Anatomija-Leksika

Hromosomas

Definīcija - kas ir hromosomas?

Šūnas ģenētiskais sastāvs tiek uzglabāts DNS (dezoksiribonukleīnskābes) un tā bāzu (adenīna, timīna, guanīna un citozīna) formā. Visās eikariotu šūnās (dzīvniekos, augos, sēnītēs) tas šūnas kodolā atrodas hromosomu formā. Hromosomu veido viena, sakarīga DNS molekula, kas ir saistīta ar noteiktiem proteīniem.

Hromosomas nosaukums ir atvasināts no grieķu valodas, un to var aptuveni tulkot kā "krāsainu ķermeni". Šis nosaukums radies no tā, ka ļoti agri citoloģijas vēsturē (1888) zinātniekiem izdevās tās notraipīt, izmantojot īpašas pamata krāsvielas, un identificēt gaismas mikroskopā. Tomēr tie patiešām ir redzami tikai noteiktā šūnu cikla punktā, mitozē (dzimumšūnās, mejozē), kad hromosoma ir īpaši blīva (kondensēta).

Kā tiek veidotas hromosomas?

Ja visa šūnas DNS dubultā spirāle, t.i., aptuveni 3,4 x 109 bāzes pāri, būtu savienota kopā, tā garums būtu lielāks par vienu metru. Visu pievienoto hromosomu kopējais garums ir tikai aptuveni 115 µm. Šī garuma atšķirība ir izskaidrojama ar ļoti kompakto hromosomu struktūru, kurā DNS vairākas reizes ļoti specifiskā veidā tiek savīti vai spirālēti.

Šajā procesā svarīga loma ir histoniem, kas ir īpaša olbaltumvielu forma. Kopumā ir 5 dažādi histoni: H1, H2A, H2B, H3 un H4. Divi no pēdējiem četriem histoniem apvienojas, izveidojot cilindrisku struktūru - oktameru, ap kuru dubultā spirāle vijas apmēram divas reizes (= super spirāle). H1 pievienojas šai struktūrai, lai to stabilizētu.

Šo DNS, oktamēra un H1 kompleksu sauc par nukleosomu. Vairākas no šīm nukleosomām tagad ir “kā pērļu virkne” ar relatīvi īsiem intervāliem (10–60 bāzes pāri) viena aiz otras. Sekcijas starp hromosomām sauc par starplikas DNS. Atsevišķās nukleosomas tagad atkal nonāk saskarē caur H1, kas rada turpmāku spirāli un tādējādi arī saspiešanu.

Iegūtais pavediens savukārt atrodas cilpās, kuras stabilizē mugurkauls, kas izgatavots no skābiem ne histona proteīniem, kurus sauc arī par hertoniem. Šīs cilpas savukārt atrodas spirālēs, kuras stabilizē olbaltumvielas, kā rezultātā rodas pēdējā saspiešanas pakāpe. Tomēr šī augstā saspiešanas pakāpe notiek tikai šūnu dalīšanās kontekstā mitozes laikā.

Šajā fāzē jūs varat redzēt arī raksturīgo hromosomu formu, kas sastāv no diviem hromatīdiem. Vietu, kur tie ir savienoti, sauc par centromēru. Tas sadala katru metafāzes hromosomu divās īsās un divās garās rokās, sauktas arī par p un q.
Ja centromēra atrodas aptuveni hromosomas vidū, to sauc par metacentrisku hromosomu, ja tā atrodas pilnībā vienā no acrocentriskās hromosomas galiem. Starp tiem esošos sauc par submetacentriskām hromosomām. Šīs atšķirības, kuras jau var redzēt gaismas mikroskopā, kopā ar garumu ļauj sākotnēji klasificēt hromosomas.

Kas ir telomeri?

Telomēri ir hromosomu gali ar atkārtotām sekvencēm (TTAGGG). Tie nesatur nekādu būtisku informāciju, bet drīzāk palīdz novērst atbilstošāku DNS sekciju pazušanu. Ar katru šūnu dalīšanos daļa no hromosomas tiek zaudēta, pateicoties DNS replikācijas mehānismam.

Tātad telomēri savā ziņā ir buferis, kas aizkavē punktu, kurā šūna daloties zaudē svarīgu informāciju. Ja šūnas telomēru garums ir mazāks par 4000 bāzes pāriem, tiek sākta ieprogrammēta šūnu nāve (apoptoze). Tas novērš kļūdaina ģenētiskā materiāla izplatīšanos organismā. Dažās šūnās ir telomerāzes, t.i., fermenti, kas atkal spēj pagarināt telomerus.

Papildus cilmes šūnām, no kurām rodas visas pārējās šūnas, tās ir cilmes šūnas un noteiktas imūnsistēmas šūnas. Turklāt telomerāzes atrodamas arī vēža šūnās, tāpēc šajā kontekstā runā par šūnas iemūžināšanu.

Lasiet visu par tēmu šeit: Telomeres - anatomija, funkcijas un slimības

Kas ir hromatīns?

Hromatīns attiecas uz visu šūnas kodola saturu, ko var krāsot ar bāzi. Tāpēc papildus DNS šis termins ietver arī noteiktus proteīnus, piemēram, histonus un hertonus (skatīt struktūru), kā arī noteiktus RNS fragmentus (hn un snRNS).

