Post on 02-Jun-2018
transcript
8/10/2019 Thalasemia Hemoglobinopati Review Article
1/14
REVIEW ARTICLE
T h a l a s s e m i c
H e m o g l o b i n o p a t h i e s
MARTIN H .
STEINBERG,
MD,
a n d
JUNIUS
G .
ADAMS,
PhD
H e m o g l o b i n o p a t h i e s a r e d u e t o
c h a n g e s
i n
t h e n o r m a l
a m i n o
a c i d
s e q u e n c e
o f
g l o b i n .
T h a l a s s e m i a s
r e s u l t
f r o m i m b a l a n c e
i n
t h e
n o r m a l
c o o r d i n a t e d
s y n t h e s i s
o f
t h e
g l o b i n
s u b u n i t s t h a t
make
u p
t h e
h e m o g l o b i n
t e t -
r a m e x
I t i s now
a p p a r e n t
t h a t a
s i n g l e
g l o b i n
g e n e
c a n
h a v e
c o d i n g
r e g i o n
m u t a t i o n s
w h i c h
s i m u l t a n e o u s l y
p r o d u c e
a
s t r u c t u r a l d e f e c t
( h e m o g l o b i n o p a t h y )
a n d
a
b i o s y n t h e t i c
d e f e c t
( t h a l a s s e m i a ) .
I t i s
l i k e l y
t h a t two
d i s t i n c t m u t a t i o n s w i t h i n t h e
s a m e
g e n e
c a n o c c u r a n d
THE GENES t h a t
s p e c i f y
t h e
s t r u c t u r e a n d d i r e c t t h e
s y n t h e s i s
o f
g l o b i n
h a v e
b e e n
a s s i g n e d
t o
s p e c i f i c
c h r o m o s o m a l
r e g i o n s , 2 m a p p e d
b y
r e s t r i c t i o n e n -
d o n u c l e a s e
a n a l y s i s , 3 - 6
a n d
c o m p l e t e l y
s e q u e n c e d . ' -
T h e
a
a n d
a - l i k e e m b r y o n i c
C
g e n e s
a r e l o c a t e d
o n
t h e
s h o r t
arm
o f
C h r o m o s o m e
1 6 1
a s
s h o w n
i n F i g u r e
l a .
T h e
a - g l o b i n g e n e s a r e
d u p l i c a t e d ,
a s
a r e m o s t
g l o b i n
g e n e s . 3 T h e
s h o r t
arm o f
Chromosome
1 1
c o n t a i n s
t h e
P - l i k e
g l o bi n g e n e c l u s t e r 2
t h a t
i n c l u d e s
t h e
e m -
b r y o n i c
E - g e n e , t h e
p a i r e d
y - g l o b i n g e n e s
a n d
a d u l t
6 -
a n d
P - g l o b i n
g e n e s
( F i g u r e l b ) .
S e v e r a l v a r i e t i e s o f
t h a l a s s e m i a
i n v o l v e
d e l e t i o n o f
g l o b i n g e n e s
o r
o f
p o r t i o n s
o f
t h e s e
g e n e s .
T h e
e x t e n t o f d e l e t i o n i n
t h e s e
v a r i e t i e s
o f
t h a l a s s e m i a i s
i l l u s t r a t e d
b e n e a t h
e a c h
g e n e c l u s t e r .
A
m o r e
d e t a i l e d p i c t u r e
o f
t h e
s t r u c t u r e
o f
a g l o b i n
g e n e
i s
s h o w n
i n
F i g u r e
2 ,
a l o n g w i t h t h e
p r o c e s s
o f
g e n e
t r a n s c r i p t i o n ,
mRNA
p r o c e s s i n g , a n d mRNA
t r a n s l a t i o n .
Of
s p e c i a l n o t e f o r t h i s
r e v i e w i s t h e
p r o c e s s o f RNA
s p l i c i n g w h e r e i n t h e
i n t e r v e n i n g
s e q u e n c e s ( i n t r o n s ) a r e
c l e a n l y
e x c i s e d
f r o m
p r e c u r s o r
mRNA
a n d
t h e c o d i n g s e g m e n t s
( e x o n s )
a r e
l i g a t e d
t o
f o r m
a
c o n t i n u o u s
s t r e t c h
o f
mRNA t h a t
c o d e s
f o r
g l o b i n . T h i s
p r o c e s s
i s
c o m p l e x ,
n o t
y e t f u l l y
u n d e r -
s t o o d ,
a n d
may t a k e
p l a c e
b y
m o r e
t h a n o n e
m e c h -
a n i s m .
1 4 - 1 6
I t i s
g e n e r a l l y b e l i e v e d
t h a t
s p e c i f i c
n u c l e o -
t i d e
s e q u e n c e s
a r e
r e q u i r e d
a t
t h e
5
e x o n - i n t r o n
( d o n o r ) j u n c t i o n
a n d
a t
t h e
3
i n t r o n - e x o n
( a c c e p t o r )
F r o m t h e V e t e r a n s A d m i n i s t r a t i o n M e d i c a l
C e n t e r a n d
D e p a r t m e n t
o f
M e d i c i n e , U n i v e r s i t y o f
M i s s i s s i p p i
S c h o o l
o f M e d i c i n e ,
J a c k s o n , M i s s i s s i p p i
p r o d u c e a
h e m o g l o b i n o p a t h y
w i t h f e a t u r e s o f
t h a l a s s e -
m i a . I n t h i s
r e v i e w
t he a u t h o r s d i s c u s s s u c h
d i s o r d e r s
a n d
i n c l u d e t h e
Hb
L e p o r e a n d
C o n s t a n t
S p r i n g
v a r i -
a n t s , h y p e r - u n s t a b l e
g l o b i n s ,
m u t a t i o n s
w h i c h
c r e a t e
a l t e r n a t i v e s i t e s
f o r mRNA
s p l i c i n g ,
a n d amino
a c i d
s u b s t i t u t i o n s
l i k e l y
t o b e a s s o c i a t e d w i t h a n
a d d i t i o n a l
t h a l a s s e m i a l e s i o n
w i t h i n
t h e same
g e n e . (Am J P at h o l
1 9 8 3 , 1 1 3 : 3 9 6 - 4 0 9 )
j u n c t i o n
f o r s p l i c i n g
t o
c l e a n l y
a n d
f a i t h f u l l y
t a k e
p l a c e .
I
H e m o g l o b i n o p a t h i e s
a r e d i s o r d e r s o f t h e
p r i m a r y
s t r u c t u r e
o f g l o b i n
a n d
a r e
m o s t
o f t e n
d u e
t o
t h e
s u b s t i t u t i o n o f a
s i n g l e a m i n o a c i d . 1 8
T h e
b i o s y n -
t h e s i s o f
s t r u c t u r a l
v a r i a n t s
i s
g e n e r a l l y
n o r m a l
e x c e p t
f o r
h e m o g l o b i n o p a t h i e s
c a u s e d
b y
6 ( 3 - f u s i o n
g e n e s
( L e p o r e
h e m o g l o b i n s ) 1 8 9
o r
b y
m u t a t i o n s i n
t h e
a - g l o b i n c h a i n
t e r m i n a t i o n c o d o n
( C o n s t a n t
S p r i n g
h e m o g l o b i n s ) . ' 1 8 9
I n
d i s t i n c t i o n ,
t h e
t h a l a s s e m i a s
r e s u l t
f r o m
d i s r u p t i o n
o f
t h e u s u a l c o o r d i n a t e d
s y n -
t h e s i s
o f t h e
g l o b i n c h a i n s t h a t
c o m p r i s e
t e t r a m e r i c
h e m o g l o b i n . ' 9 W i t h
t h e
a b o v e e x c e p t i o n s ,
t h e p r i -
mary
s t r u c t u r e o f
g l o b i n
i n
t h a l as s e m i a w a s c o n -
s i d e r e d t o b e
n o r m a l , 2 0
t h e
c l i n i c a l m a n i f e s t a t i o n s o f
t h e
d i s e a s e
a
r e s u l t
o f
s u b o p t i m a l
s y n t h e s i s
o f t h e
i n -
v o l v e d
g l o b i n c h a i n .
T h e t h a l a s s e m i a
p h e n o t y p e i n c l u d e s
c o m b i n a t i o n s
a n d
v a r y i n g
d e g r e e s
o f
h y p o c h r o m i a a n d
m i c r o c y -
t o s i s , a n e m i a ,
r e t i c u l o c y t o s i s , s p l e n o m e g a l y ,
a n d
e r y t h r o i d b o n e marrow
h y p e r p l a s i a .
T h e m o s t
p r e v -
a l e n t
a n d
c l i n i c a l l y i m p o r t a n t t h a l a s s e m i a s
a r e
t h e
a -
S u p p o r t e d
b y
R e s e a r c h
F u n d s
o f
t h e
V e t e r a n s
A d m i n i s -
t r a t i o n
a n d t h e
M i s s i s s i p p i
A f f i l i a t e
o f t h e
A m e r i c a n
H e a r t
A s s o c i a t i o n .
A d d r e s s
r e p r i n t
r e q u e s t s
t o
M a r t i n
H .
S t e i n b e r g ,
MD
( 1 5 1 ) ,
VA
M e d i c a l
C e n t e r ,
J a c k s o n ,
MS
3 9 2 1 6 .
3 9 6
8/10/2019 Thalasemia Hemoglobinopati Review Article
2/14
8/10/2019 Thalasemia Hemoglobinopati Review Article
3/14
398 STEINBERG
AND
ADAMS
D N A
a .
5 1
t
T r a n s c r i p t i o n
Nm RNA
P r o c e s s i n g
CAP
A A A A . . .
mRNA
CAP
F
A A A A . . .
T r a n s l a t i o n
T
G l o b i n
- U n t r a n s l a t e d
- T r o n s l a t e d
n t r o n s
F i g u r e 2a-The n u c l e o t i d e sequ e nce s t h a t s p e c i f y t h e s t r u c t u r e o f
g l o b i n
ar e
e n c o d e d
i n
d i s c o n t i n u o u s
b l o c k s
o f
DNA
c a l l e d
exons.
T h e
t h r e e
g l o b i n
e xo n s a re
i n t e r r u p t e d b y t w o i n t e r v e n i n g
sequences,
or
i n t r o n s ;
5 ' a n d 3 ' t o t h e c o d i n g
sequ e nce s
a re u n t r an s l at e d p o r t i o ns
o f
DNA.
T h e
5 s eq uenc e s c o n t a i n s p e c i f i c s i g n a l s w h i c h
i n
p a r t
d e t e r -
m i n e
t h e
f r e q u e n c y a n d f i d e l i t y
o f
t r a n s c r i p t i o n a l e v e n t s
a n d h a v e
b e e n
t e r m e d
p r o m o t e r s . b-In a n e n z y m a t i c a l l y
g o v e r n e d p r o -
c es s
t h e e n t i r e
gen e
i s t r a n s c r i b e d
i n t o
a l a r g e
n u c l e a r
RNA
copy,
w h i c h c o n t a i n s u n t r a n s l a t e d sequ e nce s a n d i n t r o n s . c-This
l a r g e
RNA i s
p r o c e s s e d t o y i e l d a s m a l l e r mRNA, w h i c h ca n b e t r a n s -
p o r t e d t o
t h e
c y t o p l as m . D u r i n g p r o c e s s i n g
t h e i n t r o n s
a re c l e a n l y
e x c i s e d a n d
t h e e xo n s l i g a t e d
i n a
p r oc e s s c a l l e d s p l i c i n g .
A
s p e c i a l
ca p
n u c l e o t i d e i s
a d d e d ,
a n d
a
p o l y ( A ) t a i l a t t a c h e d ,
w h i c h
p r o m o t e s
t h e t r a n s l a t i o n a l e f f i c i e n c y a n d s t a b i l i t y o f mRNA.
T h e
a b o v e
e v e n t s
a re a l l i n t r a n u c l e a r .
d-mRNA
i s t r a n s l a t e d i n t o
g l o b i n
on t h e
p o l y r i b o s o m e s
o f t h e
c e l l
c y t o p l a s m .
