Poliglutamina (polyQ) este o porțiune a unei proteine care conține un segment lung de aminoacizi de glutamină, variind în mod normal între 10 și 40 de reziduuri de glutamină. Când tractul de poliglutamină, numit uneori coada de poliglutamină, este anormal de lung, poate duce la boli neurodegenerative la unii indivizi. Unele dintre bolile majore care rezultă din această anomalie includ boala Huntington, boala Kennedy, sindromul Haw River și diverse ataxii spinocerebeloase.
Formarea unui tract de poliglutamină neobișnuit de lung este adesea cauzată de mutații genetice. Multe dintre aceste mutații sunt moștenite; Boala Kennedy, de exemplu, este recesivă legată de X, ceea ce înseamnă că mutația genei bolii este localizată pe cromozomul X și că un individ trebuie să posede două copii ale genei pentru a dezvolta boala. Celelalte boli neurodegenerative comune cauzate de lungimea crescută a tractului poliQ sunt autosomal dominante, ceea ce înseamnă că gena este prezentă pe un cromozom non-sexual și că individul are nevoie doar de o copie a genei pentru a dezvolta boala.
Mutațiile genetice includ adesea repetări în exces ale secvenței de trei nucleotide a citidină-adenozină-guanozină (CAG). Aceste triplete, cunoscute sub numele de repetiții CAG, codifică fiecare pentru adăugarea unui reziduu de glutamină la coada poliglutamină. Când sunt prea multe repetări, coada devine prea lungă, creând probleme pentru molecula de proteine și, în cele din urmă, pentru organism în ansamblu. Numărul de repetări CAG suplimentare variază pentru fiecare boală, iar unii indivizi cu un număr mare de repetări CAG nu ajung să dezvolte nicio formă de boală neurodegenerativă, ceea ce indică faptul că există un anumit grad de șansă sau factori de mediu care contribuie la dezvoltarea bolii.
Cozile lungi PolyQ pot crea câteva probleme principale în organism. În primul rând, ele pot interfera cu funcția sau forma proteinelor de care sunt atașate. Reziduurile suplimentare de glutamină pot determina adesea o proteină să se plieze greșit, împiedicând capacitatea acesteia de a funcționa normal în interiorul unei celule. În plus, cozile anormale de poliglutamină pot preveni fixarea sau distrugerea acestor proteine care funcționează defectuos de mecanismele interne de apărare ale celulei, agravând efectele nocive ale acestora.
În al doilea rând, chiar și atunci când enzimele celulei sunt capabile să corecteze proteinele prin tăierea excesului de unități de poliglutamină, unitățile se pot agrega adesea în încurcături de proteine. Nu numai că aceste încurcături pot împiedica procesele celulare normale, dar pot, de asemenea, să prindă din neatenție alte proteine și molecule, dăunând și mai mult celulei. Fiecare dintre diferitele boli neurodegenerative provine dintr-un mecanism ușor diferit, dar toate includ un anumit nivel de lungime anormală a cozii de poliglutamină care dăunează celulelor nervoase.