Šis materiāls ir pieejams dažādos blīvumos atkarībā no šūnu cikla fāzes vai atkarībā no ģenētiskās aktivitātes. Blīvāku formu sauc par heterohromatīnu. Lai to būtu vieglāk saprast, to varētu uzskatīt par “uzglabāšanas formu” un šeit atkal atšķirt konstitutīvo un fakultatīvo heterohromatīnu.

Konstitutīvais heterohromatīns ir visblīvākā forma, kas atrodas visās šūnu cikla fāzēs visaugstākajā kondensāta līmenī. Tas veido apmēram 6,5% no cilvēka genoma un galvenokārt nelielā mērā atrodas netālu no centromeriem un hromosomu roku galiem (telomēri), bet arī citās vietās (galvenokārt 1., 9., 16., 19. un Y hromosomas) . Turklāt lielākā daļa konstitutīvā heterohromatīna atrodas kodola membrānas tuvumā, t.i., šūnas kodola malās. Vieta vidū ir rezervēta aktīvajam hromatīnam - euhromatīnam.

Fakultatīvais heterohromatīns ir nedaudz mazāk blīvs, un to var aktivizēt un deaktivizēt pēc nepieciešamības vai atkarībā no attīstības pakāpes. Labs piemērs tam ir sieviešu kariotipu otrā X hromosoma. Tā kā šūnas izdzīvošanai būtībā pietiek ar vienu X hromosomu, kā tas galu galā ir pietiekams vīriešiem, embriju fāzē viena no šīm divām tiek deaktivizēta. deaktivizētā X hromosoma ir pazīstama kā Barra ķermenis.

Tikai šūnu dalīšanās laikā mitozes kontekstā tas pilnībā kondensējas, tādējādi sasniedzot vislielāko saspiešanu metafāzē. Tomēr, tā kā dažādos gēnus bieži lasa atšķirīgi - galu galā ne visi proteīni vienmēr ir nepieciešami vienā un tajā pašā daudzumā, šeit tiek nošķirts arī aktīvais un neaktīvais euchromatīns.

Lasiet vairāk par šo sadaļā: Hromatīns

Haploīdās hromosomas

Haploīds (grieķu valodā haploos = viens) nozīmē, ka visas šūnas hromosomas atrodas atsevišķi, t.i., nevis pa pāriem (diploīdi), kā tas parasti notiek. Tas ir visu olšūnu un spermas šūnu dabiskais stāvoklis, kurā pirmās identiskās hiozīdas pirmās mejozes laikā sākotnēji netiek atdalītas, bet vispirms tiek atdalīti visi hromosomu pāri.

Tā rezultātā pēc pirmās mejozes meitas šūnās cilvēkiem ir tikai 23, nevis parastās 46 hromosomas, kas atbilst pusei haploīdu hromosomu kopas. Tā kā šīm meitas šūnām joprojām ir identiska katras hromosomas kopija, kas sastāv no 2 hromosomām, nepieciešama otrā mejoze, kurā abi hromatīdi ir atdalīti viens no otra.

Politēna hromosomas

Politēna hromosoma ir hromosoma, ko veido liels skaits ģenētiski identisku hromatīdu. Tā kā šādas hromosomas ir viegli pamanāmas pat zemākā palielinājumā, tās dažkārt sauc par milzu hromosomām. Priekšnoteikums tam ir endoreplikācija, kurā hromosomas šūnas kodolā tiek reizinātas vairākas reizes, nenotiekot šūnu dalīšanai.

Kādas ir hromosomu funkcijas?

Hromosoma kā mūsu genoma organizatoriskā vienība galvenokārt kalpo, lai šūnas dalīšanās laikā dubultotais genoms vienmērīgi sadalītos starp meitas šūnām. Lai to izdarītu, ir vērts tuvāk aplūkot šūnu dalīšanās mehānismus vai šūnu ciklu:

Šūna lielāko daļu šūnu cikla pavada starpfāzē, kas nozīmē visu laika periodu, kurā šūna tūlīt negatavojas sadalīties. Tas savukārt ir sadalīts G1, S un G2 fāzēs.

G1 fāze (G kā spraugā, t.i. sprauga) tūlīt seko šūnu dalīšanai. Šeit šūna atkal palielinās un veic vispārējas vielmaiņas funkcijas.

No šejienes tas var pāriet arī uz G0 fāzi. Tas nozīmē, ka tas mainās uz stadiju, kas vairs nav spējīga sadalīties, un normālos gadījumos arī ļoti mainās, lai izpildītu ļoti specifisku funkciju (šūnu diferenciācija). Lai izpildītu šos uzdevumus, ļoti specifiski gēni tiek lasīti intensīvāk, citi mazāk vai vispār netiek lasīti.

Ja ilgstoši nav nepieciešams DNS segments, tas bieži atrodas hromosomu daļās, kas jau ilgu laiku ir blīvi iesaiņotas (sk. Hromatīnu). No vienas puses, tā mērķis ir ietaupīt vietu, taču papildus citiem gēnu regulēšanas mehānismiem tā ir arī papildu aizsardzība pret nejaušu lasīšanu. Tomēr ir arī novērots, ka ļoti specifiskos apstākļos diferencētas šūnas no G0 fāzes var atkal iekļūt ciklā.

Pēc G1 fāzes seko S fāze, t.i., fāze, kurā tiek sintezēta jauna DNS (DNS replikācija). Šeit visam DNS jābūt visvieglākajā formā, t.i., visas hromosomas ir pilnībā neaptītas (sk. Struktūru).