T h i s i n v o l v e s
t h e i n t e r p l a y
o f
a
number
o f
i n i t i a t i o n a n d e l o n g a t i o n f a c t o r s a n d t r a n s f e r
RNAs
t h a t
convey
t h e
s p e c i f i e d
amino a c i d
t o t h e g r o w i n g
g l o bi n p o l y p ep t i de .
T h e
c o m p l e t e d a a n d
P - c h a i n s ,
w h i c h a re
m ade
on
s e p a r a t e
r i b o -
s o m e s ,
a re
r e l e a s e d ,
heme
groups
i n s e r t e d ,
a n d
t e t r a m e r i c
h e m o -
g l o b i n f o r m e d .
l e m 4 5
a n d Hb
A r l i n g t o n P a r k , 4 6
t he s u g g e s t i o n
t h a t
a - g l o b i n genes
may b e
d u p l i c a t e d , 4 7 a n d t h e
d e m o n -
s t r a t i o n
o f
a - c h a i n l o c u s d u p l i c a t i o n b y
t h e
presence
o f
HbG
B u d a ,
HbJ
P e s t , a n d
HbA i n a
s i n g l e i n d i v i d -
u a l . 4 8 From
our
c u r r e n t , very
c o m p l e t e ,
u n d e r s t a n d -
i n g
o f
t h e
l o c a t i o n ,
o r g a n i z a t i o n , a n d
n u c l e o t i d e
sequences
o f
t h e
g l o b i n
genes a n d
w i t h
our
e x p a n d i n g
k n o w l e d g e o f t h e m o l e c u l a r
l e s i o n s
o f t h a l a s s e m i a , i t
ca n b e
p r e d i c t e d
t h a t m u t a t i o n s
c a u s i n g b o t h a
h e m o -
g l o b i n o p a t h y
a n d
t h a l a s s e m i a
m i g h t
b e
p r e s e n t
w i t h -
i n
t h e
same gene.
T h e r e i s now a
g r e a t d e a l o f e v i -
d e n c e t h a t m u t a t i o n s
i n t h e p r o t e i n
c o d i n g
p o r t i o n
o f
t h e
gene
may
p r o d u c e t h e
t h a l a s s e m i a
p h e n o t y p e .
T h e
m e c h a n i s m s a p p e a r v a r i e d .
I n
a d d i t i o n , o t h e r
v a r i a n t
g l o b i n s a p p e a r t o b e a s s o c i a t e d w i t h a
s e p a -
r a t e
t h a l a s s e m i a
p r o d u c i n g m u t a t i o n on t h e same
c h r o m o s o m e .
T h u s
t h e d i s t i n c t i o n
b e t w e e n h e m o g l o -
b i n o p a t h i e s
a n d
t h a l a s s e m i a b e c o m e s u n c l e a r
a n d
t h e
p a r t i c u l a r
c l i n i c a l
s y n d r o m e d e t e r m i n e d
b y
t h e t y p e
a n d
p l a c e
o f
t h e c o d i n g r e g i o n m u t a t i o n .
I n
t h i s
r e v i e w ,
we
w i l l
d i s c u s s
t h a l as s e m i a p h e -
n o t y p e s
a s s o c i a t e d
w i t h
a l t e r a t i o n s
o f
t h e
p r i m a r y
s t r u c t u r e
o f
g l o b i n .
T h e s e
a l t e r a t i o n s
may
b e
t h e
p r i m a r y c a u s e o f t h a l a s s e m i a o r b e i n c i d e n t a l t o
a n
a s s o c i a t e d
t h a l a s s e m i a
l e s i o n .
We i n c l u d e i n o u r
d i s c u s s i o n
t h e
L e p o r e a n d
C o n s t a n t
S p r i n g - l i k e
d e -
f e c t s , h y p e r - u n s t a b l e g l o b i n s , c o d i n g
r e g i o n
d e f e c t s
c r e a t i n g a l t e r n a t i v e
s i t e s
f o r
mRNA
s p l i c i n g
w i t h
a s s o c i a t e d
a m i n o
a c i d
s u b s t i t u t i o n s , s i l e n t c o d i n g
r e g i o n m u t a t i o n s c r e a t i n g
a l t e r n a t i v e
s p l i c e
s i t e s ,
a n d
a m i n o
a c i d
s u b s t i t u t i o n s
w h i c h a r e
l i k e l y
t o
b e
a s -
s o c i a t e d w i t h a n a d d i t i o n a l t h a l a s s e m i a m u t a t i o n
o n
t h e
s a m e c h r o m o s o m e .
T h e L e p o r e a n d
C o n s t a n t
S p r i n g - l i k e H e m o g l o b i n s
T h e s e
P - l i k e
a n d
a - g l o b i n
v a r i a n t s a r e
c o n s i d e r e d
t o g e t h e r
b e c a u s e
b o t h h a v e
e x t e n s i v e
d i f f e r e n c e s
b e -
t w e e n t h e
s t r u c t u r e
o f
t h e
v a r i a n t
a n d n o r m a l
g l o b i n s .
T h e s e
d i f f e r e n c e s
a r e
c a u s e d
i n
t h e
c a s e
o f L e p o r e
h e m o g l o b i n s b y
n o n h o m o l o g o u s
c r o s s i n g
o v e r
b e -
t w e e n
6 a n d
P
g e n e s
a n d
i n t h e
C o n s t a n t
S p r i n g
mu-
t a n t s
b y
t e r m i n a t i o n
c o d o n m u t a t i o n a n d
e l o n g a t e d
a - g l o b i n
c h a i n s . T h e s e v a r i a n t s
h a v e b e e n
r e c o g n i z e d
a s
b e i n g a s s o c i a t e d
w i t h t h e
t h a l a s s e m i a
p h e n o t y p e
f o r a
n u m b e r
o f
y e a r s ,
h a v e
b e e n t h e
s u b j e c t
o f
c o n -
s i d e r a b l e
s t u d y ,
a n d w i l l
n o t b e
c o v e r e d
i n
d e t a i l .
T h e L e p o r e h e m o g l o b i n s ,
t h e f i r s t s t r u c t u r a l
v a r i -
a n t s
t o b e a s s o c i a t e d
w i t h
t h e
t h a l a s s e m i a
p h e n o t y p e , 4 9
c o n s i s t o f
3
known d i f f e r e n t 6 ( 3 - f u s i o n
c h a i n s , 5 0 - 5 3
a l t h o u g h
a d d i t i o n a l
e x a m p l e s
a r e
p o s s i b l e ( T a b l e 1 ) .
T h e
c r o s s i n g
o v e r
e v e n t d e l e t e s
t h e
n o r m a l
P - g l o b i n
g e n e f r o m t h e
c h r o m o s o m e
c o n t a i n i n g
t h e f u s i o n
g e n e . 5 ' 5 4
T h i s ,
i n
a d d i t i o n t o t h e
r e d u c e d
s y n t h e s i s
o f
L e p o r e g l o b i n , l e a d s i n
h e t e r o z y g o t e s ,
t o
h e m a t o l o g i c
f e a t u r e s
o f
P - t h a l a s s e m i a
t r a i t . 1 9 I t i s n o t c l e a r
w h a t
u n d e r l i e s
t h e r e d u c e d
s y n t h e s i s
o f
L e p o r e h e m o g l o -
b i n s , w h i c h ,
i n
s o m e
r e s p e c t s ,
r e s e m b l e s t h e
s y n t h e s i s
o f
t h e n o r m a l H b A 2 . 5 5 5 9 S i n c e t h e a m i n o t e r m i n a l
p o r t i o n
o f
L e p o r e
g l o b i n
i s
d e r i v e d
f r o m
t h e
6 - g l o b i n
g e n e
w h i c h
i s
i n h e r e n t l y
a
p o o r l y e x p r e s s e d
g e n e
when
c o m p a r e d w i t h t h e
P - c h a i n
g e n e , f r o m
w h i c h
i t
a r o s e ,
i t
i s
p o s s i b l e
t h a t
t h e 6 - c h a i n a n d
L e p o r e
h e m o -
g l o b i n
g e n e s
b o t h
c o n t a i n t h e
s a m e
c h a n g e s
w h i c h
i m p a i r t h e
e f f i c i e n c y
o f t r a n s c r i p t i o n . T h e
CCAAT
b o x
o f t h e
6 - g l o b i n g e n e ,
a
r e g i o n
w h i c h
a f f e c t s t h e
f r e q u e n c y
o f
t r a n s c r i p t i o n a l e v e n t s ,
c o n t a i n s a
s i n g l e
n u c l e o t i d e c h a n g e (CCAAC) f r o m t h a t o f
t h e
P - g l o b i n
g e n e . 9 Hb P a r c h m a n ,
a
6 P 6
v a r i a n t
w h i c h p r o b a b l y
a r o s e
b y
a
d o u b l e
n o n h o m o l o g o u s
c r o s s o v e r ,
i s s y n -
t h e s i z e d l i k e
n o r m a l 6 - c h a i n b u t
p r o b a b l y c o n t a i n s
a
P
f i r s t
i n t e r v e n i n g s e q u e n c e ( I V S - 1 ) . 6 0 T h u s , c h an g e s
i n
6
o r L e p o r e
I V S - 1
a r e a l o n e u n l i k e l y t o
e x p l a i n t h e
r e d u c e d
t r a n s c r i p t i o n
o f
t h e s e g l o b i n s . T h e r e i s e v i -
d e n c e
s u g g e s t i n g
t h a t
6
a n d
6 p
mRNA
i s u n s t a b l e . 5 7
I t
h a s
a l s o
b e e n
d e m o n s t r a t e d
t h a t t h e r e
i s
d e f e c t i v e
b .
C .
d .
A J P
-
D e c e m b e r 1 9 8 3
8/10/2019 Thalasemia Hemoglobinopati Review Article
4/14
THALASSEMIC HEMOGLOBINOPATHIES
3 9 9
T a b l e
1
-
F e a t u r e s o f t h e
L e p o r e a n d C o n s t a nt
S p r i n g - l i k e
H e m o g l o b i n s
S i t e o f
V a r i a n t
a b n o r m a l i t y
i n
h e t e r o z y g o t e
C l i n i c a l
f e a t u r e s
L e p o r e
B o s t o n
6 8 7 - p l 1 1 6
1 0 - 1 2
, 3 - t h a l a s s e m i a
t r a i t
L e p o r e B a l t i m o r e
d 5 0 - P 8 6
1 0 - 1 2
p - t h a l a s s e m i a
t r a i t
L e p o r e
H o l l a n d i a
6 2 2 - p 5 0
1 0 - 1 2
p - t h a l a s s e m i a
t r a i t
C o n s t a n t
S p r i n g
a 1 4 2
U A A - . C A A ( g l n )
0 . 2 - 1 . 7
a - t h a l a s s e m i a - 2
K o y a D o r a
a 1 4 2
U A A - U C A ( s e r )
0 . 5 - 1 0
c - t h a l a s s e m i a - 2
I c a r i a
6 1 4 2
U A A - . A A A ( l y s )
< 1
a - t h a l a s s e m i a - 2
S e a l
R o c k
a 1 4 2 UAA-
G A A ( g l u )
2
a - t h a l a s s e m i a - 2
a c c u m u l a t i o n o f
6 p
mRNA i n
gene
t r a n s f e r
s y s t e m s
p r i m e d
w i t h
L e p o r e gene s
c o n s t r u c t e d
i n
v i t r o . 6
Hb
C o n s t a n t
S p r i n g
was f i r s t
d e f i n i t i v e l y
d e s c r i b e d
b y
M i l n e r
a n d
h i s
c o - w o r k e r s 6 2 , 6 3 a n d wa s
f o l l o w e d
b y
t h e
f i n d i n g o f
s e v e r a l
o t h e r v a r i a n t s w i t h
s i m i l a r c h a r -
a c t e r i s t i c s
( T a b l e 1 ) . I n
t h i s
f a m i l y
o f
a - g l o b i n
mu-
t a n t s , a
n u c l e o t i d e
c h a n g e
i n
t h e t e r m i n a t i o n
c o d o n
w h i c h
f o l l o w s
t h e
l a s t
t r a n s l a t e d
c o d o n
a l l o w s
con-
t i n u e d
t r a n s l a t i o n o f
a-mRNA
u n t i l
a s u b s e q u e n t
i n -
p h a s e
t e r m i n a t i o n c o d o n
appears.63 T h i s
e x t e n d s t h e
a - c h a i n
b y
3 1
a m i n o a c i d
r e s i d u e s . T h e s t r u c t u r e
o f
t he f o ur known
t e r m i n a t i o n
c o d o n
v a r i a n t s d i f f e r a t
a m i n o
a c i d
r e s i d u e
1 4 2 ,
t h e
s i t e o f
t h e
e x p e c t e d
t e r -
m i n a t i o n
c o d o n . 6 4 - 6 6
T h e
r e m a i n i n g 3 0
e x t r a
r e s i d u e s
are
i d e n t i c a l
a n d p r e d i c t e d
b y
t h e sequence
o f
t h e 3
n o n - c o d i n g mRNA
a n d DNA.
