Hromosomas

Definīcija - kas ir hromosomas?

Šūnas ģenētiskais sastāvs tiek glabāts DNS (dezoksiribonukleīnskābes) un tās bāzu (adenīna, timīna, guanīna un citozīna) formā. Visās eikariotu šūnās (dzīvnieki, augi, sēnītes) tas atrodas šūnas kodolā hromosomu formā. Hromosoma sastāv no vienas, saskanīgas DNS molekulas, kas ir savienota ar noteiktiem proteīniem.

Nosaukums hromosoma ir atvasināts no grieķu valodas, un to var aptuveni iztulkot kā "krāsas ķermeni". Šis nosaukums cēlies no fakta, ka ļoti agrīnā citoloģijas vēsturē (1888. gadā) zinātniekiem izdevās tos iekrāsot, izmantojot īpašas pamata krāsvielas, un identificēt tos gaismas mikroskopā. Tomēr tie patiešām ir redzami tikai noteiktā šūnu cikla brīdī, mitozē (mejoze dzimumšūnās), kad hromosoma ir īpaši blīva (kondensēta).

Kā tiek strukturētas hromosomas?

Ja visa šūnas DNS dubultā spirāle, t.i., aptuveni 3,4 x 109 bāzes pāri, tiktu sasaistīta kopā, tā garums būtu lielāks par vienu metru. Visu pievienoto hromosomu kopējais garums ir tikai aptuveni 115 µm. Šīs garuma atšķirības izskaidro ar ļoti kompakto hromosomu struktūru, kurā DNS vairākas reizes tiek ievainota vai spirālveidota ļoti specifiskā veidā.

Svarīgu lomu tajā spēlē histoni, īpaša olbaltumvielu forma. Kopā ir 5 dažādi histoni: H1, H2A, H2B, H3 un H4. Divi no pēdējiem četriem histoniem apvienojas, veidojot cilindrisku struktūru - oktameru, ap kuru dubultā spirāle vijas apmēram divreiz (= super spirāle). H1 piestiprina sevi šai struktūrai, lai to stabilizētu.

Šo DNS, oktamera un H1 kompleksu sauc par nukleosomu. Vairākas no šīm nukleosomām tagad ir “kā pērļu virtene” ar salīdzinoši īsiem intervāliem (10–60 bāzes pāriem) vienu aiz otras. Sadaļas starp hromosomām ir zināmas kā spacer DNS. Atsevišķās nukleosomas tagad atkal nonāk saskarē caur H1, kas rada turpmāku spirāli un tādējādi arī saspiešanu.

Iegūtā virkne savukārt atrodas cilpās, kuras stabilizē mugurkauls, kas izgatavots no skābiem nehistoņa proteīniem, pazīstams arī kā Hertone. Šīs cilpas savukārt ir spirālēs, kuras stabilizē olbaltumvielas, kā rezultātā notiek pēdējā saspiešanas pakāpe. Tomēr šī augstā saspiešanas pakāpe notiek tikai šūnu dalīšanās kontekstā mitozes laikā.

Šajā fāzē var redzēt arī raksturīgo hromosomu formu, kas sastāv no diviem hromatīdiem. Vieta, kur tie ir savienoti, tiek saukta par centromēru. Tas sadala katru metafāzes hromosomu divās īsajās un divās garajās daļās, ko sauc arī par p un q grupām.
Ja centromērs atrodas aptuveni hromosomas vidū, to sauc par metacentrisku hromosomu, ja tas pilnībā atrodas vienā no akrocentriskās hromosomas galiem. Starp tiem sauc submetacentriskās hromosomas. Šīs atšķirības, kuras jau var redzēt zem gaismas mikroskopa, kā arī garums ļauj sākotnēji klasificēt hromosomas.

Kas ir telomeres?

Telomēri ir hromosomu gali ar atkārtotām sekvencēm (TTAGGG). Tajos nav nekādas būtiskas informācijas, bet tie ir paredzēti, lai novērstu atbilstošāku DNS sekciju pazaudēšanu. Ar katru šūnu dalīšanos daļa hromosomas tiek zaudēta caur DNS replikācijas mehānismu.

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

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

Visu par tēmu lasiet šeit: Telomeres - anatomija, funkcija un slimības

Kas ir hromatīns?

Hromatīns attiecas uz visu šūnas kodola saturu, ko var iekrāsot ar bāzi. Tāpēc papildus DNS termins ietver arī noteiktus proteīnus, piemēram, Histoni un Hertoni (sk. Struktūru), kā arī noteikti RNS fragmenti (hn un snRNA).