Sintēzes fāzes beigās viss ģenētiskais materiāls šūnā atrodas divos eksemplāros. Tā kā kopija joprojām ir pievienota oriģinālajai hromosomai caur centromēru (skatīt struktūru), nerunā par hromosomu dublēšanos.

Katra hromosoma tagad sastāv no diviem hromatīdiem, nevis viena, lai vēlāk mitozes laikā tā varētu iegūt raksturīgo X formu (stingri sakot, X forma attiecas tikai uz metacentriskām hromosomām). Nākamajā G2 fāzē notiek tūlītēja sagatavošanās šūnu dalīšanai. Tas ietver arī detalizētu replikācijas kļūdu un virknes pārtraukumu pārbaudi, ko vajadzības gadījumā var labot.

Būtībā ir divu veidu šūnu dalīšanās: mitoze un mejoze. Izņemot dzimumšūnas, visas organisma šūnas rodas mitozes ceļā, kuras vienīgais uzdevums ir divu ģenētiski identisku meitas šūnu veidošanās.
Savukārt mejozes mērķis ir ģenerēt ģenētiski atšķirīgas šūnas:
Pirmajā posmā tiek sadalītas atbilstošās (homologās), bet ne identiskās hromosomas. Tikai nākamajā posmā hromosomas, kas sastāv no diviem identiskiem hromatīdiem, tiek atdalītas un atkal sadalītas pa divām meitas šūnām, tā ka galu galā no vienas prekursora šūnas rodas četras dzimumšūnas ar atšķirīgu ģenētisko materiālu.

Hromosomu forma un struktūra ir būtiska abiem mehānismiem: Īpaši "olbaltumvielu pavedieni", tā sauktais vārpstas aparāts, piestiprinās pie ļoti kondensētajām hromosomām un smalki regulētā procesā izvelk hromosomas no vidus plaknes (ekvatoriālās plaknes). līdz šūnas pretējiem poliem ap vienu, lai nodrošinātu vienmērīgu sadalījumu. Pat nelielas izmaiņas hromosomu mikrostruktūrā šeit var izraisīt nopietnas sekas.

Visiem zīdītājiem dzimumu hromosomu X un Y attiecība nosaka arī pēcnācēju dzimumu. Būtībā viss ir atkarīgs no tā, vai spermai, kas apvienojas ar olšūnu, ir X vai Y hromosoma. Tā kā abas spermas formas vienmēr tiek ražotas tieši tādā pašā apjomā, varbūtība vienmēr ir līdzsvarota abiem dzimumiem. Šī nejaušā sistēma garantē vienmērīgāku dzimumu sadalījumu, nekā tas būtu gadījumā, piemēram, ar tādiem vides faktoriem kā temperatūra.

Uzziniet vairāk par tēmu: Šūnas kodola dalīšanās

Kā ģenētiskais sastāvs tiek nodots caur hromosomām?

Šodien mēs zinām, ka iezīmes tiek pārmantotas caur gēniem, kas šūnās tiek glabāti DNS formā. Tās savukārt ir sadalītas 46 hromosomās, uz kurām tiek sadalīti 25 000-30000 cilvēka gēni.

Papildus pašam īpašumam, ko sauc par fenotipu, ir arī ģenētiskais ekvivalents, ko sauc par genotipu. Vietu, kur gēns atrodas hromosomā, sauc par lokusu. Tā kā cilvēkiem katrā hromosomā ir dubultā, katrs gēns notiek arī divas reizes. Vienīgais izņēmums ir vīriešu X-hromosomu gēni, jo Y-hromosoma satur tikai daļu no X-hromosomā atrodamās ģenētiskās informācijas.

Dažādus gēnus, kas atrodas vienā lokusā, sauc par alēlēm. Bieži vien vienā lokusā ir vairāk nekā divas dažādas alēles. Tad runā par polimorfismu. Šāda alēle var būt vienkārši nekaitīgs variants (normāls variants), bet arī patoloģiskas mutācijas, kas var izraisīt iedzimtu slimību.

Ja fenotipa maiņai pietiek ar viena gēna mutāciju, var runāt par monogēnu vai Mendeli mantojumu. Tomēr daudzas no mantojamām īpašībām tiek pārmantotas, izmantojot vairākus mijiedarbojošos gēnus, un tāpēc tās ir daudz grūtāk izpētīt.

Tā kā māte un tēvs katrs nodod vienu no saviem diviem gēniem bērnam Mendeli mantojumā, nākamajā paaudzē vienmēr ir četras iespējamās kombinācijas, kas arī attiecībā uz vienu īpašumu var būt vienādas. Ja abām indivīda alēlēm ir vienāda ietekme uz fenotipu, indivīds attiecībā uz šo raksturlielumu ir homozigots un īpašība tiek attiecīgi pilnībā izteikta.

Heterozigotām ir divas dažādas alēles, kas var savstarpēji mijiedarboties dažādos veidos: ja viena alēle ir dominējoša pār otru, tā pilnībā nomāc tās izpausmi un dominējošā iezīme kļūst redzama fenotipā. Apspiesto alēli sauc par recesīvu.

Kodominantes mantojuma gadījumā abas alēles var izpausties, neietekmējoties viena no otras, savukārt starpposma mantojuma gadījumā ir abu īpašību sajaukums. Labs piemērs tam ir AB0 asinsgrupu sistēma, kurā A un B ir kopīgi dominējoši viens otram, bet 0 - viens otram.