6 7
An
i n - p h a s e t e r m i -
n a t i o n
c o d o n
occurs
f o l l o w i n g t h e 3 1 s t
a d d i t i o n a l
a m i n o
a c i d . 6 7
Hb
C o n s t a n t S p r i n g mRNA
may b e
u n s t a b l e ,
l e a d i n g
t o r e d u c e d g l o b i n
s y n t h e s i s . 1 9 T h e
presence
o f
a n
Hb
C o n s t a n t
S p r i n g
gene
causes
t h e
h e m a t o l o g i c f e a t u r e s
o f h e t e r o z y g o u s
a - t h a l a s s e m i a -
2 .
When
p r e s e n t w i t h
t h e
a - t h a l a s s e m i a - 1
c h r o m o -
s o m e,
w h i c h h a s d e l e t i o n
o f
b o t h
a - g l o b i n
genes,
HbH
d i s e a s e occurs.
M e s s e n g e r RNA
s t u d i e s d e m o n -
s t r a t e d d e c r e a s e d
amounts
o f
a-mRNA
w h i c h wa s
p r o b a b l y u n s t a b l e , b e c a u s e
t h e amount o f a-mRNA
wa s
g r e a t e r
i n
b o n e
marrow c e l l s
t h a n i n
r e t i c u l o -
c y t e s .
6 8 7 0
T h e
c l i n i c a l
a n d
b i o c h e m i c a l
p r o p e r t i e s o f
L e p o r e
a n d
C o n s t a n t
S p r i n g
h e m o g l o b i n s h a v e b e e n
r e v i e w e d
i n
d e t a i l
b y
W e a t h e r a l l
a n d
C l e g g . ' 9
T h e
H y p e r - u n s t a b l e
H e m o g l o b i n s
Hb
I n d i a n a p o l i s
3 1 1 2
c y s ' a r g ) p r o v i d e d
t h e f i r s t
e v i d e n c e
t h a t
a s i n g l e
a m i n o
a c i d s u b s t i t u t i o n
c o u l d
p r o d u c e
t h e
f i n d i n g s
o f
t y p i c a l
t h a l a s s e m i a . 7 1 . 7 2 T h i s
v a r i a n t
i s
s y n t h e s i z e d
a t
a
n e a r n o r m a l
r a t e
b u t
i s
s o
r a p i d l y
c a t a b o l i z e d
t h a t t h e h a l f - l i f e
o f
t h e
p l n d i a n a p o l i s
c h a i n i s
l e s s t h a n
1 0
m i n u t e s . 7 1
T h u s ,
Hb
I n d i a n a p o l i s
i s
u n d e t e c t a b l e i n
t h e h e m o l y s a t e
b y
a l l t h e
commonly
u s e d
t e c h n i q u e s , 7 2
a n d i t i s
n o t known
w h e t h e r
t h e
P l n d i a n a p o l i s
c h a i n b i n d s h e m e
or p a r t i c i p a t e s
i n
t e t -
r a m e r
f o r m a t i o n .
F u r t h e r s u p p o r t i n g
t h e
n e a r
n o r m a l
s y n t h e s i s
o f
Hb
I n d i a n a p o l i s
w i t h
r a p i d
p o s t t r a n s l a -
t i o n a l
d e g r a d a t i o n
i s
t h e
o b s e r v a t i o n
t h a t
p I n d i a n a p o l i s
made up
35
o f
n o n - a - r a d i o a c t i v i t y
w h e n
r e t i c u l o -
c y t e
mRNA wa s
t r a n s l a t e d
i n a
w h e a t
germ
c e l l - f r e e
s y s t e m
a n d
t h a t
i n c u b a t i o n o f
r e t i c u l o c y t e s
a t
2 2
C
l e d
t o
a
30 i n c r e a s e
i n
p I n d i a n a p o l i s
r a d i o a c t i v i t y ,
w h e n
c o m p a r e d w i t h
i n c u b a t i o n a t
3 7
C . 7 3 An i n -
t r i g u i n g
a n d
s t i l l
u n s o l v e d q u e s t i o n
i s
why
h e t e r o z y -
g o t e s w i t h
Hb I n d i a n a p o l i s
a p p e a r t o h a v e
s e v e r e
P - t h a l a s s e m i a ,
w h i l e
i n d i v i d u a l s
h e t e r o z y g o u s
f o r
( O - t h a l a s s e m i a
or
o t h e r
u n s t a b l e
P - c h a i n
v a r i a n t s ,
h a v i n g
a
s i m i l a r n e t
a c c u m u l a t i o n o f
P - c h a i n ,
h a v e
m i n i m a l
d i s e a s e .
I t
may b e
t h a t t h e
e r y t h r o c y t e mem-
b r a n e
i s
d a m a g e d
b y
b o t h
t h e a c c u m u l a t i o n
o f
e x c e s -
s i v e
a - g l o b i n
a n d
t h e
e x t r e m e l y
r a p i d c a t a b o l i s m o f
p I n d i a n a P o l i s
c h a i n s . 7 3
I t i s n o t
u n r e a s o n a b l e
t o a s s u m e t h a t i n
o t h e r
pa-
t i e n t s
w i t h
t h e
p h e n o t y p e o f
P - t h a l a s s e m i a
t h e
d i s e a s e
i s p r o d u c e d
b y
a s i m i l a r
m e c h a n i s m .
T h e
d e t e c t i o n
o f
t h e s e v a r i a n t s
c o u l d
b e
e x t r e m e l y
d i f f i c u l t i f
t h e
m u t a -
t i o n
wa s
c h r o m a t o g r a p h i c a l l y s i l e n t .
t h e
d o m i n a n t
t r a n s m i s s i o n
o f severe
t h a l a s s e m i a ,
w h i c h
a p p e a r e d
t o
r e s u l t
f r o m a
new
m u t a t i o n ,
m i g h t p r o v i d e
a
c l u e
t o t h e
presence o f
t h i s t y p e o f
d e f e c t .
H e m o g l o b i n
Quong S z e
( a 1 2 5
l e u , p r o ) ,
a n
a - c h a i n
v a r i a n t
t h a t
p r o d u c e s
a
t h a l a s s e m i c
p h e n o t y p e
b y a
m e c h a n i s m
c o n c e p t u a l l y
s i m i l a r
t o Hb
I n d i a n a p o l i s ,
w a s
f o u n d i n q u i t e a
d i f f e r e n t way.74 A
p a t i e n t w i t h
HbH
d i s e a s e w a s
n o t e d t o
h a v e d e l e t i o n
o f
o n l y two
a - g l o b i n g e n e s . 7 5
HbH d i s e a s e
i s
t y p i c a l l y
c a u s e d
b y
d e l e t i o n o f t h r e e
o f
t h e f o u r
a -ge ne s or d e l e t i o n
o f
two
a
genes
p l u s
t h e
presence
o f
Hb
C o n s t a n t
S p r i n g .
I t
wa s
p o s t u l a t e d t h a t
t h e
c h r o m o s o m e h a v i n g
two a-
g l o b i n
genes
c o n t a i n e d o ne
gene
t h a t
w a s
d y s f u n c -
T a b l e
2-The
H y p e r - U n s t a b l e
V a r i a n t s
M e t h o d
o f
C l i n i c a l
V a r i a n t
M u t a t i o n
d e t e c t i o n
f e a t u r e s
I n d i a n a p o l i s
p 1 1 2 c y s -
a r g
R a d i o l a b e l e d
p e p t i d e
S e v e r e
p -
and amino
a c i d
t h a l a s s e m i a
a n a l y s i s
Quong
S z e a 1 2 5 l e u - p r o
Gene
s e q u e n c i n g
a - t h a l a s s e m i a - 1
and r a d i o l a b e l e d
p r o t e i n
V o l .
1 1 3 *
N o .
3
8/10/2019 Thalasemia Hemoglobinopati Review Article
5/14
400 STEINBERG
AND ADAMS
t i o n a l . 7 5
When b o t h
a
g e n e s
o f t h i s
c h r o m o s o m e
w e r e c l o n e d
a n d
t h e i r
n u c l e o t i d e s e q u e n c e
a s c e r -
t a i n e d ,
a CTG ( l e u c i n e )
c o d o n w a s c h a n g e d
t o
CCG
( p r o l i n e )
a t c o d i n g
p o s i t i o n
1 2 5 o f t h e
a 2
g e n e . 7 4
When t h e a - g l o b i n
c o r r e s p o n d i n g
t o
t h e
a
g e n e
s e -
q u e n c e w a s
s e a r c h e d
f o r ,
n o
p r o t e i n
w a s
d e t e c t e d
b y
s e v e r a l
e l e c t r o p h o r e t i c
t e c h n i q u e s ; h o w e v e r ,
a
r a p i d l y
d e g r a d i n g a - g l o b i n
b a n d
w a s
s e e n
w h e n
r e t i c u l o c y t e s
w e r e l a b e l e d w i t h
3 H - l e u c i n e . a 2 - a n d
a , - m R N A s
w e r e
p r e s e n t
i n
t h e e x p e c t e d
p r o p o r t i o n s ,
i n d i c a t i n g
t h a t
b o t h
g e n e s w e r e t r a n s c r i b e d
n o r m a l l y
a n d
t r a n s l a t i o n
o f
b o t h
mRNAs
i n
a
r e t i c u l o c y t e
l y s a t e
c e l l - f r e e s y s -
t e m w a s
e q u a l . 7 6 H o w e v e r , a 2
mRNA
( a Q u o n g S z e )
w a s
d e g r a d e d
m o r e
r a p i d l y
t h a n
t h e n o r m a l
mRNA
f r o m
t h e
a 1
g e n e . 7 6
T h e i n s e r t i o n o f
a
p r o l i n e
r e s i d u e i n t o
t h e
a - h e l i x d i s r u p t s t h e i n t e g r i t y
o f
t h e
h e l i x
a n d ,
i n
t h e c a s e
o f
Hb
Quong
S z e ,
i s
a l s o
l i k e l y
t o
i n t e r f e r e
w i t h
t h e
a f l ,
i n t e r c h a i n c o n t a c t .
A
h y p e r - u n s t a b l e
g l o b i n i s p r o d u c e d ,
a n d t h e
f e a t u r e s
o f a - t h a l a s s e m i a
e m e r g e .
I n
b o t h
t h e
e x a m p l e
o f Hb
I n d i a n a p o l i s
a n d Hb
Quong S z e ,
i t i s n o t e n t i r e l y
c l e a r
w h y
t h e p h e n o t y p e
o f
t h e
t h a l a s s e m i a
r a t h e r t h a n
t h a t o f t h e
h e m o l y t i c
a n e m i a c h a r a c t e r i s t i c o f u n s t a b l e
h e m o g l o b i n s e x i s t s .
