Mutasi Gen Reseptor Androgen

Androgen merupakan hormon yang berperan penting untuk mengendalikan diferensiasi seksual pria dan menjaga perkembangan fungsi reproduktif pria normal. Mekanisme aksi hormon androgen dimediasi melalui protein spesifik, yaitu  reseptor androgen (RA) yang merupakan anggota subfamili hormon steroid dari faktor transkripsi nuklear. Mutasi RA berdampak klinis terhadap serangkaian kelainan kejantanan berupa insensitivitas androgen sederhana sampai sindrom insensitivitas androgen kompleks (SIAK).

Sama seperti reseptor steroid yang lain, RA dicirikan dengan struktur modulator.  Lebih dari 600 mutasi dalam gen RA menghasilkan domain transaktivasi N-terminal (domain RA yang terbesar) dalam sindrom insensitivitas androgen. Namun kurang dari 15 mutasi RA mengarah ke sindrom insensitivitas androgen. Daerah C-terminal terdiri dari domain pengikatan DNA dan domain pengikatan ligan, serta teridentifikasi adanya mutasi yang berkisar antara 20%-60%.  Kompleks ligan-reseptor berinteraksi secara langsung dengan gen targetnya dan meregulasi transkripsinya untuk memediasi efek androgen. Jumlah yang terbesar dari SIAK disebabkan oleh substitusi nukleotida tunggal atau delesi yang menyebabkan penataan ulang kodon terminasi promoter dan/atau kemudian mutasi frameshift yang membentuk signal untuk berhentinya translasi.

 

Kerusakan gen RA mencegah perkembangan normal dari struktur internal dan eksternal tubuh laki-laki berkariotipe 46,XY. Resistensi akhir organ terhadap androgen didesain sebagai insensitivitas androgen. Dalam gen RA, 4 tipe mutasi yang berbeda terdeteksi dalam DNA dari individu penderita sindrom insensitivitas androgen, yaitu :

1.      Mutasi titik tunggal yang menghasilkan substitusi asam amino dan stop kodon prematur.

2.      Insersi atau delesi nukleotida paling sering menyebabkan frameshift dan terminasi prematur.

3.      Delesi gen keseluruhan atau parsial

4.      Mutasi intronik dalam donor splice atau sisi acceptor yang mempengaruhi pemotongan RNA gen RA.

Sekitar 90% kerusakan molekuler dalam gen RA adalah mutasi basa tunggal, terutama mutasi missense. Pada mutasi titik gen RA, terdapat region sekuen DNA repetitif, yaitu berupa trinukleotida berulang untuk CAG dan GGN yang berasosiasi dengan berbagai tipe kelainan, termasuk SIAK. Mutasi insersi jarang terdapat pada gen RA yang berasosiasi dengan kelainan SIAK.

Penelitian terkini dalam kasus SIAK familial merupakan mutasi gen RA berupa insersi basa ganda pada ekson 4. Penggantian nukleotida ini menyebabkan terminasi prematur pada asam amino 788, sehingga menghilangkan semua domain pengikatan hormon pada protein RA. Penemuan ini mengindikasikan bahwa perubahan struktur domain pengikatan ligan disebabkan insersi nukleotida yang menyebabkan ketidakmampuan RA mengikat androgen. Hasil penelitian tersebut menunjukkan adanya kasus baru berupa mutasi insersi nukleotida yang menyebabkan frameshift dalam kasus SIAK familial. Berdasarkan deteksi pada protein RA pasien SIAK dan ibunya menunjukkan bahwa insersi nukleotida ganda yang pada gen RA yang jarang ditemukan sebelumnya, merupakan penyebab terjadinya SIAK pada pasien probandus dalam penelitian tersebut.

Sebagian besar mutasi gen RA berupa insersi yang menghasilkan frameshift, dan beberapa diantaranya menghasilkan insersi residu asam amino. Penelitian sebelumnya menunjukkan mutasi delesi/insersi pada ekson 5. Sebuah delesi dari 7 pasangan basa diganti oleh insersi dari 11 nukleotida yang menyebabkan duplikasi pada ujung sekuen downstream. Mutasi g. 2640_2646 del AGGATGC/ 2652_2662 ins TTCGCCCCTGA menghasilkan frameshift 9 kodon pada downstream yang menyebabkan adanya signal TGA, sehingga terjadi terminasi prematur. Perubahan nukleotida ini menyebabkan mutasi delesi/insersi pertama dari RA yang mungkin muncul melalui mekanisme miss-pairing shipped-strand. Penelitian sebelumnya mengemukakan bahwa insersi dari residu sistein dalam zinc finger pertama dari domain pengikatan DNA dari RA pada pasien SIAK.

Dalam kasus sindrom insensitivitas androgen yang terpaut kromosom X (individu 46, XY), terdapat bermacam-macam mutasi dalam gen RA yang menghasilkan substitusi asam amino dan domain pengikatan ligan atau DNA, atau menghasilkan stop kodon prematur sehingga mencegah perkembangan normal struktur reproduksi laki-laki. 

Referensi

Rong, H.L., Suzuki, N., Imai, A. 2010. A double nucleotide insertion-induced frame-shift mutation of the androgen receptor gene in a familial complete androgen insensitivity syndrome.  European journal of Obstetrics & Gynecology and Reproductive Biology. 148 :53-55.