Kāds ir normāls hromosomu kopums cilvēkiem?

Cilvēka šūnās ir 22 no dzimuma neatkarīgi hromosomu pāri (autosomas) un divas dzimuma hromosomas (gonosomas), tāpēc kopumā 46 hromosomas veido vienu hromosomu kopumu.

Autosomas parasti nāk pa pāriem. Pāra hromosomas pēc formas un gēnu secības ir līdzīgas, un tāpēc tās sauc par homoloģiskām. Divas sieviešu X hromosomas ir arī homoloģiskas, turpretī vīriešiem ir X un Y hromosoma. Tie atšķiras pēc esošo gēnu formas un skaita tādā veidā, ka vairs nevar runāt par homoloģiju.

Dzimumšūnām, t.i. olšūnu un spermas šūnām, meiozes dēļ ir tikai puse no hromosomas, proti, 22 atsevišķas autosomas un katra viena gonosoma. Tā kā apaugļošanās laikā cilmes šūnas saplūst un dažreiz apmaina veselus segmentus (krustojums), tiek izveidota jauna hromosomu kombinācija (rekombinācija). Visas hromosomas kopā sauc par kariotipu, kas ar dažiem izņēmumiem (sk. Hromosomu aberācijas) ir identisks visiem viena dzimuma indivīdiem.

Šeit jūs varat uzzināt visu par tēmu: Mitoze - vienkārši izskaidrojama!

Kāpēc vienmēr ir hromosomu pāri?

Būtībā uz šo jautājumu var atbildēt ar vienu teikumu: Tāpēc, ka ir pierādīts, ka tas ir izdevīgs.Mantojumam ir būtiska nozīme hromosomu pāru klātbūtnē un rekombinācijas principā dzimum reprodukcijas ziņā. Tādā veidā pilnīgi nejauši no divu indivīdu ģenētiskā materiāla var iznākt pilnīgi jauns indivīds.

Šī sistēma ārkārtīgi palielina sugas īpašību dažādību un nodrošina, ka tā var daudz ātrāk un elastīgāk pielāgoties mainītajiem vides apstākļiem, nekā tas būtu iespējams tikai ar mutāciju un selekcijas palīdzību.

Divkāršajai hromosomu kopai ir arī aizsargājošs efekts: ja gēna mutācija novestu pie funkcijas kļūmes, otrajā hromosomā joprojām ir sava veida "rezerves kopija". Tas ne vienmēr ir pietiekami, lai organisms kompensētu nepareizu darbību, it īpaši, ja dominējošā ir mutācijas alēle, taču tas palielina tā iespējamību. Turklāt šādā veidā mutācija netiek automātiski nodota visiem pēcnācējiem, kas savukārt aizsargā sugu no pārāk radikālām mutācijām.

Kas ir hromosomu mutācija?

Ģenētiskie defekti var rasties no jonizējošā starojuma (piemēram, rentgena), ķīmiskām vielām (piemēram, benzopirēns cigarešu dūmos), dažiem vīrusiem (piemēram, HP vīrusi) vai arī ar nelielu varbūtību tie var rasties arī nejauši. Tās attīstībā bieži ir vairāki faktori. Principā šādas izmaiņas var notikt visos ķermeņa audos, taču praktisku apsvērumu dēļ analīze parasti attiecas tikai uz limfocītiem (īpašs imūnās šūnas veids), fibroblastiem (saistaudu šūnas) un kaulu smadzeņu šūnām.

Hromosomu mutācija ir galvenās strukturālās izmaiņas atsevišķās hromosomās. No otras puses, veselu hromosomu neesamība vai pievienošana būtu genoma vai ploidijas mutācija, savukārt termins gēnu mutācija attiecas uz salīdzinoši nelielām izmaiņām gēnā. Termins hromosomu aberācija (latīņu aberrare = novirzīties) ir nedaudz plašāks un ietver visas izmaiņas, kuras var atklāt ar gaismas mikroskopu.

Mutācijām var būt ļoti dažādas sekas:

Klusās mutācijas, t.i., mutācijas, kurās izmaiņas neietekmē indivīdu vai viņu pēcnācējus, ir diezgan netipiskas hromosomu aberācijām un biežāk sastopamas gēnu vai punktu mutāciju zonā.
Runā par funkcijas zaudēšanas mutāciju, kad mutācijas rezultātā rodas nepareizi salocīts un līdz ar to bezfunkcionāls proteīns vai vispār nav olbaltumvielu.
Tā sauktās funkciju iegūšanas mutācijas maina iedarbības veidu vai saražoto olbaltumvielu daudzumu tādā veidā, ka rodas pilnīgi jaunas sekas. No vienas puses, tas ir izšķirošs mehānisms evolūcijai un līdz ar to sugas izdzīvošanai vai jaunu sugu parādīšanās procesam, bet, no otras puses, tāpat kā Filadelfijas hromosomas gadījumā, tas var arī dot izšķirošu ieguldījumu vēža šūnu attīstība.

Vispazīstamākās no dažādām hromosomu aberāciju formām, iespējams, ir skaitliskās aberācijas, kurās atsevišķas hromosomas ir tikai vienu reizi (monosomija) vai pat trīs reizes (trisomija).

