Plik aneuploidia to stan komórek, w których występuje nadmiar lub brak jednego lub więcej chromosomów, różniący się od haploidalnej, diploidalnej lub poliploidalnej liczby komórek tworzących organizm określonego gatunku.
W komórce aneuploidalnej liczba chromosomów nie należy do idealnej wielokrotności zestawu haploidalnego, ponieważ utraciły lub zyskały chromosomy. Ogólnie rzecz biorąc, dodanie lub utrata chromosomów odpowiada pojedynczemu chromosomowi lub ich nieparzystej liczbie, chociaż czasami mogą być zaangażowane dwa chromosomy.
Aneuploidie należą do numerycznych zmian chromosomowych i są najłatwiejsze do zidentyfikowania cytologicznie. Ta nierównowaga chromosomalna jest słabo wspierana przez zwierzęta, jest częstsza i mniej szkodliwa dla gatunków roślin. Wiele wad wrodzonych u ludzi jest spowodowanych aneuploidią.
Indeks artykułów
Utrata lub zysk jednego lub więcej chromosomów w komórkach osobnika jest generalnie spowodowana utratą przez translokację lub procesem nierozłączności podczas mejozy lub mitozy. W rezultacie zmienia się dawka genów osobników, co z kolei powoduje poważne wady fenotypowe..
Zmiany w liczbie chromosomów mogą wystąpić podczas pierwszego lub drugiego podziału mejozy lub w obu jednocześnie. Mogą również powstać podczas podziału mitotycznego.
Te niepowodzenia podziału są przeprowadzane w mejozie I lub mejozie II, podczas spermatogenezy i oogenezy, występujące również w mitozie we wczesnych podziałach zygoty..
W aneuploidiach nierozłączność występuje, gdy jeden z chromosomów wraz z parą homologiczną przechodzi do tego samego bieguna komórki lub jest dodawany do tej samej gamety. Dzieje się tak prawdopodobnie z powodu przedwczesnego podziału centromeru podczas pierwszego podziału mejotycznego w mejozie matki..
Kiedy gameta z dodatkowym chromosomem łączy się z normalną gametą, pojawiają się trisomie (2n + 1). Z drugiej strony, gdy gameta z brakującym chromosomem i normalna jednoczą się, powstają monosomie (2n-1).
Aneuploidie często występują u osób diploidalnych. Te modyfikacje liczby chromosomów mają duże znaczenie kliniczne u gatunku ludzkiego. Obejmują różne typy, takie jak nullizomie, monosomie, trisomie i tetrasomie.
W komórkach z nullisomią obaj członkowie homologicznej pary chromosomów są traceni, co reprezentuje ich jako 2n-2 (n to haploidalna liczba chromosomów). Na przykład u ludzi z 23 parami chromosomów homologicznych (n = 23), czyli 46 chromosomami, utrata pary homologicznej spowodowałaby 44 chromosomy (22 pary).
Osobnik nullisomiczny jest również opisywany jako taki, któremu brakuje pary homologicznych chromosomów w swoim dopełniaczu somatycznym..
Monosomia to delecja pojedynczego chromosomu (2n-1) w parze homologicznej. U człowieka z monosomią komórka miałaby tylko 45 chromosomów (2n = 45). W obrębie monosomii znajdujemy monoizosomię i monotelosomię.
W komórkach monoizosomalnych chromosom obecny bez pary homologicznej jest izochromosomem. Komórki monotelosomalne lub monotelocentryczne mają chromosom telocentryczny bez pary homologicznej.
W trisomii pojawienie się lub dodanie chromosomu występuje w pewnej parze homologicznej, to znaczy istnieją trzy homologiczne kopie tego samego chromosomu. Jest reprezentowany jako 2n + 1. U ludzi z komórkami trisomicznymi znajduje się 47 chromosomów.
Niektóre dobrze zbadane schorzenia, takie jak zespół Downa, występują jako konsekwencja trisomii chromosomu 21.
Budowa dodatkowego chromosomu pozwala na podzielenie trisomii na:
Tetrasomia występuje, gdy jest dodana pełna para homologicznych chromosomów. U ludzi tetrasomia prowadzi do osób z 48 chromosomami. Jest reprezentowany jako 2n + 2. Para dodatkowych chromosomów jest zawsze parą homologiczną, to znaczy będą cztery homologiczne kopie danego chromosomu.
U tej samej osoby może wystąpić więcej niż jedna mutacja aneuploidalna, prowadząca do podwójnych osobników trisomicznych (2n + 1 + 1), podwójnych monosomów, nuli tetrasomicznych itp. Organizmy sześcio-monosomiczne uzyskano doświadczalnie, podobnie jak w przypadku pszenicy białej (Triticum aestivum).
Linie komórkowe utworzone w wyniku procesu nierozłączenia chromosomów są często niezdolne do życia. Dzieje się tak, ponieważ wiele z tych komórek pozostaje bez informacji genetycznej, co zapobiega ich namnażaniu i znikaniu..
Z drugiej strony aneuploidia jest ważnym mechanizmem zmienności wewnątrzgatunkowej. W chwastach Jimson (Datura stramonium) znajduje się haploidalny dopełnienie 12 chromosomów, więc możliwych jest 12 różnych chromosomów. Każdy trisomiczny obejmuje inny chromosom, z których każdy ma unikalny fenotyp.
