A poliglutamina (polyQ) é uma porção de uma proteína que contém um longo segmento de aminoácidos de glutamina, normalmente variando de 10 a 40 resíduos de glutamina. Quando o trato de poliglutamina, às vezes chamado de cauda de poliglutamina, é anormalmente longo, pode levar à doença neurodegenerativa em alguns indivíduos. Algumas das principais doenças que resultam dessa anormalidade incluem a doença de Huntington, a doença de Kennedy, a síndrome de Haw River e várias ataxias espinocerebelares.
A formação de um trato de poliglutamina incomumente longo é freqüentemente causada por mutações genéticas. Muitas dessas mutações são herdadas; A doença de Kennedy, por exemplo, é recessiva ligada ao X, o que significa que a mutação do gene da doença está localizada no cromossomo X e que um indivíduo deve possuir duas cópias do gene para desenvolver a doença. As outras doenças neurodegenerativas comuns causadas pelo aumento do comprimento do trato polyQ são autossômicas dominantes, o que significa que o gene está presente em um cromossomo não sexual e que o indivíduo só precisa de uma cópia do gene para desenvolver a doença.
As mutações genéticas geralmente incluem repetições em excesso da sequência de três nucleotídeos da citidina-adenosina-guanosina (CAG). Esses tripletos, conhecidos como repetições CAG, codificam cada um para a adição de um resíduo de glutamina à cauda de poliglutamina. Quando há muitas repetições, a cauda fica muito longa, criando problemas para a molécula de proteína e, em última análise, para o corpo como um todo. O número de repetições CAG adicionais varia para cada doença, e alguns indivíduos com um grande número de repetições CAG não acabam desenvolvendo qualquer forma de doença neurodegenerativa, indicando que há algum grau de chance ou fatores ambientais que contribuem para o desenvolvimento da doença.
Caudas longas de polyQ podem criar alguns problemas principais no corpo. Primeiro, eles podem interferir na função ou forma das proteínas às quais estão ligados. Resíduos extras de glutamina podem freqüentemente fazer com que uma proteína se dobre incorretamente, dificultando sua capacidade de funcionar normalmente dentro de uma célula. Além disso, caudas de poliglutamina anormais podem impedir que essas proteínas com mau funcionamento sejam fixadas ou destruídas pelos mecanismos internos de defesa da célula, agravando seus efeitos nocivos.
Em segundo lugar, mesmo quando as enzimas da célula são capazes de corrigir as proteínas cortando o excesso de unidades de poliglutamina, as unidades podem frequentemente se agregar em emaranhados de proteínas. Esses emaranhados não apenas podem atrapalhar os processos celulares normais, mas também podem prender inadvertidamente outras proteínas e moléculas, danificando ainda mais a célula. Cada uma das diferentes doenças neurodegenerativas surge de um mecanismo ligeiramente diferente, mas todas incluem algum nível de comprimento da cauda de poliglutamina anormal que danifica as células nervosas.