Ja tas attiecas tikai uz vienu hromosomu, to sauc par aneuploīdiju, un visu hromosomu kopumu ietekmē poliploīdija (tri- un tetraploīdija). Vairumā gadījumu šī kļūdainā sadale rodas dzimumšūnu attīstības gaitā, hromosomu neatdalot (nedisjunkcionējot) šūnu dalīšanās laikā (mejoze). Tas noved pie nevienmērīga hromosomu sadalījuma meitas šūnās un līdz ar to pie skaitliskas aberācijas bērnam.

Ar dzimumu nesaistītu hromosomu (= autosomu) monosomijas nav saderīgas ar dzīvi, un tāpēc tās nerodas dzīviem bērniem. Autosomālās trisomijas, izņemot 13., 18. un 21. trisomiju, gandrīz vienmēr noved pie spontāniem abortiem.

Jebkurā gadījumā, atšķirībā no dzimumhromosomu novirzēm, kas arī var būt neuzkrītošas, vienmēr ir nopietni klīniski simptomi un, kā likums, vairāk vai mazāk izteiktas ārējas patoloģijas (dismorfismi).

Šāda nepareiza izplatīšanās var notikt arī vēlāk dzīvē ar mitotisko šūnu dalīšanos (visas šūnas, izņemot dzimumšūnas). Tā kā bez ietekmētajām šūnām ir nemainītas šūnas, runā par somatisko mozaīku. Ar somatisko (grieķu soma = ķermenis) ir domātas visas šūnas, kas nav dzimumšūnas. Tā kā tiek ietekmēta tikai neliela ķermeņa šūnu daļa, simptomi parasti ir daudz vieglāki. Tāpēc mozaīkas veidi bieži paliek neatklāti ilgu laiku.

Šeit jūs varat uzzināt visu par tēmu: Hromosomu mutācija

Kas ir hromosomu aberācija?

Strukturālā hromosomu aberācija būtībā atbilst hromosomu mutācijas definīcijai (skatīt iepriekš). Ja ģenētiskā materiāla daudzums paliek nemainīgs un tiek vienkārši sadalīts atšķirīgi, tiek runāts par līdzsvarotu aberāciju.

To bieži veic, pārvietojot, t.i., hromosomu segmentu pārnesot uz citu hromosomu. Ja tā ir apmaiņa starp divām hromosomām, viena runā par savstarpēju translokāciju. Tā kā olbaltumvielu ražošanai ir nepieciešami tikai aptuveni 2% no genoma, ir ļoti maza varbūtība, ka šāds gēns atrodas lūzuma punktā un tādējādi zaudē savu funkciju vai tajā tiek traucēta. Tāpēc šāda līdzsvarota novirze bieži netiek pamanīta un tiek nodota vairākām paaudzēm.

Tomēr tas var izraisīt hromosomu nepareizu izplatīšanos dzimumšūnu attīstības laikā, kas var izraisīt neauglību, spontānus abortus vai pēcnācējus ar nelīdzsvarotu aberāciju.

Nesabalansēta novirze var notikt arī spontāni, t.i., bez ģimenes anamnēzes. Varbūtība, ka bērns piedzims dzīvs ar nesabalansētu aberāciju, lielā mērā ir atkarīga no ietekmētajām hromosomām un svārstās no 0 līdz 60%. Tas noved pie hromosomu segmenta zaudēšanas (= dzēšana) vai dublēšanās (= dublēšanās). Šajā kontekstā runā arī par daļējām mono- un trisomijām.

Dažos gadījumos tie notiek kopā divos dažādos reģionos, un daļēja monosomija parasti ir izšķirošāka klīnisko simptomu rašanās gadījumā. Šie ir spilgti svītrošanas piemēri Kaķa kliedziena sindroms un Volfa-Hiršhorna sindroms.

Runā par mikrodelēciju, kad izmaiņas vairs nevar noteikt ar gaismas mikroskopu, t.i., kad runa ir par viena vai dažu gēnu zaudēšanu. Šī parādība tiek uzskatīta par Pradera-Vilija sindroma un Angelmana sindroma cēloni un ir cieši saistīta ar retionoblastomas attīstību.

Robertsona pārvietošana ir īpašs gadījums:
Divas akrocentriskās hromosomas (13, 14, 15, 21, 22) apvienojas savā centromerā un pēc īso roku zaudēšanas veido vienu hromosomu (skat. Struktūru). Lai gan tā rezultātā samazinās hromosomu skaits, to sauc par līdzsvarotu aberāciju, jo īso roku zaudējumu šajās hromosomās var viegli kompensēt. Arī šeit sekas bieži vien ir pamanāmas tikai nākamajās paaudzēs, jo ir ļoti liela spontāno abortu vai dzīvo bērnu ar trisomiju iespējamība.

Ja hromosomā ir divi pārtraukumi, var gadīties, ka starpposms tiek pagriezts par 180 ° un iekļauts hromosomā. Šis process, kas pazīstams kā inversija, ir nelīdzsvarots tikai tad, ja lūzuma punkts atrodas aktīvā gēnā (2% no kopējā ģenētiskā materiāla). Atkarībā no tā, vai centromērs atrodas apgrieztā segmenta iekšpusē vai ārpus tā, tā ir peri- vai paracentriska inversija. Šīs izmaiņas var arī veicināt ģenētiskā materiāla nevienmērīgu sadalījumu uz dzimumšūnām.

