisko spokrewnionych białek, które odgrywają kluczową rolę w amelogenezie, czyli procesie tworzenia szkliwa zębów. Białka te są rodzajem białek macierzy pozakomórkowej, które, w połączeniu z ameloblastyną, enameliną i tufteliną, mineralizują szkliwo, tworząc złożoną macierz zbudowaną z pryzmatów oraz szkliwa międzypryzmatycznego i białka. Choć dokładna funkcja amelogenin w regulacji procesu mineralizacji szkliwa nie jest w pełni poznana, wiadomo, że podczas amelogenezy występują w dużych ilościach. Szkliwo rozwijające się u ludzi zawiera około 30% białka, z czego 90% to właśnie amelogeniny.
Funkcje
Amelogeniny są uważane za istotne w organizacji pryzmatów szkliwa podczas jego rozwoju. Ostatnie badania sugerują, że te białka regulują zarówno inicjację, jak i wzrost kryształów hydroksyapatytów w procesie mineralizacji szkliwa. Dodatkowo, amelogeniny odgrywają rolę w rozwoju cementu, kierując cementoblasty do powierzchni korzenia zęba.
Warianty
Gen amelogeniny jest jednym z najlepiej zbadanych genów u ludzi. Posiada on jedną kopię zlokalizowaną na chromosomie X oraz na chromosomie Y – odpowiednio w regionach Xp22.1-Xp22.3 i Yp11.2. Położenie genu amelogeniny na chromosomach płci wpływa na zmienność genu pomiędzy chromosomem X (AMELX) a chromosomem Y (AMELY), jak również pomiędzy allelami AMELY w różnych populacjach. To zjawisko wynika z faktu, że gen AMELY znajduje się w regionie chromosomu Y, który nie podlega rekombinacji, co skutkuje jego izolacją od naturalnych zmienności genetycznych. Inne źródła zmienności amelogeniny pochodzą z różnych izoform białka AMELX, które są wynikiem alternatywnego splicingu transkryptów mRNA. Rola tych izoform nie została jeszcze dokładnie zbadana. Amelogenina jest dobrze zachowana wśród ssaków łożyskowych i ma swoich homologów w stekowcach, gadach oraz płazach.
Zastosowanie w identyfikacji płci
Różnice w wariantach genu amelogeniny (AMELX i AMELY) pomiędzy chromosomem X a Y umożliwiają wykorzystanie tego genu do identyfikacji płci w próbkach ludzkich o nieznanym pochodzeniu. Intron 1 genu AMELX zawiera delecję 6 par zasad w porównaniu do intronu 1 genu AMELY. Ta delecja może być wykryta za pomocą łańcuchowej reakcji polimerazy w intronie 1 oraz elektroforezy żelowej uzyskanego produktu. Dwa prążki DNA – jeden o długości 106 pz i drugi o długości 112 pz – wskazują na dwa warianty genu AMELX i AMELY (próbka pochodzi od mężczyzny), natomiast pojedynczy prążek o długości 106 pz wskazuje na obecność wyłącznie wariantu genu AMELX (próbka pochodzi od kobiety).
Jednak z uwagi na zmienność osobniczą oraz populacyjną genu AMELY, ta metoda identyfikacji płci nie gwarantuje 100% dokładności. Mutacje w obrębie intronu 1 genu AMELY, który jest zazwyczaj używany jako miejsce przyłączania primera, mogą uniemożliwić amplifikację w reakcji łańcuchowej polimerazy. Delecja 6 par zasad w intronie 1 genu AMELY sprawia, że amplikon ma taką samą długość jak amplikon genu AMELX. U niektórych mężczyzn gen AMELY może ulec całkowitej delecji. W obu przypadkach elektroforeza żelowa może dać jeden prążek, co prowadzi do błędnej identyfikacji materiału jako próbki pochodzącej od kobiety. Odsetek błędów w identyfikacji płci różni się w zależności od populacji, ale ogólnie jest niewielki. Badania przeprowadzone w Hiszpanii potwierdziły płeć 1224 osób znanej płci z dokładnością 99,84% (1222/1224). W innych badaniach w Indiach, mimo wykrycia pięciu mężczyzn z delecją w genie AMELY wśród 270 badanych mężczyzn (1,85%), wyodrębniono tę grupę, którą nazwano „mężczyznami z delecją amelogeniny” (ang. deleted-amelogenin males). W dyskusji autorzy sugerują, że test identyfikacji płci przy użyciu genu amelogeniny jest zazwyczaj wystarczający, a inne markery chromosomu Y (takie jak SRY, STR, 50f2) mogą być używane w bardziej niejednoznacznych przypadkach.
Znaczenie kliniczne
Mutacje w genie AMELX mogą prowadzić do amelogenesis imperfecta, czyli zaburzeń w rozwoju szkliwa zębów.