T h e r e
h a v e
b e e n many s e v e r e l y u n s t a b l e
P - g l o b i n
v a r i -
a n t s d e s c r i b e d , 7 7 - 8 4
s o m e
o f
w h i c h c o m p r i s e o nl y
1 - 2 O o o f
t h e
h e m o l y s a t e . 8 5
Y e t
i n
n o n e
o f
t h e s e
c a s e s
a r e f e a t u r e s
o f
t h a l a s s e m i a
e v i d e n t .
I n s o m e
r e s p e c t s ,
t h e
h e m a t o l o g i c
f i n d i n g s
i n
s i m p l e h e t e r o z y g o t e s
f o r
Hb
Quong
S z e
a r e
v e r y
a n a l o g o u s
t o
t h o s e
i n
h e t e r o -
z y g o t e s f o r
Hb
I n d i a n a p o l i s .
O n l y
o n e o f f o u r a - g l o -
b i n
g e n e s
i s
a b n o r m a l ; y e t t h e
h e m a t o l o g i c
p i c t u r e
m i m i c s t h a t s e e n
w h e n t w o o f
f o u r
a - g l o b i n
g e n e s a r e
m i s s i n g
( a - t h a l a s s e m i a - 1 o r
h o m o z y g o u s
a - t h a l a s -
s e m i a - 2 ) . P e r h a p s
o t h e r
a - t h a l a s s e m i a
p h e n o t y p e s
a s s o c i a t e d
w i t h
i n t a c t
a - l o c i , a s d e t e r m i n e d
b y r e s t r i c -
t i o n e n d o n u c l e a s e g e n e m a p p i n g , 8 6
w i l l
t u r n
o u t
t o
h a v e
i d e n t i c a l o r s i m i l a r
t y p e s o f s t r u c t u r a l
v a r i a n t s .
I t i s
i n t e r e s t i n g
t h a t s i n g l e d y s f u n c t i o n a l
a - g e n e s
a p p e a r
t o
l e a d
t o
m o r e
s e v e r e
a - t h a l a s s e m i a
t h a n d o
s i n g l e
d e l e t e d
g e n e s . 8 7 ' 8 8
V a r i a n t
H e m o g l o b i n s
C r e a t i n g
A l t e r n a t i v e
S i t e s
f o r G l o b i n
mRNA
S p l i c i n g
H b E , a
P - g l o b i n
v a r i a n t
f 3 2 6
g l u - l y s )
common
i n
S o u t h e a s t A s i a n s
i s a s s o c i a t e d
w i t h some
u n u s u a l
p r o p e r t i e s .
I t s
p r o p o r t i o n
( 2 5 - 3 0 % 7 o )
i n
h e t e r o z y g o t e s
i s l e s s
t h a n e x p e c t e d f o r s t a b l e
P - c h a i n
v a r i a n t s a n d
m i l d m i c r o c y t o s i s
i s
t y p i c a l
i n
t h e s e i n d i v i d u a l s
( M C V - 7 5 f l ) . 1 9 ' 8 9
H o m o z y g o t e s
f o r HbE
h a v e m i l d
h e m o l y t i c
a n e m i a w h e r e a s
i n d i v i d u a l s
who
a r e
m i x e d
h e t e r o z y g o t e s
f o r
HbE a n d
p - t h a l a s s e m i a
may
h a v e
t h e p h e n o t y p e
o f s e v e r e
P - t h a l a s s e m i a . 9 0 - 9 5
T h e s e
p a r a d o x i c a l
o b s e r v a t i o n s
l e d t o
t h e h y p o t h e s i s
t h a t
t h e
, E
g e n e b e h a v e d a s
a m i l d
P + - t h a l a s s e m i a
a l l e l e .
T h i s h y po t h e s i s w a s
c o n f i r m e d
b y f i n d i n g
r e d u c e d
( 3 E - c h a i n
s y n t h e s i s , 9 6 ' 9 7
a
d e f i c i t
o f
P E - m R N A , 9 6 . 9 7
a n d
i n s t a b i l i t y
o f
p E - m R N A . 9 8
T h e
s o l e p a t h o l o g i c
c h a n g e
i n
t w o
c l o n e d
p E
g e n e s
w a s
l o c a t e d
i n
t h e
c o d o n f o r
a m i n o a c i d
2 6 ,
w h e r e t h e
e x p e c t e d
t r a n s i -
t i o n f r o m
GAG
t o
AAG
w a s f o u n d . 9 9 H o w e v e r ,
w h e n
a
c l o n e d
p E
g e n e
w a s
e x a m i n e d i n
a n i n
v i v o
e x p r e s -
s i o n
s y s t e m ,
t h e
c o d o n
c h a n g e
a c t i v a t e d
a n a l t e r n a -
t i v e s i t e f o r
p E - m R N A
s p l i c i n g ( T a b l e 3 ) ,
s o t h a t
i n
a d d i t i o n
t o n o r m a l l y s p l i c e d
mRNA,
w h i c h
c l e a n l y
e x c i s e s
I V S - 1 ,
a n
a d d i t i o n a l
mRNA
w h i c h
u t i l i z e d
t h i s a l t e r n a t i v e
s i t e ,
r e s u l t i n g
i n a d e l e t i o n
o f a
p o r
t i o n o f t h e
f i r s t
e x o n , w a s
p r e s e n t . 9 9
T h e r e w a s a l s o a n
i n c r e a s e d
q u a n t i t y o f
mRNA w h i c h c o n t a i n e d
t h e
f i r s t
i n t r o n . T h u s ,
t h e
3 E
m u t a t i o n
r e t a r d s n o r m a l
I V S - 1
e x c i s i o n
a n d
i n d u c e s
a b n o r m a l
mRNA
s p l i c -
i n g ,
b o t h o f w h i c h p r e v e n t
t h e n o r m a l a c c u m u l a t i o n
o f
3 E - m R N A a n d
s y n t h e s i s
o f
3 E - g l o b i n .
T h e m u t a -
t i o n
i n t h e
p r o t e i n
c o d i n g
p o r t i o n
o f
t h e
1 E
g e n e i s
t h e r e f o r e
r e s p o n s i b l e
f o r
t h e
t h a l a s s e m i c p h e n o t y p e
a s s o c i a t e d
w i t h
H b E .
T h e h e m a t o l o g i c f i n d i n g s a s s o c i a t e d
w i t h
Hb
K n o s s o s
p 2 7
a a - s e r ) a p p e a r s
s i m i l a r t o HbE
i n many
r e s p e c t s . 0 0 1 0 1
H e t e r o z y g o t e s
h a v e
t h e p i c t u r e
o f m i l d
P f - t h a l a s s e m i a
b u t
w i t h a l o w HbA2 l e v e l ,
w h i l e
m i x e d
h e t e r o z y g o t e s
w i t h p - t h a l a s s e m i a
h a v e
s e v e r e
t h a l a s -
s e m i a . A s w i t h t h e
HbE
m u t a t i o n ,
t h e
s i t e a n d
n a t u r e
T a b l e
3-Hemoglobin V a r i a n t s
Which
Cause
o r
A r e L i k e l y
t o
Cause
A l t e r n a t i v e
S p l i c i n g
o f
G l o b i n
mRNA
A l t e r n a t i v e
V a r i a n t M u t a t i o n
i n h e t e r o z y g o t e
l / p
R a t i o
s e q u e n c e
S p l i c e
s i t e
p 2 6
g l u - I y s
( G A G - A A G )
P 2 7
a l a - s e r
( G C C - T C C )
a 3 4 l e u - a r g
( C T G - . C G G )
2 5 - 3 0
3 3
1 . 5
1 . 5 - 2 . 5
GGTAAGG 5 ,
I V S - 1
GGTGAGTCC
5 ,
I V S - 1
1 2
B a l a n c e d
HbE
Hb
K n o s s o s
A J P
*
D e c e m b e r
1 9 8 3
Hb
Queens TTCCGG
3 ,
I V S - 1
8/10/2019 Thalasemia Hemoglobinopati Review Article
6/14
THALASSEMIC
HEMOGLOBINOPATHIES
4 0 1
I V S I
a
I V S
t~~~~i
l i
1 2
34
5 6 7
8
l v s I
l v s u
s ~ ~ ~ ~ ~
~~~~|I
s
1
2 - I l
1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8
1 9 2 0
0 2 0 4 0
6 0 8 0 1 0 0 1 2 0
1 4 0 1 4 6
A M I N O
A C I D
NUMBER
T
MICROCYTOSIS
t
A2
THALASSEMIC
PHENOTYPE
F i g u r e
3 - A l p h a - a n d
P - g l o b i n
s h o w i n g
t h e
s i t e
i n
t h e
p r o t e i n
w h e r e
t h e
i n t e r v e n i n g
s e q u e n c e s
( I V S )
w e r e r e m o v e d a n d
t h e l o c a t i o n
o f
h e m o g l o b i n
v a r i a n t s
w h i c h h a v e b e e n a s s o c i a t e d
w it h t h e p h e n o t y p e o f t h a l a s s e r n i a ) , a n
e l e v a t e d H b A 2 , ) ,
o r
m i c r o c y t o s i s t ) .
T h e c l u s t e r i n g
o f t h e s e
v a r i a n t s
a b o u t
t h e s i t e s o f
I V S s i s s t r i k i n g ,
e s p e c i a l l y
i n t h e c a s e o f
p - I V S - 1 .
T h e l a r g e p r o p o r t i o n o f u n s t a b l e
v a r i a n t s w i t h
a l t e r e d
o x y g e n
a f f i n i t y
i s r e l a t e d t o
t h e l o c a t i o n o f c e r t a i n a m i n o a c i d
r e s i d u e s
w h i c h p l a y
c r i t i c a l
r o l e s
i n
m a i n t a i n i n g
m o l e c u l a r s t a b i l i t y
a n d
c o o p e r a t i v i t y
a b o u t
e x o n - i n t r o n
j u n c t i o n s .
T h i s
ma y
b e
r e l a t e d
t o t h e
e v o l u t i o n
o f
g l o b i n . ' 5 6
a - G l o b i n :
1 )
Hb F o r t
W o r t h , 1 2 2
2 ) Hb
Q u e e n s , ' 2 8 2 9
3 ) Hb T i t u s v i l l e , ' 3 3
4 )
Hb
G
G e o r g i a , ' 3 4 1 3 5 5 ) Hb S u a n
D o k , ' 4 ' 6 ) Hb
P e t a h
T i k v a , 2
7 ) Hb S t r u m i c a , ' 5 5
8 )
Hb
Q u o n g
S z e . 7 4 ( - G l o b i n :
1 )
Hb B e l f a s t , ' 5 0 2 ) Hb
R i v e r d a l e -
B r o n x , 8 3 3 )
Hb
M o s c v a , 7 9 4 )
Hb H en r i M o nd o r , 1 0 5
5 )
H b E , 8 9 - 9 5 6 ) Hb K n o s s o s , 0 - 1 ' 0
7 ) Hb V o l g a , 8 0 8 ) Hb
G e n o v a , 7 8 9 )
Hb
T a c o m a , ' 0 8
1 0 )
Hb
P e r t h -
Abraham
L i n c o l n , ' 0 9
1 1 ) Hb
L u f t i n , ' 0 7
1 2 ) Hb S h e p h e r d s B u s h , ' 5 ' 1 3 ) Hb V i c k s b u r g , ' 4 5 1 4 ) Hb
N e w c a s t l e , ' 5 2 1 5 ) Hb
K a n s a s , 2
1 6 )
Hb S o u t h h a m p t o n , 8 2
1 7 )
Hb I n d i a n a p o l i s ,
7 1 ' 7 2
1 8 ) Hb
M a d r i d , ' 5 3 1 9 )
Hb
W i e n , ' 5 4 2 0 ) Hb N o r t h S h o r e . ' 4 7 - ' 4 9
o f t h e
Hb
K n o s s o s
t r a n s v e r s i o n ( G C C - - T C C ) m ay
a l s o
p r o d u c e
a n
a l t e r n a t i v e
s p l i c e
s i t e
( T a b l e 3 ) .