Paracentriskā inversijā, kurā centromēra neatrodas apgrieztā segmentā, var parādīties arī dzimumšūnas ar diviem vai bez centromēra. Tā rezultātā jau pirmajās šūnu dalīšanās reizēs tiek zaudēta atbilstošā hromosoma, kas gandrīz noteikti noved pie spontāna aborta.

Ievietošana ir hromosomas fragmenta uzstādīšana citur. Arī šeit pēcnācēji galvenokārt tiek skarti līdzīgā veidā. Gredzena hromosoma var rasties īpaši pēc gala daļu izdzēšanas. Secību veidam un izmēram ir izšķiroša nozīme simptomu smagumā. Turklāt tas var izraisīt nepareizu sadalījumu un tādējādi - mozaīkas tipus ķermeņa šūnās.

Ja šūnu dalīšanās laikā metafāzes hromosoma atdalās nepareizi, var rasties izohromosomas. Tās ir divas tieši vienas un tās pašas hromosomas, kas sastāv tikai no garām vai tikai īsām rokām. X hromosomas gadījumā tas var izpausties kā Ulriha-Tērnera sindroms (X monosomija).

Lasiet vairāk informācijas par šo tēmu: Hromosomu aberācija

Trisomy 21

Trisomy 21, labāk pazīstams kā Dauna sindroms, iespējams, ir visizplatītākā skaitliskā hromosomu aberācija dzīvu dzimušo vidū, tēviņus skar nedaudz biežāk (1,3: 1).

Trisomijas 21 iespējamība ir atkarīga no dažādiem demogrāfiskiem faktoriem, piemēram, no mātes vidējā vecuma dzimšanas brīdī, un katrā reģionā tā nedaudz atšķiras.

95% no trisomijas 21 rodas dalīšanās kļūdas rezultātā mejozes (dzimumšūnu dalīšanās) kontekstā, proti, nesadalīšanās, t.i., nespēja nodalīt māsas hromatīdus.

Tās ir pazīstamas kā brīvās trisomijas un rodas 90% mātei, 5% tēvam un vēl 5% embrija genomā.

Vēl 3% rodas nelīdzsvarotas translokācijas rezultātā vai nu 14. vai 21. hromosomā; 21 translokācija, izveidojot normālu un dubultu 21. hromosomu. Pārējie 2% ir mozaīkas veidi, kuros trisomija nav radusies dzimumšūnās un tāpēc neietekmē visas ķermeņa šūnas. Mozaīkas veidi bieži ir tik maigi, ka ilgstoši var palikt pilnīgi neatklāti.

Jebkurā gadījumā jāveic hromosomu izmeklēšana, lai atšķirtu simptomātiski identisku brīvo trisomiju no iespējami iedzimtas translokācijas trisomijas. Tad var sekot iepriekšējo paaudžu ģimenes vēsture.

Vai jūs interesē šī tēma? Lasiet nākamo rakstu par šo: Trisomy 21

Trisomy 13

Trisomy 13 vai Patau sindroma biežums ir 1: 5000, un tas ir daudz retāk nekā Dauna sindroms. Cēloņi (brīvās trisomijas, translokācijas un mozaīkas veidi) un to procentuālais sadalījums lielākoties ir identiski.

Teorētiski gandrīz visus gadījumus varēja diagnosticēt pirmsdzemdību periodā, izmantojot ultraskaņu vai PAPP-A testu. Tā kā PAPP-A tests ne vienmēr ir daļa no ikdienas pārbaudēm, aptuveni 80% gadījumu Centrāleiropā tiek diagnosticēti pirms dzimšanas.

Ultraskaņā jau ir redzami augšanas atlikumi, divpusēja lūpu un aukslēju plaisa un neparasti mazas acis (mikroftalmija). Turklāt parasti ir priekšējās smadzenes un dažādas smaguma pakāpes sejas malformācijas (holoprosencephaly).

Kamēr lobārā formā smadzeņu puslodes ir gandrīz pilnībā atdalītas un tiek veidoti sānu kambari, puslobārā formā bieži vien ir atdalīta tikai smadzeņu aizmugurējā daļa un sānu kambari nav. Vissmagākajā formā, alobāra formā, smadzeņu puslodes nav atdalītas.

Zīdaiņi ar pus- vai alobāra formu parasti mirst tūlīt pēc piedzimšanas. Pēc mēneša mirstība ir aptuveni 50% no dzimušajiem. Līdz 5 gadu vecumam mirstība no trisomijas 13 palielinās līdz 90%. Smadzeņu malformāciju dēļ vairumā gadījumu slimie cilvēki visu mūžu paliek pie gultas un nevar runāt, tāpēc viņi ir atkarīgi no pilnīgas aprūpes. Turklāt Trismoie 13 var būt arī tālejošas fiziskas izpausmes.

Lasiet vairāk par šo tēmu: Trisomy 13 nedzimušajam bērnam

Trisomy 16

Būtībā trisomija 16 ir visizplatītākā trisomija (apmēram 32% no visām trisomijām), bet dzīvie bērni ar trisomiju 16 ir ļoti reti. Parasti dzīvas dzemdības notiek tikai daļēji trisomijās vai mozaīkas veidos. Starp trisomijām tas visbiežāk ir atbildīgs par nedzīvi dzimušajiem: 32 no 100 spontānajiem abortiem, kas radušies hromosomu aberāciju dēļ, var izsekot šai trisomijas formai.

