Кратко и по сути — как интронная мутация может привести к нарушению экспрессии гена и наследственному заболеванию: мутация в интроне изменяет сплайсинг, регуляцию транскрипции, структуру хроматина или продукцию некодирующих РНК → образуется аномальная мРНК или снижается/изменяется белок → клеточная дисфункция → фенотип заболевания (в наследственном варианте мутация присутствует в половых клетках или зародышевой линии).
Возможные молекулярные сценарии (кратко, с механизмом и примером):
1) Нарушение канонических сайтов сплайсинга
- Механизм: мутация вблизи концов интрона/экзона ( $5^{\prime }$ донор или $3^{\prime }$ акцептор) ослабляет распознавание сплайсосомой → пропуск экзона (exon skipping) или удержание интрона (intron retention).
- Последствие: смещение рамки считывания или появление стоп-кодона → дефектный белок или деградация транскрипта (NMD).
- Пример: некоторые варианты при бета-талассемии — изменение сайтов сплайсинга.
2) Активация криптических сайтов / появление псевдоэкзонов
- Механизм: точечная мутация внутри интрона создаёт новый сильный сайт сплайсинга → включение фрагмента интрона как псевдоэкзона.
- Последствие: вводят PTC или меняют структуру белка → NMD или нефункциональный белок.
- Пример: глубокие интронные варианты в ABCA4 (Stargardt) или в CFTR приводят к включению псевдоэкзонов.
3) Повреждение ветвной точки или полипиримидинового тракта
- Механизм: изменение аденозина ветвной точки или полипиримидинового участка мешает образованию лариата → неэффективный сплайсинг соседнего экзона.
- Последствие: пропуск/удержание экзона → потеря функции.
- Общий эффект: типичен для многих редких генетических нарушений.
4) Изменение интронных регуляторных элементов сплайсинга (ISE/ISS)
- Механизм: мутация нарушает сайты связывания SR-белков или hnRNP → сдвиг баланса альтернативного сплайсинга.
- Последствие: изменение соотношения изоформ (функциональные/нефункциональные).
- Пример: спинальная мышечная атрофия (SMN2) — регулирование зависит от интронных/экзонных элементов сплайсинга, модификация этих элементов меняет включение экзона $7$.
5) Нарушение интронных энхансеров/сайленсеров транскрипции
- Механизм: интрон содержит сайты связывания транскрипционных факторов или энхансеры; мутация снижает/усиливает транскрипцию гена.
- Последствие: уменьшение (гаплоинсуффициеция) или избыточная экспрессия белка.
- Пример: варианты в интроне RET и других генах, влияющие на уровень транскрипции и риск заболеваний.
6) Интронные повторы/расширения (эпигенетическое подавление)
- Механизм: расширение повторов в интроне (напр., GAA) вызывает образование гетерохроматина, снижение транскрипции.
- Последствие: выраженная потеря экспрессии гена.
- Пример: Фридрейхова атаксия — GAA-расширение в интроне $1$ генa FXN.
7) Введение альтернативных сигналов полиаденилирования или промоторов внутри интрона
- Механизм: мутация создаёт сигналы полиА или новый промотор внутри интрона → формируются укороченные транскрипты/альтернативные инициации.
- Последствие: траuncированный белок или снижение полнофункционального продукта.
8) Нарушение биогенеза интрон-ассоциированных некодирующих РНК
- Механизм: интрон кодирует miRNA, snoRNA или регулирующую lncRNA; мутация мешает их образованию/функции.
- Последствие: вторичные эффекты на регуляцию других генов → патологический фенотип.
9) Структурные изменения, вставки/делеции в интроне
- Механизм: крупные инсерции/делеции в интроне нарушают нормальную организацию генома, сплайсинг или создают новые слияния.
- Последствие: потеря функции или получение патогенного белка.
Как итог: даже "безвредные" интронные замены могут иметь значимый эффект через сплайсинг, регуляцию транскрипции, эпигенетику или некодирующие РНК. Для доказательства патогенности обычно нужны: анализ РНК (RNA‑seq / RT‑PCR), минígen‑ассай или функциональные эксперименты, а также семейный анализ наследования.