T h e r e a r e
c o n s e r v e d ,
o r
c o n s e n s u s ,
n u c l e o t i d e
s e q u e n c e s l o c a t e d
a t i n t r o n - e x o n
b o u n d a r i e s t h a t
a p p e a r
t o
p l a y
a
m a j o r
r o l e
i n
t h e r e c o g n i t i o n
p r o c e s s
f o r
i n t r o n
e x c i s i o n a n d
e x o n l i g a t i o n (mRNA s p l i c -
i n g ) . 1 4 - 1 5 - 1 7 - 1 0 2 E x t e n s i v e
a n a l y s i s o f t h e s e
r e g i o n s b y
Mount h a s s h o w n t h a t
t h e
5 ( d o n o r )
s e q u e n c e i s
C A G / G T A A G T .
1 0 2
A ,
C ,
G , a n d T
r e p r e s e n t
a d e n i n e ,
A
G
c y t o s i n e ,
g u a n i n e ,
a n d
t h y m i n e , r e s p e c t i v e l y .
T h e
s l a s h m a r k
r e p r e s e n t s t h e
a c t u a l s i t e o f e x c i s i o n - l i g a -
t i o n .
T h e
3 ( a c c e p t o r )
s e q u e n c e
i s
( T ) n N C A G / G ,
w h e r e
N
c a n b e a n y b a s e .
1 0 2
T h e
l o w e r
c a s e n i n d i c a t e s
t h a t
t h e p y r i m i d i n e
( C o r T ) s t r e t c h i s v a r i a b l e
i n
l e n g t h .
I n
M o u n t s '
a n a l y s i s ,
n
w a s
1 1
o r g r e a t e r . 1 0 2
H b E ,
Hb
K n o s s o s a n d
t h e
c a s e o f a s i l e n t n u c l e o -
t i d e s u b s t i t u t i o n
a t
c o d i n g p o s i t i o n r
2 4
o f
t h e
P - g e n e ' 0 3
a l l
a p p e a r
t o
c r e a t e
a
s e q u e n c e
t h a t r e s e m b l e s t h e
u s u a l d o n o r
s i t e .
I n
t h e
i n s t a n c e s
o f H b E 9 5 a n d t h e
P - 2 4
l e s i o n , 1 0 3
a b n o r m a l mRNA s p l i c i n g
h a s
b e e n
d e m o n s t r a t e d
b y
S I
n u c l e a s e
m a p p i n g
e x p e r i m e n t s ,
a n d a f f e c t e d
i n d i v i d u a l s
h a v e
t h e
P f - t h a l a s s e m i a
p h e n o t y p e .
T h e
c r i t i c a l
s t u d i e s
t o p r o v e
t h a t Hb
K n o s s o s i s
a l s o a s s o c i a t e d
w i t h
a b e r r a n t
RNA s p l i c -
i n g h a v e
n o t
y e t b e e n
r e p o r t e d .
We h a v e c o m p l e t e d a n a n a l y s i s
o f
v a r i a n t h e m o g l o -
b i n s
c a u s e d
b y
m u t a t i o n s
w h i c h
a r e
c l o s e
t o
t h e s p l i c e
j u n c t i o n s
o f
a
a n d
P - I V S - 1
a n d
I V S - 2
t o s e e w h e t h e r
t h e y
a r e a s s o c i a t e d w i t h
t h e
t h a l a s s e m i a
p h e n o t y p e
a n d w h e t h e r
t h e
n u c l e o t i d e c h a n g e
i n t r o d u c e s a s i g -
n a l
t h a t m i g h t
p r o m o t e
a l t e r n a t i v e
RNA s p l i c i n g
( F i g u r e 3 ) .
O t h e r t h a n t h o s e a l r e a d y
d i s c u s s e d , t h e r e
V o l . 1 1 3 * N o .
3
8/10/2019 Thalasemia Hemoglobinopati Review Article
7/14
8/10/2019 Thalasemia Hemoglobinopati Review Article
8/14
THALASSEMIC
HEMOGLOBINOPATHIES
403
T a b l e 5 - a - I V S - 1
a n d a - I V S - 2
A c c e p t o r a n d D o n o r S i t e
V a r i a n t s
C l i n i c a l
Name R e s i d u e S u b s t i t u t i o n
Codon V a r i a n t f e a t u r e s
R e f e r e n c e
a - I V S - 1
C h a d
2 3
GLU
-
L Y S
GAG
-
AAG
1 6
N o r m a l
1 2 0
G - A u d h a l i 2 3
GLU
-
VAL
GAG
-
GTG
2 5 N o r m a l
1 2 1
F o r t W o r t h 2 7 GLU
-
GLY GAG
-
G G G
5 a - T h a l a s s e m i a - 2 1 2 2
U n s t a b l e
S p a n i s h
Town 2 7 GLU
-
VAL G AG
GTG
1 1 N o r m a l 1 2 3
S h u a n g F e n g 2 7
GLU
-
L Y S GAG
-
AA G 1 3 U n s t a b l e 1 2 4
O - P a d o v a 3 0
GLU
LY S G AG
-
AA G 2 5
N o r m a l
1 2 5
G - H o n o l u l u
3 0
GLU
-
GLN
G AG
-
CA G
? 5 0
U n c e r t a i n
1 2 6
P r a t o 3 1
ARG
-
SER
AG G
-
A G ?
2 8
N o r m a l
1 2 7
Q u e e n s
3 4
LEU
-
AR G
CTG
-
CC G
1 2 a - T h a l a s s e m i a - 2
1 2 8 , 1 2 9
a - I V S - 2
J - C a p e Town
9 2
ARG
-
GLN CGG
-
CAG 6 - 8
N o r m a l 1 3 0
C h e s a p e a k e
9 2
ARG
-
LEU
CG G
-
CTG 2 5 - 3 0 t O 2
a f f i n i t y
1 3 1
S e t i f
9 4
AS P
-
TY R
GAC
-
TAC 1 2 - 1 5
U n c e r t a i n
1 3 2
T i t u s v i l l e 9 4
ASP
-
AS N GAC
-
AAC
3 5
0 2
a f f i n i t y
1 3 3
G - G e o r g i a
9 5 PR O
-
LEU CCG
-
CTG
2 3
U n c e r t a i n
1 3 4 ,
1 3 5
Rampa
9 5
PRO
-
SER
CCG
-
TC G 2 5
4 5
U n c e r t a i n
1 3 4 , 1 3 6
Denmark
H i l l
9 5 PRO
-
ALA CCG
-
GCG
1 9 t O 2 a f f i n i t y 1 3 7
S t .
L u k e s
9 5
PR O
-
ARG CCG
-
CG G 1 0 U n s t a b l e
1 3 8
D a l l a s 9 7
AS N
-
LY S AAC
-
A A A 2 5
t O 2 a f f i n i t y 1 3 9
M a n i t o b a
1 0 2
ER
-
ARG
AG C
-
AG A
5 U n c e r t a i n 1 4 0
CGC
S u a n - D o k 1 0 9 LEU
-
ARG
CT G
-
CG G 8
a - T h a l a s s e m i a - 2
1 4 1
U n s t a b l e
P e t a h - T i k v a 1 1 0 AL A
-
AS P
G CC
-
G AC 3 3 U n s t a b l e
1 4 2
a - T h a l a s s e m i a - 2
T h e m a j o r
c l i n i c a l
f e a t u r e s
a s s o c i a t e d w i t h e a c h v a r i a n t h e m o g l o b i n a r e
l i s t e d .
U n s t a b l e r e f e r s
t o
h e m o l y t i c
a n e m i a
c h a r a c t e r i s t i c
o f
u n s t a b l e
h e m o g l o b i n s
a n d n o t
a s s o c i a t e d w i t h
f e a t u r e s
o f t h a l a s s e m i a ,
s u c h a s m i c r o c y t o s i s
a n d u n b a l a n c e d
g l o b i n
c h a i n
s y n t h e s i s .
T h e
s y m b o l s
t a n d
+ O 2
a f f i n i t y
r e f e r t o i n c r e a s e d
a n d
d e c r e a s e d o x y g e n
a f f i n i t y
a n d
t h e
p r e s e n c e
o f
e r y t h r o c y t o s i s
i n t he c a s e o f
h i g h - a f f i n i t y
v a r i a n t s .
T h a l a s s e m i a r e f e r s t o t h e p h e n o t y p e
o f
h e t e r o z y g o u s
, l - t h a l a s s e m i a .
T h e p h e n o t y p e
o f
a - t h a l a s s e m i a - 2
i s a s s u m e d f r o m
t h e
p r e s e n c e
o f HbH
d i s e a s e
i n i n d i v i d u a l s w i th t he v a r i a n t h e m o g l o b i n
a n d a - t h a l a s s e m i a - 1 .
f o r
u s
t o s e e
how a n d
w h e t h e r t h e s e
n u c l e o t i d e
c h a n g e s
a l t e r t h e
s e c o n d a r y
s t r u c t u r e
o f
mRNA,
w h e t h e r
t e r t i a r y
s t r u c t u r e
i s
c h a n g e d ,
a n d
how t h e
s t a b i l i t y
o f mRNA
i s a f f e c t e d .
Hb P e t a h T i k v a
4 2 i s a n
u n s t a b l e a - c h a i n v a r i a n t
t h a t
p r o d u c e s
t h e
p h e n o t y p e
o f a - t h a l a s s e m i a . T h e
t h a l a s s e m i a
p h e n o t y p e
s e e m s
t o b e d u e
t o
i n s t a b i l i t y
o f
t h e
v a r i a n t
c h a i n
a s w e l l a s f r o m t h e
p r e m a t u r e
t e r m i n a t i o n o f
i t s
s y n t h e s i s
d u r i n g e r y t h r o i d
m a t u r a -
t i o n .
An
i n t e r e s t i n g
o b s e r v a t i o n i n
t h e
Hb
P e t a h
T i k v a
s t u d y
i s
t h a t
t h e r e
a r e
s i g n i f i c a n t l y
e l e v a t e d
a / p
s y n t h e s i s
r a t i o s
i n
two
s i m p l e
h e t e r o z y g o t e s
f o r
t h i s
v a r i a n t .
1 4 2
T h e s e
f i n d i n g s
a p p e a r
t o
b e
p a r a d o x i c a l
i n
v i e w o f
t h e
f a c t
t h a t Hb P e t a h
T i k v a
p r o d u c e s
a - t h a -
l a s s e m i a . S i m i l a r
f i n d i n g s
w e r e
r e p o r t e d
i n
s i m p l e
h e t e r o z y g o t e s
f o r t h e C o n s t a n t
S p r i n g , 1 9
a n o t h e r
a -
c h a i n
v a r i a n t
p r o d u c i n g
t h e
p h e n o t y p e
o f
a - t h a l a s -
s e m i a ,
a n d
i n
s i m p l e h e t e r o z y g o t e s
f o r
Hb Ann
A r b o r , 4 4
a n
u n s t a b l e a - v a r i a n t .
A l t h o u g h
Hb
Ann
A r b o r
d o e s n o t
p r o d u c e
t h e
p h e n o t y p e
o f
a - t h a l a s -
s e m i a ,
i t
i s
e x t r e m e l y
u n s t a b l e
a n d
c o n s t i t u t e s
o n l y
1 - 2
o f
t h e
h e m o l y s a t e
i n
s i m p l e h e t e r o z y g o t e s .
I t
wa s
t h o u g h t
i n
t h e
c a s e
o f
Hb
Ann A r b o r
t h a t
t h e
d e g r a d a t i o n
o f
Hb Ann
A r b o r
r e l e a s e d
f r e e
P - c h a i n s
t h a t a c t e d t o
s u p p r e s s
t h e
s y n t h e s i s
o f n e w
P - c h a i n s ,
l e a d i n g
t o a n
e l e v a t e d
a / p
r a t i o .
I t
i s
p o s s i b l e
t h a t a
s i m i l a r
m e c h a n i s m i s
r e s p o n s i b l e
f o r
t h e e l e v a t e d
a / l
r a t i o s
i n
h e t e r o z y g o t e s
f o r
Hb P e t a h
T i k v a a n d
Hb
C o n s t a n t
S p r i n g .