Tāpēc ir dokumentēti galvenokārt pirmsdzemdību, t.i., pirmsdzemdību, identificējamie raksturlielumi. Ievērības cienīgi šeit ir dažādi sirds defekti, palēnināta augšana, viena nabas artērija (citādi dubultā) un palielināta kakla caurspīdība, kas izskaidrojams ar šķidruma uzkrāšanos vēl pilnībā neattīstītas limfas sistēmas dēļ un palielinātu ādas elastību šajā zonā. Turklāt fizioloģiskā nabas trūce, t.i., lielas zarnu daļas īslaicīga pārvietošanās caur nabu uz ārpusi, bieži netiek pienācīgi regresēta, kas ir pazīstama kā omfaloceles vai nabassaites pārrāvums.

Liekuma kontraktūru ar sakrustotiem pirkstiem bieži var noteikt arī ultraskaņā. Dažās dzīvajās dzemdībās ir pamanāma vispārēja muskuļu hipotensija, t.i., vispārējs muskuļu vājums. Tas noved pie dzeršanas vājuma un var nodrošināt, ka zīdainis jābaro mākslīgi. Bieži sastopama arī četru pirkstu vaga, kas tik raksturīga trisomijām. Arī šeit trisomijas rašanās biežums ir tieši saistīts ar mātes vecumu.

Trisomy 18

Edvardsa sindroms, t.i., trisomija 18, notiek ar biežumu 1: 3000. Pirmsdzemdību diagnostika ir tāda pati kā ar Patau sindromu: arī šeit vieni un tie paši izmeklējumi ļautu visus pacientus atrast pilnībā pirms dzimšanas. Cēloņus un to izplatību var salīdzināt ar citām trisomijām (sk. 21. trisomiju).

Turklāt 18. trisomijā notiek daļējas trisomijas, kas, tāpat kā mozaīkas veidi, noved pie daudz maigākiem klīniskiem kursiem. Saistītie dismorfismi ir ārkārtīgi raksturīgi arī Edvardsa sindromam: Pēc piedzimšanas pacientiem ir ievērojami samazināts ķermeņa svars - 2 kg (normāli: 2,8–4,2 kg), plaša piere atkāpjas, parasti maz attīstīta sejas apakšdaļa ar mazu muti. atveramas, šauras plakstiņu spraugas un pagrieztas atpakaļ, mainītas formas ausis (fauna auss). Ir pamanāma arī galvas aizmugure, kas jaundzimušajam ir neparasti spēcīgi attīstīta. Ribas ir neparasti šauras un trauslas. Jaundzimušajiem ir arī pastāvīga visas muskulatūras spriedze (tonuss), kas tomēr izdzīvojušajiem pēc dažām pirmajām nedēļām regresē.

Vēl viena raksturīga iezīme ir 2. un 5. pirksta krustošanās pāri 3. un 4. pirkstam ar kopējo pirkstu skaitu, kamēr pēdas ir neparasti garas (pagājušas), tām ir īpaši izteikts papēdis, panīkuši nagi un atpalikts lielais pirksts. .

Nopietnas orgānu malformācijas ir izplatītas un parasti notiek kombinācijā: sirds un nieru defekti, zarnu nepareiza locīšana (malrotācija), vēderplēves saaugumi (mesenterium commune), barības vada aizsprostojums (barības vada atrēzija) un daudz kas cits.

Šo malformāciju dēļ mirstības līmenis pirmajās 4 dienās ir aptuveni 50%, tikai aptuveni 5–10% dzīvo gadu vecākam. Izdzīvošana pieaugušā vecumā ir absolūts izņēmums.Jebkurā gadījumā intelektuālā invaliditāte ir ļoti izteikta un nespēj runāt, ir gulta un nesaturoša, tāpēc pilnībā atkarīga no palīdzības no ārpuses.

Lai iegūtu sīkāku informāciju par 18. trisomiju, lūdzu, izlasiet arī mūsu detalizēto rakstu par šo tēmu:

Trisomy 18 (Edvardsa sindroms)
Trisomy 18 nedzimušajam bērnam

X trisomija

Trisomija X ir visneuzkrītošākā skaitliskās hromosomu aberācijas forma, skarto cilvēku izskats, kas ir loģiski visas sievietes, būtiski neatšķiras no citām sievietēm. Daži izceļas ar to, ka ir īpaši augsti un ar nedaudz “briest” sejas vaibstiem. Garīgā attīstība arī var būt lielā mērā normāla, sākot no robežas normas līdz vieglai garīgai invaliditātei.

Tomēr šis izlūkošanas deficīts ir nedaudz nopietnāks nekā ar citām dzimuma hromosomu trisomijām (XXY un XYY). Ar 1: 1000 biežumu tas patiesībā nav tik reti, taču, tā kā trisomija parasti nav saistīta ar klīniski nozīmīgiem simptomiem, lielākajai daļai sieviešu ar šo slimību, iespējams, nekad netiks diagnosticēta visu mūžu.

Pārnēsātāji lielākoties tiek atklāti nejauši ģimenes pārbaudes laikā vai pirmsdzemdību diagnostikas laikā.Auglību var nedaudz samazināt, un nākamās paaudzes dzimumhromosomu aberāciju biežums var nedaudz palielināties, tāpēc, ja vēlaties būt bērni, ieteicams izmantot ģenētisko konsultāciju.

