Mutaties in de genen TRIP11, SLC26A2 en COL2A1 veroorzaken respectievelijk achondrogenese type 1A, type 1B, en type 2.
De genetische oorzaak van achondrogenese type 1A was tot voor kort onbekend, toen onderzoekers ontdekten dat de aandoening het gevolg kan zijn van mutaties in het TRIP11-gen. Dit gen geeft instructies voor het maken van een eiwit genaamd GMAP-210. Dit eiwit speelt een cruciale rol in het Golgi-apparaat
, een celstructuur waarin nieuw geproduceerde eiwitten worden gewijzigd zodat ze hun functies kunnen uitvoeren. Mutaties in het TRIP11-gen verhinderen de productie van functioneel GMAP-210, wat de structuur en functie van het Golgi-apparaat wijzigt. Onderzoekers vermoeden dat cellen, chondrocyten genaamd, in het zich ontwikkelende skelet het meest gevoelig zijn voor deze veranderingen. Chondrocyten vormen het kraakbeen, een taai, flexibel weefsel dat tijdens de vroege ontwikkeling een groot deel van het skelet uitmaakt. Het meeste kraakbeen wordt later omgezet in bot, behalve het kraakbeen dat de uiteinden van de botten blijft bedekken en beschermen en dat aanwezig is in de neus en de uitwendige oren. Storing van het Golgi-apparaat in chondrocyten ligt waarschijnlijk ten grondslag aan de problemen met botvorming bij achondrogenese type 1A.
Achondrogenese type 1B is de ernstigste van een spectrum van skeletaandoeningen die worden veroorzaakt door mutaties in het SLC26A2-gen. Dit gen geeft instructies voor het maken van een eiwit dat essentieel is voor de normale ontwikkeling van kraakbeen en voor de omzetting daarvan in bot. Mutaties in het SLC26A2-gen veroorzaken de voor achondrogenese type 1B karakteristieke skeletproblemen door de structuur van het zich ontwikkelende kraakbeen te verstoren, waardoor de botvorming niet goed verloopt.
Achondrogenese type 2 is een van de skeletaandoeningen die het gevolg zijn van mutaties in het COL2A1-gen. Dit gen geeft instructies voor het maken van een eiwit dat collageen type II vormt. Dit type collageen wordt vooral gevonden in kraakbeen en in de heldere gel die de oogbol vult (het glasvocht). Het is essentieel voor de normale ontwikkeling van botten en andere bindweefsels die het ondersteunende raamwerk van het lichaam vormen. Mutaties in het COL2A1-gen verstoren de assemblage van collageenmoleculen van type II, waardoor botten en andere bindweefsels zich niet goed kunnen ontwikkelen.