T h e
d i s c u s s i o n
o f
H b s
P e t a h
T i k v a ,
C o n s t a n t
S p r i n g ,
a n d Ann
A r b o r
a l s o
e m p h a s i z e s
a n
i n t e r e s t -
i n g p o i n t
a l l u d e d
t o
e a r l i e r . A l l
t h r e e
o f
t h e s e v a r i a n t s
a r e
u n s t a b l e
a n d
a r e p r e s e n t
i n
v e r y
s m a l l
a m o u n t s ;
y e t
Hb
C o n s t a n t
S p r i n g
a n d
P e t a h T i k v a p r o d u c e t h e
p h e n o t y p e
o f
a - t h a l a s s e m i a ,
w h i l e
Hb
Ann A r b o r
d o e s n o t .
I n
s e a r c h i n g
a l l o f
t h e k n o w n h e m o g l o b i n
v a r i a n t s
f o r
c h a r a c t e r i s t i c s
o f
t h a l a s s e m i a
( m i c r o c y -
t o s i s ,
i n c r e a s e d
H b A 2 ,
a n d
t h e c l a s s i c
t h a l a s s e m i a
p h e n o t y p e ) ,
w e
f o u n d t h a t
t h e d i s t r i b u t i o n
o f t h e s e
v a r i a n t s d o e s n o t
a p p e a r
t o b e r a n d o m ( F i g u r e 3 ) . I t
c a n
b e s e e n
t h a t
m o s t
v a r i a n t s w i t h
t h a l a s s e m i c
c h a r -
a c t e r i s t i c s
s e e m
t o
b e
l o c a t e d
i n
a r e a s o f
t h e
p r o t e i n
t h a t
a r e
n e a r w h e r e
t h e
i n t e r v e n i n g
s e q u e n c e s o f
t h e
g e n e
a r e known t o
o c c u r .
T h i s
i s
e s p e c i a l l y
t r u e o f
t h e
P - c h a i n
I V S - 1 .
F o r
s o m e
o f t h e s e
v a r i a n t s , t h e p r o x -
i m i t y
t o a n
i n t e r v e n i n g
s e q u e n c e m o s t
l i k e l y
p r o m o t e s
a l t e r n a t e s p l i c i n g .
T h e m e c h a n i s m
b y w h i c h m o s t
o f
t h e
o t h e r
v a r i a n t s
p r o d u c e
t h a l a s s e m i c s t i g m a t a r e -
V o l .
1 1 3
* N o . 3
8/10/2019 Thalasemia Hemoglobinopati Review Article
9/14
8/10/2019 Thalasemia Hemoglobinopati Review Article
10/14
V o l .
1 1 3
*
N o . 3
THALASSEMIC
HEMOGLOBINOPATHIES
405
s i t e i n
t h e
g e n e
w h e r e
t h e
n u c l e o t i d e
c h a n g e
t a k e s
p l a c e a n d
w h i c h
new
b a s e s e q u e n c e i s p r o d u c e d .
R e f e r e n c e s
1 . D e i s s e r o t h
A ,
N i e n h u i s
A , T u r n e r P ,
V e l e z
R ,
A n d e r -
s o n WF,
R u d d l e
F ,
L a w r e n c e
J ,
C r e a g a n
R , K u c h e r -
l a p a t i R :
L o c a l i z a t i o n
o f
t h e
human
a - g l o b i n
s t r u c -
t u r a l g e n e
t o c h r o m o s o m e
1 6
i n
s o m a t i c c e l l h y b r i d s
b y m o l e c u l a r h y b r i d i z a t i o n .
C e l l
1 9 7 7 ,
1 2 : 2 0 5 - 2 1 8
2 .
L e b o R V ,
C a r r a n o A V ,
B ur k h a r t - S ch u lt z K , D o z y A ,
Y u
L C , Kan Y W: A s s i g n m e n t
o f human
f , y ,
a n d
6 -
g l o b i n
g e n e s t o
t h e
s h o r t a r m
o f c h r o m o s o m e
1 1
b y
c h r o m o s o m e
s o r t i n g
a n d
DNA
r e s t r i c t i o n
e n z y m e
a n a l y s i s .
P r o c N at l
A c a d
S c i
USA
1 9 7 9 ,
7 6 : 5 8 0 4 - 5 8 0 8
3 .
O r k i n S H : T h e d u p l i c a t e d
human a - g l o b i n
g e n e s
l i e
c l o s e
t o g e t h e r
i n
c e l l u l a r
DNA. P r o c
N a t l
A c a d
S c i
USA 1 9 7 8 ,
7 5 : 5 9 5 0 - 5 9 5 4
4 .
F r i t s c h
E F , Lawn RM, M a n i a t i s
T f M o l e c u l a r c l o n i n g
a n d
c h a r a c t e r i z a t i o n
o f
t h e
human
P - l i k e
g l o b i n
g e n e
c l u s t e r .
C e l l 1 9 8 0 ,
1 9 : 9 5 9 - 9 7 2
5 .
M e a r s J G ,
R a m i r e z
F ,
L e i b o w i t z
D ,
B a n k
A :
O r g a n i z a -
t i o n
o f human
d
a n d
P - g l o b i n
g e n e s
i n c e l l u l a r
DNA
a n d t h e
p r e s e n c e
o f
i n t r a g e n i c
i n s e r t s .
C e l l
1 9 7 8 ,
1 5 :
1 5 - 2 3
6 .
T h a n
D ,
B i r o
P A ,
d e R i e l
J K ,
L a z a r u s
H , F o r g e t
B G :
R e s t r i c t i o n
e n d o n u c l e a s e m a p p i n g
o f t h e
human
y
g l o b i n
l o c i . N u c l e i c
A c i d s R e s 1 9 7 9 ,
6 : 2 5 1 9 - 2 5 4 4
7 .
B a r a l l e
F E ,
S h o u l d e r s
C C ,
P r o u d f o o t
N J :
T h e p r i -
m a r y
s t r u c t u r e
o f
t h e human E - g l o b i n
g e n e .
C e l l
1 9 8 0 ,
2 1 : 6 2 1 - 6 2 6
8 .
S l i g h t o m J L , B l e c h l A E ,
S m i t h i e s
0 :
Human f e t a l G y -
a n d
Ay
g l o b i n g e n e s : C o m p l e t e
n u c l e o t i d e s e q u e n c e s
s u g g e s t
t h a t
DNA
c a n b e e x c h a n g e d
b e t w e e n
t h e s e
d u p l i c a t e d g e n e s .
C e l l 1 9 8 0 ,
2 1 : 6 2 7 - 6 3 8
9 .
S p r i t z
R A , d e R i e l J K ,
F o r g e t
B G ,
W e i s s m a n
S M :
C o m p l e t e
n u c l e o t i d e
s e q u e n c e
o f
t h e human
d - g l o b i n
g e n e . C e l l 1 9 8 0 ,
2 1 : 6 3 9 - 6 4 6
1 0 .
Lawn
RM,
E f s t r a t i a d i s
A ,
O ' C o n n e l l
C,
M a n i a t i s
T m
T h e
n u c l e o t i d e s e q u e n c e
o f
t h e human , 3 - g l o b i n g e n e .
C e l l
1 9 8 0 ,
2 1 : 6 4 7 - 6 5 1
1 1 . L i e b h ab e r S A ,
G o o s s e n s M ,
K a n
Y W:
H o m o l o g y a n d
c o n c e r t e d
e v o l u t i o n
a t
t h e
a 1
a n d
a , ,
l o c i
o f
h u m a n
a -
g l o b i n .
N a t u r e 1 9 8 1 , 2 9 0 : 2 6 - 2 9
1 2 .
P r o u d f o o t N J , G i l
A ,
M a n i a t i s ' P
T h e
s t r u c t u r e
o f t h e
h u m a n
z e t a - g l o b i n g e n e a n d a c l o s e l y
l i n k e d n e a r l y
i d e n t i c a l p s e u d o g e n e .
C e l l
1 9 8 2 ,
3 1 : 5 5 3 - 5 6 3
1 3 . W e a t h e r a l l D J , C l e g g J B :
T h a l a s s e m i a
r e v i s i t e d .
C e l l
1 9 8 2 ,
2 9 : 7 - 9
1 4 . A b e l s o n
J :
RNA p r o c e s s i n g a n d t h e
i n t e r v e n i n g s e -
q u e n c e
p r o b l e m .
An n
R e v B i o c h e m
1 9 7 9 ,
4 8 : 1 0 3 5 -
1 0 6 9
1 5 . B r e a t h n a c h R , Chambon
P : O r g a n i z a t i o n
a n d
e x p r e s -
s i o n
o f
e u k a r y o t i c
s p l i t
g e n e s
c o d i n g
f o r
p r o t e i n s .
Ann
R e v
B i o c h e m
1 9 8 1 ,
5 0 : 3 4 9 - 3 8 3
1 6 .
K r u g e r
K , G r a b o w s k i P J , Z a n g
A J , S an d s J , G o t t -
s c h l i n g D E ,
C e c h T R :
S e l f s p l i c i n g
RNA:
A u t o e x -
c i s i o n a n d a u t o c y c l i z a t i o n
o f
t h e
r i b o s o m a l
RNA
i n -
t e r v e n i n g
s e q u e n c e
o f
T e t r a h y m e n a . C e l l
1 9 8 2 ,
3 1 : 1 4 7 -
1 5 7
1 7 .
B r e a t h n a c h
R ,
B e n o i s t
C , O ' H a r e K , G a n n o n
F ,
Chambon P : O v a l b u m i n
g e n e :
E v i d e n c e
f o r a
l e a d e r
s e q u e n c e
i n mRNA
a n d
DNA
s e q u e n c e s a t t h e
e x o n -
i n t r o n b o u n d a r i e s . P r o c N a t l
A c a d S c i USA
1 9 7 8 ,
7 5 :
4 8 5 3 - 4 8 5 7
1 8 .
B u n n H F , F o r g e t
B G ,
R a n n e y
HM: Hum a n
Hemo-
g l o b i n s .
P h i l a d e l p h i a ,
W . B .
S a u n d e r s ,
1 9 7 7
1 9 .
W e a t h e r a l l D J ,
C l e g g
J B :
T h e T h a l a s s e m i a S y n -
d r o m e s .
3 r d
e d i t i o n .
O x f o r d ,
B l a c k w e l l
S c i e n t i f i c
P u b -
l i c a t i o n s , 1 9 8 1 , p 8 7 5
2 0 . B e n z E J J r , F o r g e t
B G :
T h e
m o l e c u l a r g e n e t i c s o f t h e
t h a l a s s e m i a s y n d r o m e s ,
P r o g r e s s
i n H e m a t o l o g y . V o l
I X . E d i t e d
b y
EB
B r o w n . Ne w Y o r k ,
G r u n e a n d
S t r a t -
t o n ,
1 9 7 5 , p p
1 0 7 - 1 5 5
2 1 .
O t t o l e n g h i
S ,
L a n g y o n WG,
P a u l J ,
W i l l i a m s o n R ,
W e a t h e r a l l D J , C l e g g J B ,
P r i t c h a r d
J , P o o t r a k u l S ,
Boon
WH: T h e
s e v e r e
f o r m
o f
a - t h a l a s s a e m i a i s
c a u s e d
b y
a
h a e m o g l o b i n
g e n e
d e l e t i o n .
N a t u r e
1 9 7 4 ,
2 5 1 : 3 8 9 - 3 9 2
2 2 .
Kan Y W,
H o l l a n d J P ,
Dozy
AM,
C h a r a c h e
S ,
K a -
z a z i a n
HH: D e l e t i o n
o f t h e
P - g l o b i n
s t r u c t u r e
g e n e
i n
h e r e d i t a r y
p e r s i s t e n c e
o f
f e t a l h a e m o g l o b i n .
N a t u r e
1 9 7 5 ,
2 5 8 : 1 6 2 - 1 6 3
2 3 . F o r g e t B G , H e l l m a n
DG , L a z a r u s
H ,
B a r a l l e
E F ,
B e n z
E J J r ,
C a s k e y
C T , H u i s m a n T H J ,
S c h o e d e r WA,
Housman D :
A b s e n c e
o f
m e s s e n g e r
RNA a n d
g e n e
DNA f o r
P
g l o b i n
c h a i n s
i n
h e r e d i t a r y p e r s i s t e n c e
o f
f e t a l
h e m o g l o b i n .
