Ген COL1A1

Ген COL1A1 (Collagen Type I Alpha 1 Chain) кодирует одну из двух основных цепей коллагена I типа - самого распространённого белка в организме человека,

       играющего ключевую роль в формировании соединительной ткани.

1.  Основные характеристики

       Локализация гена:

• Хромосома 17q21.33.

       Структура:

• Состоит из 51 экзона, охватывает около 18 тыс. пар нуклеотидов.

       Белок:

• Продуцирует α1-цепь коллагена I типа (белок из ~1464 аминокислот).

       Функция:

• Формирование тройной спирали коллагена (2 цепи α1 + 1 цепь α2, кодируемая геном *COL1A2*).

2.  Функция белка

       Коллаген I типа - основной структурный компонент:

• Кости (90% органического матрикса),
• Кожа (80% дермы),
• Сухожилия, роговица, зубы, сосуды.

Роль:

• Обеспечивает механическую прочность тканей.
• Участвует в клеточной адгезии и дифференцировке.
• Влияет на заживление ран.

3.  Регуляция экспрессии

• Зависит от факторов роста (TGF-β, BMP),
• Витамина D,
• Гормонов (например, глюкокортикоидов),
• Механических нагрузок (например, в костях).

4.  Мутации и связанные заболевания

       Нарушения в *COL1A1* приводят к патологиям, чаще всего — остеогенез имперфекта (OI, "болезнь хрустальных костей") и синдром Элерса-Данлоса (классический тип).

       Основные типы мутаций:

       Миссенс-мутации:

• Замена глицина (Gly) в тройной спирали → нарушение сборки коллагена.

       Нонсенс-мутации:

• Преждевременный стоп-кодон → деградация мРНК (NMD-механизм).

       Сплайсинговые мутации:

• Нарушение обработки пре-мРНК.

       Делеции/дупликации:

• Редки, но возможны.

       Клинические проявления:

       OI:

• Хрупкость костей, деформации скелета, голубые склеры, потеря слуха.

       Синдром Элерса-Данлоса:

• Гиперподвижность суставов, ранимая кожа, аневризмы.

5.  Диагностика и исследования

       Генетический анализ:

• Секвенирование экзонов COL1A1 (NGS, Sanger).

       Биохимические тесты:

• Анализ коллагена из фибробластов кожи.

       Мышиные модели:

• Нокаут гена приводит к летальности из-за разрыва сосудов.

6. Интересные факты

• COL1A1 - один из самых изученных генов коллагена.
• Мутации могут вызывать как тяжёлые формы OI (летальные перинатально), так и лёгкие формы (диагностируемые у взрослых).
• В косметологии коллаген I типа используется для антивозрастных процедур.

Заключение

Ген COL1A1 критически важен для структурной целостности тканей.

Его мутации приводят к системным заболеваниям, а изучение открывает пути для терапий (например, использование бисфосфонатов при OI).