Polyglutamiini (polyQ) on osa proteiinia, joka sisältää pitkän segmentin glutamiiniaminohappoja, normaalisti 10-40 glutamiinitähdettä. Kun polyglutamiinikanava, jota joskus kutsutaan polyglutamiinin hännäksi, on epänormaalin pitkä, se voi johtaa neurodegeneratiivisiin sairauksiin joillakin yksilöillä. Jotkut suurimmista sairauksista, jotka johtuvat tästä poikkeavuudesta, ovat Huntingtonin tauti, Kennedyn tauti, Haw Riverin oireyhtymä ja erilaiset spinocerebellar -ataksiat.
Epätavallisen pitkän polyglutamiinikanavan muodostuminen johtuu usein geneettisistä mutaatioista. Monet näistä mutaatioista ovat perinnöllisiä; Esimerkiksi Kennedyn tauti on X-kytketty resessiivinen, mikä tarkoittaa, että taudin geenimutaatio sijaitsee X-kromosomissa ja että yksilöllä on oltava kaksi kopiota geenistä sairauden kehittymiseksi. Muut yleiset neurodegeneratiiviset sairaudet, jotka johtuvat lisääntyneestä polyQ-alueen pituudesta, ovat autosomaalisesti hallitsevia, mikä tarkoittaa, että geeni on läsnä ei-sukupuolikromosomissa ja että yksilö tarvitsee vain yhden kopion geenistä kehittääkseen taudin.
Geneettiset mutaatiot sisältävät usein sytidiini-adenosiini-guanosiinin (CAG) kolmen nukleotidisekvenssin toistoja. Nämä kolmoset, jotka tunnetaan nimellä CAG -toistot, kukin koodi yhden glutamiinitähteen lisäämiseksi polyglutamiinihäjään. Kun toistoja on liikaa, hännästä tulee liian pitkä, mikä aiheuttaa ongelmia proteiinimolekyylille ja lopulta koko keholle. Muiden CAG -toistojen määrä vaihtelee sairauden mukaan, ja jotkut henkilöt, joilla on paljon CAG -toistoja, eivät lopulta kehitä minkäänlaista neurodegeneratiivista sairautta, mikä osoittaa, että on olemassa jonkin verran mahdollisuuksia tai ympäristötekijöitä, jotka edistävät sairauden kehittymistä.
Pitkät polyQ -hännät voivat aiheuttaa pari pääongelmaa kehossa. Ensinnäkin ne voivat häiritä niiden proteiinien toimintaa tai muotoa, joihin ne ovat kiinnittyneet. Ylimääräiset glutamiinitähteet voivat usein aiheuttaa proteiinin vääristymisen, mikä estää sen kykyä toimia normaalisti solussa. Lisäksi epänormaalit polyglutamiinipyrstöt voivat estää näitä toimintahäiriöitä aiheuttavia proteiineja vahvistamasta tai tuhoamasta solun sisäisiä puolustusmekanismeja, mikä pahentaa niiden haitallisia vaikutuksia.
Toiseksi, vaikka solun entsyymit kykenevät korjaamaan proteiineja katkaisemalla ylimääräiset polyglutamiiniyksiköt, yksiköt voivat usein aggregoitua proteiinipisteisiin. Nämä sotkut voivat paitsi häiritä normaaleja soluprosesseja, myös ne voivat vahingossa vangita muita proteiineja ja molekyylejä vahingoittamalla solua entisestään. Jokainen neurodegeneratiivinen sairaus johtuu hieman erilaisesta mekanismista, mutta kaikki sisältävät jonkin verran epänormaalia polyglutamiinin hännän pituutta, joka vahingoittaa hermosoluja.