C e l l
1 9 7 6 ,
7 : 3 2 3 - 3 2 9
2 4 .
O t t o l e n g h i
S ,
Comi
P ,
G i g l i o n i
P ,
T o l s t o s h e v
P ,
L a n y o n WG, M i t c h e l l
G J ,
W i l l i a m s o n
R ,
R u s s o G ,
M u s u m e c i
S ,
S c h i l i r o G , T s i s t r a k i s
G A ,
C h a r a c h e
S ,
W oo d W G,
C l e g g J B , W e a t h e r a l l
D J :
6 P - T h a l a s s e m i a
i s d u e t o
a g e n e d e l e t i o n .
C e l l 1 9 7 6 ,
9 : 7 1 - 8 0
2 5 .
O r k i n
S H ,
O l d
J M ,
W ea th e r a ll D J ,
N a t h a n
DG :
P a r -
t i a l d e l e t i o n
o f
P - g l o b i n
g e n e
DNA
i n
c e r t a i n
p a t i e n t s
w i t h
P O - t h a l a s s e m i a .
P r o c N at l
A c a d
S c i
USA 1 9 7 9 ,
7 6 : 2 4 0 0 - 2 4 0 4
2 6 .
O r k i n
S H ,
G o f f S C, N a t h a n
DG : H e t e r o g e n e i t y
o f
DNA
d e l e t i o n
i n
y d p - t h a l a s s e m i a .
J
C l i n I n v e s t 1 9 8 1 ,
6 7 : 8 7 8 - 8 8 4
2 7 . Kan YW,
Dozy AM, V a r m u s
HE, T a y l o r J M ,
H o l l a n d
J P , L i e - I n j o L E ,
G a n e s a n J , T o d d
D :
D e l e t i o n o f
a -
g l o b i n
g e n e s
i n
h a e m o g l o b i n - H
d i s e a s e
d e m o n s t r a t e s
m u l t i p l e
a - g l o b i n s t r u c t u r a l
l o c i . N a t u r e 1 9 7 5 ,
2 5 5 :
2 5 5 - 2 5 6
2 8 .
K a z a z i a n
HH, F e a r o n
E R ,
W a b e r
P G , L e e
J I , A n t o n a -
r a k i s
S E , O r k i n S E ,
V a n i n
E F ,
K e n t h o r n P S ,
G r o s v e l d
F G ,
B u c h a n a n
G R .
y d p - T h a l a s s e m i a :
D e l e t i o n o f t h e
e n t i r e
P - g l o b i n
g e n e
c l u s t e r . B l o o d
1 9 8 2 ,
6 0 ( S u p p l
1 ) : 5 4 a
2 9 .
P o n c z
M,
B a l l a n t i n e M , S o l o w i e j c z y k
D ,
B a r a k
I ,
S c h w a r t z
E , S u r r e y S :
P - T h a l a s s e m i a
i n a K u r d i s h J e w :
S i n g l e
b a s e
c h a n g e i n t h e T - A - T - A b o x .
J
B i o l
Chem
1 9 8 2 ,
2 5 7 : 5 9 9 4 - 5 9 9 6
3 0 .
O r k i n
S W ,
K a z a z i a n HH
J r ,
A n t o n a r a k i s
S E ,
G o f f
S C ,
Boehm
C D ,
S e x t o n
J T ,
W a b e r
P G ,
G i a r d i n a
P J V :
L i n k a g e
o f
P - t h a l a s s a e m i a
m u t a t i o n s
a n d
P - g l o b i n
g e n e p o l y m o r p h i s m s
w i t h
DNA
p o l y m o r p h i s m s
i n
human
P - g l o b i n
g e n e
c l u s t e r . N a t u r e 1 9 8 2 , 2 9 6 : 6 2 7 -
6 3 1
3 1 . S p r i t z R A ,
J a g a d e e s w a r a n
P , C h o u d a r y
P V ,
B i r o
P A ,
E l d e r J T ,
d e R i e l J K , M a n l e y
J L , G e f t e r ML,
F o r g e t
B G ,
W e i s s m a n
S M :
B a s e s u b s t i t u t i o n
i n a n
i n t e r v e n -
i n g s e q u e n c e
o f
a
P +
t h a l a s s e m i a
human
g l o b i n g e n e .
P r o c N at l A c a d S c i
USA 1 9 8 1 ,
7 8 : 2 4 5 5 - 2 4 5 9
3 2 .
O r k i n
S H ,
G o f f S C ,
H e c h t m a n R L :
M u t a t i o n
i n
a n
i n t e r v e n i n g s e q u e n c e
s p l i c e
j u n c t i o n
i n m a n . P r o c
N a t l
A c a d
S c i USA 1 9 8 1 , 7 8 : 5 0 4 1 - 5 0 4 5
3 3 .
B a i r d M ,
D r i s c o l l
C ,
S c h r e i n e r
H , S c i a r r a t t a
G V ,
S a n s o n e G ,
N i a z i
G ,
R a m i r e z
F ,
B a n k
A :
A n u c l e o t i d e
c h a n g e
a t a
s p l i c e j u n c t i o n
i n
t h e
human
P - g l o b i n
g e n e
i s
a s s o c i a t e d
w i t h
P O - t h a l a s s e m i a .
P r o c N at l
A c a d
S c i
USA 1 9 8 1 ,
7 8 : 4 2 1 8 - 4 2 2 1
3 4 . T r e i s m a n
R ,
P r o u d f o o t N J ,
S h a n d e r M, M a n i a t i s
T
A
s i n g l e - b a s e
c h a n g e a t
a
s p l i c e
s i t e
i n
a ( 3 - t h a l a s s e m i a
g e n e
c a u s e s a b n o r m a l
RNA
s p l i c i n g .
C e l l
1 9 8 2 ,
2 9 :
9 0 3 - 9 1 1
3 5 . F e l b e r B K ,
O r k i n S H ,
Hamer
DH:
A b n o r m a l
RNA
s p l i c i n g
c a u s e s
o n e f o r m
o f
a - t h a l a s s e m i a .
C e l l 1 9 8 2 ,
2 9 : 8 9 5 - 9 0 2
3 6 . L e y
T J , Anagnou
N P , P e p e G , N i e n h u i s
AW : RNA
8/10/2019 Thalasemia Hemoglobinopati Review Article
11/14
406 STEINBERG
AND ADAMS
A J P
*
D e c e m b e r
1 9 8 3
p r o c e s s i n g e r r o r s
i n
p a t i e n t s w i t h
P - t h a l a s s e m i a .
P r o c
N a t l A c a d S c i US A 1 9 8 2 , 7 9 : 4 7 7 5 - 4 7 7 9
3 7 .
Chang J C , Kan
Y W:
P O - T h a l a s s e m i a ,
a
n o n s e n s e
m u t a t i o n
i n m a n .
P r o c N a t l A c a d
S c i US A
1 9 7 9 ,
7 6 :
2 8 8 6 - 2 8 8 9
3 8 .
T r e c a r t i n
R F ,
L i e b h a b e r
S A ,
C h a n g J C ,
L e e
K Y ,
Kan
Y W,
F u r b e t t a M,
A n g i u s A ,
Ca o
A :
P O - T h a l a s s e m i a
i n
S a r d i n i a
i s
c a u s e d
b y
a n o n s e n s e m u t a t i o n.
J
C l i n
I n -
v e s t 1 9 8 1 , 6 8 : 1 0 1 2 - 1 0 1 7
3 9 . K i n n i b u r g h A J ,
M a q u a t
L E , S c h e d l
T ,
R a c h m i l e w i t z
E ,
R o s s J :
mRNA d e f i c i e n t
J 3 - t h a l a s s e m i a
r e s u l t s
f r o m a s i n g l e
n u c l e o t i d e
d e l e t i o n . N u c l e i c
A c i d s
R e s
1 9 8 2 ,
1 0 : 5 4 2 1 - 5 4 2 7
4 0 .
B a n k
A : T h e
t h a l a s s e m i a s y n d r o m e s .
B l o o d
1 9 7 8 ,
5 1 :
3 6 9 - 3 8 4
4 1 . F o r g e t B G : M o l e c u l a r
g e n e t i c s
o f
human h e m o g l o b i n
s y n t h e s i s .
Ann
I n t e r n Me d 1 9 7 9 , 9 1 : 6 0 5 - 6 1 6
4 2 .
B a n k A ,
M e a r s
J G , R a m i r e z F : D i s o r d e r s o f
human
h e m o g l o b i n .
S c i e n c e 1 9 8 0 , 2 0 7 : 4 8 6 - 4 9 3
4 3 .
S t e i n b e r g MH,
Adams J G :
T h a l a s s e m i a :
R e c e n t
i n -
s i g h t s
i n t o
m o l e c u l a r
m e c h a n i s m s .
Am J H e m a t o l
1 9 8 2 ,
1 2 : 8 1 - 9 2
4 4 . B e n z
EH, F o r g e t B G :
T h e t h a l a s s e m i a s y n d r o m e s :
M o d e l s
f o r
t h e
m o l e c u l a r
a n a l y s i s
o f
human
d i s e a s e .
Ann
R e v Me d
1 9 8 2 , 3 3 : 3 6 3 - 3 7 4
4 5 . B o o k c h i n RM, N ag e l R L , R a n n e y HM:
S t r u c t u r e a n d
p r o p e r t i e s
o f
h e m o g l o b i n C - Ha r l e m ,
a
human
h e m o -
g l o b i n
v a r i a n t w i t h a m i n o a c i d s u b s t i t u t i o n
i n
t w o
r e s i d u e s o f
t h e
P - p o l y p e p t i d e
c h a i n . J B i o l Chem
1 9 6 7 ,
2 : 2 4 8 - 2 5 5
4 6 . Adams
J G ,
H e l l e r P :
H e m o g l o b i n A r l i n g t o n
P a r k :
A
new h e m o g l o b i n
w i t h
t w o a m i n o
a c i d
s u b s t i t u t i o n s i n
t h e b e t a c h a i n . H e m o g l o b i n
1 9 7 7 , 1 : 4 1 9 - 4 2 6
4 7 .
L e h m a n n H , C a r r e l l
RW:
D i f f e r e n c e s
b e t w e e n
a
a n d
3
m u t a n t s o f human
h a e m o g l o b i n a n d
b e t w e e n a
a n d
t h a l a s s a e m i a : P o s s i b l e d u p l i c a t i o n
o f
a a
c h a i n
g e n e
B r
Me d
J 1 9 6 8 , 4 : 7 4 8 - 7 5 0
4 8 .
H o l l a n
S R , S z e l e n y i J G ,
B r i m h a l l
B , D u e r s t M,
J o n e s
R T , K o h l e r R D ,
S t o c k l e n
Z :
M u lt i pl e a l p h a
c h a i n
l o c i
f o r
human h a e m o g l o b i n s : HbJ
B u d a
a n d
H g G - P e s t .
N a t u r e 1 9 7 2 , 2 3 5 : 4 7 - 5 0
4 9 .
G e r a l d
P S ,
D i a m o n d L K :
T h e d i a g n o s i s
o f t h a l a s -
s e m i a t r a i t
b y s t a r c h
b l o c k
e l e c t r o p h o r e s i s o f
h e m o -
g l o b i n .
B l o o d
1 9 5 8 ,
1 3 : 6 1 - 6 9
5 0 .
B a g l i o n i C :
T h e f u s i o n o f t w o
p e p t i d e
c h a i n s i n
h e m o g l o b i n
L e p o r e
a n d i t s i n t e r p r e t a t i o n a s a
g e n e t i c
d e l e t i o n .
P r o c
N a t l
A c a d
S c i USA
1 9 6 2 ,
4 8 : 1 8 8 0 - 1 8 8 6
5 1 . B a g l i o n i
C : A b n o r m a l
human
h e m o g l o b i n s
X :
A
s t u d y
o f
h e m o g l o b i n
L e p o r e
( B o s t o n ) .