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

Konstitutīvs heterochromatīns ir visblīvākā forma, kas atrodas visaugstākajā kondensācijas pakāpē visās šūnu cikla fāzēs. Tas veido apmēram 6,5% no cilvēka genoma un galvenokārt nelielā mērā atrodas netālu no centromēriem un hromosomu ieroču galiem (telomēriem), bet arī citās vietās (galvenokārt 1., 9., 16., 19. un Y hromosomā). Turklāt lielākā daļa konstitutīvā heterohromatīna atrodas netālu no kodolenerģijas membrānas, t.i., uz šūnas kodola malām. Vietas vidū ir rezervētas aktīvajam hromatīnam - eihromatīnam.

Fakultatīvais heterohromatīns ir nedaudz mazāk blīvs, un to var aktivizēt un deaktivizēt pēc vajadzības vai atkarībā no attīstības pakāpes. Labs piemērs tam ir otrā X hromosoma sieviešu kariotipos. Tā kā vienas X hromosomas principā ir pietiekami, lai šūna izdzīvotu, kā tas galu galā ir pietiekams vīriešiem, embrionālās fāzes laikā viena no tām tiek deaktivizēta. deaktivizēto X hromosomu sauc par Barra ķermeni.

Tikai šūnu dalīšanās laikā mitozes apstākļos tā pilnībā kondensējas, līdz ar to metafāzē tā sasniedz augstāko saspiešanu. Tomēr, tā kā dažādus gēnus bieži lasa atšķirīgi - galu galā ne visi proteīni vienmēr ir nepieciešami vienā daudzumā, šeit tiek nošķirts aktīvais un neaktīvais euchromatīns.

Lasiet vairāk par šo sadaļu: Hromatīns

Haploīdās hromosomas

Haploīds (gr. Haploos = viens) nozīmē, ka visas šūnas hromosomas atrodas individuāli, t.i., nevis pa pāriem (diploīdi), kā tas parasti notiek. Tas ir visu olšūnu un spermas šūnu dabiskais stāvoklis, kurā divi identiski hromatīdi sākotnēji netiek atdalīti kā pirmā meiozes daļa, bet gan visi hromosomu pāri tiek atdalīti vispirms.

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

Polietilēna hromosomas

Polietilēna hromosoma ir hromosoma, ko veido liels skaits ģenētiski identisku hromatīdu. Tā kā šādas hromosomas ir viegli pamanāmas zemākā palielinājumā, tās dažreiz tiek sauktas par milzu hromosomām. Priekšnoteikums tam ir endoreplācija, kurā hromosomas tiek vairākkārt reizinātas šūnas kodolā, nenotiek šūnu dalīšana.

Kādas ir hromosomu funkcijas?

Hromosomu kā mūsu genoma organizatorisko vienību galvenokārt izmanto, lai nodrošinātu, ka dublētais genoms vienmērīgi tiek sadalīts starp meitas šūnām šūnu dalīšanas laikā. Lai to izdarītu, ir vērts tuvāk izpētīt šūnu dalīšanas vai šūnu cikla mehānismus:

Šūna lielāko daļu no cikla pavada starpfāzē, kas nozīmē visu laika periodu, kurā šūna tūlīt nedalās. Tas, savukārt, ir sadalīts G1, S un G2 fāzēs.

G1 fāze (G spraugai, t.i., spraugai) tūlīt seko šūnu dalīšanai. Šeit šūna atkal palielinās pēc izmēra un veic vispārējas metabolisma funkcijas.

No šejienes tas var arī pārslēgties uz G0 fāzi. Tas nozīmē, ka tas mainās uz stadiju, kuru vairs nespēj sadalīt, un normālos gadījumos arī ļoti mainās, lai veiktu ļoti specifisku funkciju (šūnu diferenciācija). Lai izpildītu šos uzdevumus, ļoti specifiski gēni tiek lasīti intensīvāk, citi mazāk vai nemaz.

Ja DNS sadaļa ilgu laiku nav nepieciešama, tā bieži atrodas hromosomu daļās, kuras ilgu laiku ir blīvi iesaiņotas (sk. Hromatīnu). No vienas puses, tā mērķis ir ietaupīt vietu, bet 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 atgriezties ciklā.

G1 fāzei seko S fāze, t.i., fāze, kurā tiek sintezēta jauna DNS (DNS replikācija). Šeit visai DNS jābūt brīvākajā formā, t.i., visām hromosomām ir jābūt pilnīgi nesaistītām (skatīt struktūru).