W niektórych roślinach z rodzaju Clarkia trisomia działa również jako główne źródło zmienności wewnątrzgatunkowej.
U ludzi około połowa spontanicznych poronień w pierwszym trymestrze ciąży jest spowodowana numeryczną lub strukturalną zmianą chromosomów.
Na przykład monosomie autosomalne nie są opłacalne. Wiele trisomii, takich jak ta na chromosomie 16, jest często przerywanych, aw monosomii chromosomu X lub zespole Turnera komórki są żywotne, ale zygoty X0 są przedwcześnie przerywane..
Najczęstsze przypadki aneuploidii u mężczyzn są związane z chromosomami płci. Zmiany liczby chromosomów są lepiej tolerowane niż autosomalne zmiany chromosomów.
Aneuploidia wpływa na liczbę kopii genu, ale nie na jego sekwencję nukleotydową. Ponieważ zmienia się dawka niektórych genów, zmienia się z kolei stężenie produktów genów. W przypadku chromosomów płci istnieje wyjątek od tej zależności między liczbą genów a produkowanym białkiem..
U niektórych ssaków (myszy i ludzi) dochodzi do inaktywacji chromosomu X, co pozwala na istnienie tej samej funkcjonalnej dawki genów związanych z tym chromosomem u samców i samic.
W ten sposób dodatkowe chromosomy X są inaktywowane w tych organizmach, dzięki czemu aneuploidia w tych chromosomach może być mniej szkodliwa..
Niektóre choroby, takie jak zespół Turnera i zespół Klinefeltera, są spowodowane przez aneuploidie w chromosomach płci.
Osoby z tym stanem są fenotypowo płci męskiej, z pewnymi zniewieściałymi cechami. Obecność dodatkowego chromosomu X u osobników płci męskiej jest przyczyną tej choroby, przy czym osoby te mają 47 chromosomów (XXY).
W ciężkich przypadkach tego schorzenia mężczyźni mają bardzo wysokie głosy, długie nogi, słabo owłosione ciało i bardzo wyraźne kobiece biodra i piersi. Ponadto są bezpłodne i mogą mieć słaby rozwój umysłowy. W łagodniejszych przypadkach występuje męski fenotyp i prawidłowy rozwój poznawczy.
Zespół Klinefeltera występuje w przybliżeniu przy jednym na 800 żywych urodzeń płci męskiej.
Zespół Turnera jest spowodowany częściową lub całkowitą utratą chromosomu X i występuje u kobiet. Ta zmiana chromosomalna zachodzi podczas gametogenezy w wyniku postzygotycznego procesu nierozłącznego..
Różne zmiany kariotypu dają różne fenotypy w zespole Turnera. W przypadku utraty materiału długiego ramienia jednego z chromosomów X (terminalnego lub śródmiąższowego) u pacjentek z tym schorzeniem dochodzi do pierwotnej lub wtórnej niewydolności jajników i niewielkich rozmiarów. Często występuje również obrzęk limfatyczny i dysgenezja gonad..
Generalnie fenotyp kobiet z tą chorobą jest normalny, z wyjątkiem ich niskiego wzrostu. Rozpoznanie tego zespołu zależy zatem od badania i obecności zmiany cytogenetycznej..
Choroba ta występuje u około jednej na 3000 noworodków płci żeńskiej, z większą częstością poronień samoistnych, to znaczy nie więcej niż 5% zarodków, które powstają w wyniku tej zmiany, jest w stanie w pełni rozwinąć się do terminu porodu..
Osoby urodzone z autosomalnymi aneuploidiami chromosomowymi są rzadkie. W większości przypadków, w których występuje ten typ mutacji, dochodzi do samoistnych poronień, z wyjątkiem aneuploidii małych autosomów, takich jak trisomia chromosomu 21.
Uważa się, że skoro nie ma mechanizmów kompensacji dawek genów w chromosomach autosomalnych, zmiany w ich składzie są znacznie mniej tolerowane przez organizmy..
Mały rozmiar chromosomów 21 pozwala na obecność dodatkowych kopii genów, będąc mniej szkodliwymi niż w przypadku większych chromosomów. Te chromosomy mają mniej genów niż jakikolwiek inny autosom.
Zespół Downa jest najczęstszą autosomalną aneuploidią u ludzi. W Stanach Zjednoczonych około jeden na 700 urodzeń ma ten stan.
Szacuje się, że 95% przypadków jest spowodowanych brakiem dysjunkcji, powodując wolną trisomię 21. Pozostałe 5% jest wytwarzane przez translokację, często między chromosomami 21 i 14. Częstość występowania tego schorzenia zależy w dużej mierze od wieku matki w momencie poczęcia.
Stwierdzono, że między 85 a 90% przypadków obecność wolnej trisomii 21 jest związana ze zmianami mejotycznymi matki. Osoby, u których występuje ten stan, charakteryzują się hipotonią, nadmierną rozciągliwością i hiporefleksją.
Ponadto mają umiarkowanie małą czaszkę z płaską, rozgałęzioną potylicą, małym nosem i uszami oraz małymi, odchylonymi do dołu ustami z częstym wysunięciem języka..
Jeszcze bez komentarzy