B i o c h i m B i o -
p hy s A c t a 1 9 6 5 ,
9 7 : 3 7 - 4 6
5 2 .
B a r n a b a s J , M u l l e r C J :
H a e m o g l o b i n L e p o r e
( H o l -
l a n d i a ) . N a t u r e 1 9 6 2 ,
1 9 4 : 9 3 1 - 9 3 2
5 3 . O s t e r t a g
W ,
S m i t h
EW:
H e m o g l o b i n L e p o r e
B a l t i -
m o r e
a t h i r d
t y p e
o f
d f i
c r o s s o v e r
6 5 0 P 1 8 6 ) .
E u r J B i o -
c h e m
1 9 6 9 , 1 0 : 3 7 1 - 3 7 6
5 4 .
F l a v e l l
RA, K o o t e r
J M ,
d e B o e r
E ,
L i t t l e
P F R ,
W i l -
l i a m s o n R : A n a l y s i s o f t h e
human
6 p
g l o b i n g e n e l o c i
i n
n o r m a l
a n d
h e m o g l o b i n
L e p o r e
DNA:
D i r e c t
d e t e r -
m i n a t i o n
o f
g e n e l i n k a g e a n d i n t e r g e n i c
d i s t a n c e . C e l l
1 9 7 8 ,
1 5 : 2 5 - 4 1
5 5 .
W h i t e
J M , L a n g A ,
L o r k i n
P A , Lehmann H :
S y n -
t h e s i s
o f
h a e m o g l o b i n L e p o r e . N a t u r e ( N e w B i o l )
1 9 7 2 ,
2 3 5 : 2 0 8 - 2 1 0
5 6 . W e a t h e r a l l
D J , C l e g g J B , N a u g h t o n
MA:
G l o b i n
s y n -
t h e s i s
i n
t h a l a s s a e m i a :
An i n v i t r o
s t u d y .
N a t u r e
1 9 6 5 ,
2 0 8 : 1 0 6 1 - 1 0 6 5
5 7 . Wood
WG,
O l d
J M ,
R o b e r t s
A V S , C l e g g J B , W e a t h e r -
a l l
D J ,
Q u a t r i n
N : Human g l o b i n g e n e e x p r e s s i o n :
C o n t r o l o f
( ,
6
a n d
6 p
c h a i n p r o d u c t i o n .
C e l l
1 9 7 8 ,
1 5 : 4 3 7 - 4 4 6
5 8 .
B e n z
EJ
J r ,
S c a r p a
A S ,
T o n k o n o w B :
M e t a b o l i s m o f
6
a n d y g l o b i n
mRNA i n human
e r y t h r o b l a s t s .
C l i n
R e s 1 9 8 1 , 2 9 : 3 3 0 a
5 9 .
P r o u d f o o t
N J , S h a n d e r
MHM, M a n l e y
J L ,
G e f t e r
ML, M a n i a t i s
' P
S t r u c t u r e
a n d
i n v i t r o
t r a n s c r i p t i o n
o f
human
g l o b i n g e n e s .
S c i e n c e
1 9 8 0 ,
2 0 9 : 1 3 2 9 - 1 3 3 6
6 0 .
Adams
J G , M o r r i s o n WT,
S t e i n b e r g
MH:
H e m o g l o -
b i n P a r c h m a n :
D o u b l e
c r o s s o v e r
w i t h i n
a
s i n g l e g e n e .
S c i e n c e
1 9 8 2 ,
2 1 8 : 2 9 1 - 2 9 3
6 1 . H u m p h r i e s R K ,
L e y
T ,
T u r n e r
P ,
M o u l t o n
A D ,
N i e n -
h u i s A : D i f f e r e n c e s i n human
a - ,
P -
a n d 6 - g l o b i n
g e n e
e x p r e s s i o n
i n
m o n k e y k i d n e y
c e l l s . C e l l
1 9 8 2 ,
3 0 : 1 7 3 -
1 8 3
6 2 . M i l n e r P F , C l e g g
J B ,
W e a t h e r a l l
D J :
H a e m o g l o b i n
H
d i s e a s e
d u e t o a u n i q u e h a e m o g l o b i n
v a r i a n t w i t h
a n
e l o n g a t e d a - c h a i n . L a n c e t 1 9 7 1 ,
1 : 7 2 9 - 7 3 2
6 3 . C l e g g
J B ,
W e a t h e r a l l
D J ,
M i l n e r P F :
H a e m o g l o b i n
C o n s t a n t S p r i n g :
A
c h a i n t e r m i n a t i o n
m u t a n t . N a t u r e
1 9 7 1 , 2 3 4 : 3 3 7 - 3 4 0
6 4 .
C l e g g
J B ,
W e a t h e r a l l D J , C o n t o p o l o u - G r i v a
I ,
C ar o u t s o s K , P o u n g g o u r a s
P , T s e v r e n i u s
H : Haemo-
g l o b i n
I c a r i a : A
n e w
c h a i n t e r m i n a t i o n
m u t a n t w h i c h
c a u s e s
a t h a l a s s a e m i a .
N a t u r e
1 9 7 4 ,
2 5 1 : 2 4 5 - 2 4 7
6 5 . d e J o n g
WW,
M e e r a k a h n
P ,
B e r n i n i L F :
H e m o g l o b i n
K o y a
D o r a :
H i g h
f r e q u e n c y o f
a
c h a i n t e r m i n a t i o n
m u t a n t . Am
J Hum
G e n e t
1 9 7 5 , 2 7 : 8 1 - 9 0
6 6 .
B r a dl e y T B , W o h l
R C ,
S m i t h
G J : E l o n g a t i o n
o f
t h e
a
c h a i n
i n
a
B l a c k
f a m i l y : I n t e r a c t i o n
w i t h HbG
P h i l a -
d e l p h i a .
C l i n
R e s 1 9 7 5 , 2 3 : 1 3 1 a
6 7 .
P r o u d f o o t N J ,
L o n g l e y
J I :
T h e
3
t e r m i n a l
s e q u e n c e s
o f human
a a n d
P
g l o b i n m e s s e n g e r
RNAs:
Com-
p a r i s o n
w i t h
r a b b i t g l o b i n m e s s e n g e r
RNA.
C e l l
1 9 7 6 ,
9 : 7 3 3 - 7 3 7
6 8 . L i e b h a b e r
S A ,
Kan Y W: D i f f e r e n t i a t i o n o f
t h e
mRNA
t r a n s c r i p t s o r i g i n a t i n g
f r o m t h e a l - a n d
a 2 - g l o b i n l o c i
i n
n o r m a l s a n d
a - t h a l a s s e m i a s .
J C l i n I n v e s t
1 9 8 1 ,
6 8 :
4 3 9 - 4 4 6
6 9 .
Kan Y W,
T o d d
D ,
D o z y AM: H e m o g l o b i n C o n s t a n t
S p r i n g s y n t h e s i s
i n
r e d c e l l p r e c u r s o r s .
B r
J H a e m a t o l
1 9 7 4 ,
2 8 : 1 0 3 - 1 0 7
7 0 .
H u n t DM,
H i g g s
DR,
O l d
J M ,
C l e g g
J B ,
W e a t h e r a l l
D J , M a r s h GW:
D e t e r m i n a t i o n
o f a l p h a t h a l a s s e m i a
p h e n o t y p e s b y m e s s e n g e r RNA a n a l y s i s .
B r
J Haema-
t o l
1 9 8 0 ,
4 5 : 5 3 - 6 4
7 1 . Ada ms JG I I I , B o x e r
L A ,
B a e h n e r R L ,
F o r g e t
B G ,
T s i s t r a k i s
G A , S t e i n b e r g
MH:
H e m o g l o b i n I n d i a n -
a p o l i s
1 3 1 1 2 G 1 4 )
A r g i n i n e ) :
An u n s t a b l e
P - c h a i n
v a r i a n t p r o d u c i n g t h e
p h e n o t y p e
o f s e v e r e
P - t h a l a s -
s e m i a . J
C l i n
I n v e s t 1 9 7 9 , 6 3 : 9 3 1 - 9 3 8
7 2 .
Adams
J G ,
S t e i n b e r g
MH, B o x e r
L A ,
B a e h n e r R L ,
F o r g e t B G ,
T s i s t r a k i s G A :
T h e
s t r u c t u r e
o f
h e m o -
g l o b i n
I n d i a n a p o l i s
1 3 1 1 2 G 1 4 ) A r g i n i n e ) :
a n
u n s t a b l e
v a r i a n t d e t e c t a b l e o n l y b y
i s o t o p i c
l a b e l l i n g . J B i o l
Chem
1 9 7 9 ,
2 5 4 : 3 4 7 9 - 3 4 8 2
7 3 . Adams
J G , S t e i n b e r g MH: Lo w o u t p u t h e m o g l o b i n s
w h i c h p r o d u c e
t h e
p h e n o t y p e o f t h a l a s s e m i a ,
T h e
R e d
C e l l ,
F i f t h
Ann
A r b o r
C o n f e r e n c e .
E d i t e d b y
GJ
B r e w e r . Ne w
Y o r k ,
A l a n R .
L i s s , 1 9 8 1 , 8 1
7 4 .
G o o s s e n s
M,
L e e K Y , L i e b h a b e r
S A , K an Y U: G l o b i n
s t r u c t u r a l
m u t a n t
a 1 2 5 l e u - p r o
i s
a n o v e l
c a u s e
o f
a - t h a l -
a s s a e m i a .
N a t u r e
1 9 8 2 , 2 9 6 : 8 6 4 - 9 6 5
7 5 . Kan YW,
Dozy
AM, T i e c a r t i n
R , T o d d D :
I d e n t i f i c a -
t i o n
o f
a
n o n d e l e t i o n
d e f e c t i n
a - t h a l a s s e m i a .
N
E n g l
J
Me d 1 9 7 7 ,
2 9 7 : 1 0 8 1 - 1 0 8 4
7 6 .
L i e b h a b e r
S A ,
Kan
Y W:
D i f f e r e n t r a t e s
o f mRNA
t r a n s l a t i o n b a l a n c e t h e
e x p r e s s i o n o f t h e t w o
human
a - g l o b i n
l o c i .
J
B i o l Chem
1 9 8 2 , 2 5 7 : 1 1 8 5 2 - 1 1 8 5 5
7 7 .
R e i d e r
R F :
Human
h e m o g l o b i n
s t a b i l i t y
a n d
i n s t a b i l i -
t y :
M o l e c u l a r
m e c h a ni s m s a n d some
c l i n i c a l c o r r e l a -
t i o n s . S e m i n H e m a t o l
1 9 7 4 ,
1 1 : 4 2 3 - 4 4 0
7 8 . C o h e n - S o l a l
M, L ab ie D :
A
n e w c a s e o f
h e m o g l o b i n
G e n o v a
a 2 P 2
2 8 B l o ) l e u - p m
. F u r t h e r s t u d i e s
o n
t h e
8/10/2019 Thalasemia Hemoglobinopati Review Article
12/14
V o l . 1 1 3
*
N o .
3
THALASSEMIC HEMOGLOBINOPATHIES
407
m e c h a n i s m
o f
u n s t a b i l i t y
a n d d e f e c t i v e
s y n t h e s i s .
B i o -
c h i m
B i o p h y s
A c t a
1 9 7 3 ,
2 9 5 : 6 7 - 7 6
7 9 . I d e l s o n L I , D i d k o w s k y
NA, C a s e y
R ,
L o r k i n P A ,
Lehmann H :
Ne w
u n s t a b l e
h a e m o g l o b i n ( H b
M o s c v a ,
P 2 4 ( B 4 )
g l y - - a s p )
f o u n d
i n
t h e U S S R .
N a t u r e
1 9 7 4 ,
2 4 9 : 7 6 8 - 7 7 0
8 0 .
I d e l s o n
L I ,
D i d k o v s k y
NA,
F i l i p p o v a A V , C a s e y
R ,