Tāpat kā citu trisomiju gadījumā, trisomija X visbiežāk attīstās kā brīva trisomija, t.i., māsu hromatīdu dalīšanās (nisadalīšanās) trūkuma dēļ. Arī šeit tas parasti rodas mātes olšūnu nobriešanas laikā, lai gan varbūtība palielinās līdz ar vecumu.

Trauslā X sindroms

Vīriešiem dod priekšroku trauslā X sindromam vai Martina Bella sindromam, jo viņiem ir tikai viena X hromosoma, un tāpēc izmaiņas viņus ietekmē vairāk.

Tas notiek ar biežumu 1: 1250 starp dzīviem vīriešu dzimšanas gadījumiem vienā gadā, padarot to par visizplatītāko nespecifiskās garīgās atpalicības formu, t.i., visus garīgos traucējumus, kurus nevar raksturot ar īpašu sindromu ar tipiskām pazīmēm.

Trauslā X sindroms meitenēm parasti var rasties nedaudz vājākā formā, kas ir saistīts ar nejaušu vienas no X hromosomu inaktivāciju. Jo lielāks ir izslēgtās veselīgās X hromosomas īpatsvars, jo spēcīgāki ir simptomi.

Tomēr lielākoties sievietes ir premutācijas nesējas, kas vēl neizraisa nekādus klīniskus simptomus, bet ievērojami palielina pilnīgas mutācijas varbūtību viņu dēlos. Ļoti retos gadījumos vīrieši var būt arī premutācijas nesēji, kurus viņi pēc tam var nodot tikai meitām, kuras tomēr parasti ir klīniski veselīgas (Šermana paradokss).

Sindromu izraisa ārkārtīgi palielināts CGG tripletu skaits (noteikta bāzes secība) FMR gēnā (trausla vietas garīgā atpalicība); 10-50 kopiju vietā premutācija 50-200, kad pilnībā attīstīta 200- 2000 eksemplāru.

Gaismas mikroskopā tas izskatās kā garās rokas plīsums, kas ir sindroma nosaukums. Tas noved pie skartā gēna dezaktivēšanas, kas savukārt izraisa simptomus.

Ietekmētie cilvēki parāda palēninātu runas un kustību attīstību un var parādīt uzvedības problēmas, kas var virzīties hiperaktivitātes, bet arī autisma virzienā. Tīri ārējas patoloģijas (dismorfisma pazīmes) ir gara seja ar izcilu zodu un izvirzītām ausīm. Ar pubertāti sēklinieki bieži ir ievērojami palielināti (makroorhīdijas), un sejas vaibsti kļūst rupji. Starp premutācijas sievietēm ir neliela psiholoģisko noviržu uzkrāšanās un īpaši agrīna menopauze.

Kas ir hromosomu analīze?

Hromosomu analīze ir process citoģenētikā, ar kura palīdzību var noteikt skaitliskas vai strukturālas hromosomu aberācijas.

Šādu analīzi izmantotu, piemēram, ja nekavējoties ir aizdomas par hromosomu sindromu, ti, malformāciju (dismorfismu) vai intelektuālo traucējumu (atpalicības) gadījumā, bet arī neauglības, regulāru spontāno abortu (abortu) gadījumā un arī ar daži vēži (piemēram, limfomas vai leikēmija).

Tam parasti nepieciešami limfocīti - īpaša veida imūnās šūnas, kuras iegūst no pacienta asinīm. Tā kā šādā veidā var iegūt tikai salīdzinoši nelielu daudzumu, šūnas tiek stimulētas sadalīties ar fitohemaglutinīnu un limfocītus var kultivēt laboratorijā.

Dažos gadījumos paraugi (biopsijas) tiek ņemti no ādas vai muguras smadzenēm ar līdzīgu procedūru. Mērķis ir iegūt pēc iespējas vairāk DNS materiāla, kas šobrīd atrodas šūnu dalīšanās vidū. Metafāzē visas hromosomas ir izvietotas vienā līmenī aptuveni šūnas vidū, lai nākamajā posmā, anafāzē, tās varētu novilkt uz šūnas pretējām pusēm (poliem).

Šajā brīdī hromosomas ir īpaši cieši iepakotas (ļoti kondensētas). Pievieno vārpstas indes kolhicīnu, kas precīzi darbojas šajā šūnu cikla fāzē, tā ka metafāzes hromosomas uzkrājas. Pēc tam tos izolē un iekrāso, izmantojot īpašas krāsošanas metodes.

Visizplatītākā ir GTG josla, kurā hromosomas apstrādā ar tripsīnu, gremošanas enzīmu un pigmentu Giemsa. Īpaši blīvi iesaiņotie reģioni un tie, kas bagāti ar adenīnu un timīnu, ir parādīti tumši.

Rezultātā iegūtās G joslas ir raksturīgas katrai hromosomai, un vienkāršotā veidā tās tiek uzskatītas par reģioniem, kuros ir mazāk gēnu. Šādā veidā iekrāsotās hromosomas tiek uzņemtas ar tūkstoškārtīgu palielinājumu un ar datorprogrammas palīdzību tiek izveidota kariogramma. Papildus joslas paraugam tiek izmantoti hromosomas lielums un centromēras stāvoklis, lai palīdzētu atbilstoši sakārtot hromosomas. Bet ir arī citas joslu metodes, kurām var būt ļoti dažādas priekšrocības.