Sintēzes fāzes beigās šūnā tiek dublēts viss ģenētiskais materiāls. Tā kā kopija joprojām tiek pievienota oriģinālajai hromosomai caur centromēru (skatīt struktūru), tad nerunā par hromosomu dublēšanos.

Katra hromosoma tagad sastāv no divām hromatīdām, nevis vienai, lai vēlāk mitozes laikā 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, kuras vajadzības gadījumā var labot.

Pamatā ir divu veidu šūnu dalīšana: mitoze un meioze. Visas organisma šūnas, izņemot cilmes šūnas, rodas mitozes ceļā, kuru vienīgais uzdevums ir divu ģenētiski identisku meitas šūnu veidošanās.
No otras puses, mejozes mērķis ir ģenētiski atšķirīgu šūnu ģenerēšana:
Pirmajā solī 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 priekšgājēja šūnas rodas četras dzimumšūnas ar atšķirīgu ģenētisko materiālu.

Hromosomu forma un struktūra ir būtiska abiem mehānismiem: Īpašie "olbaltumvielu pavedieni", tā sauktais vārpstas aparāts, piestiprinās pie ļoti kondensētām hromosomām un smalki regulētā procesā hromosomas velk no vidusplaknes (ekvatoriālajā plaknē) uz pretējiem šūnas poliem ap vienu. lai nodrošinātu vienmērīgu izplatīšanu. Pat nelielas izmaiņas hromosomu mikrostruktūrā var izraisīt nopietnas sekas.

Visos zīdītājos dzimuma hromosomu X un Y attiecība nosaka arī pēcnācēju dzimumu. Pamatā 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 izlases sistēma garantē vienmērīgāku dzimumu sadalījumu, nekā tas būtu, piemēram, ar vides faktoriem, piemēram, temperatūru.

Uzziniet vairāk par tēmu: Šūnu kodola dalīšana

Kā gēni tiek nodoti caur hromosomām?

Šodien mēs zinām, ka īpašības tiek mantotas caur gēniem, kas šūnās tiek glabāti DNS formā. Tie, savukārt, ir sadalīti 46 hromosomās, uz kurām tiek sadalīti 25 000-30000 cilvēku gēni.

Papildus pašam īpašumam, ko sauc par fenotipu, ir arī ģenētiskais ekvivalents, ko sauc par genotipu. Vieta, kur gēns atrodas hromosomā, tiek saukta par lokusu. Tā kā cilvēkiem ir dubultā katra hromosoma, katrs gēns notiek arī divreiz. Vienīgais izņēmums ir X hromosomu gēni vīriešiem, jo ​​Y hromosomā ir tikai daļa no ģenētiskās informācijas, kas atrodama X hromosomā.

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

Ja viena gēna mutācija ir pietiekama, lai mainītu fenotipu, tiek runāts par monogēno vai Mendelian mantojumu. Tomēr daudzas no iedzimtajām īpašībām tiek mantotas caur vairākiem mijiedarbīgiem gēniem, un tāpēc tās ir daudz grūtāk izpētīt.

Tā kā māte un tēvs mendeļu mantojumā bērnam nodod vienu no diviem gēniem, nākamajā paaudzē vienmēr ir četras iespējamās kombinācijas, turklāt šīs var būt vienādas arī attiecībā uz vienu īpašumu. Ja abām indivīda alēlēm ir vienāda ietekme uz fenotipu, indivīds ir homozigots attiecībā pret šo raksturlielumu, un raksturlielums ir attiecīgi pilnībā izteikts.

Heterozigotiem ir divas atšķirīgas alēles, kas var savstarpēji mijiedarboties dažādos veidos: Ja viena alēle dominē pār otru, tā pilnīgi nomāc tās izpausmi un dominējošā pazīme kļūst redzama fenotipā. Apslāpētā alēle tiek saukta par recesīvo.

Kodominantā mantojuma gadījumā abas alēles var izpausties viena otru neietekmējot, savukārt starpposma mantojuma gadījumā ir abu īpašību sajaukums. Labs piemērs tam ir AB0 asinsgrupu sistēma, kurā A un B dominē viena otrai, bet 0 dominē viena otrai.

Kāds ir parastais 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 komplektu.

Autosomas parasti nāk pa pāriem. Pāra hromosomas pēc formas un gēnu secības ir līdzīgas, tāpēc tās sauc par homologām. Sieviešu divas X hromosomas ir arī homoloģiskas, savukārt vīriešiem ir X un Y hromosomas. Tie atšķiras pēc esošo gēnu formas un skaita, tāpēc vairs nevar runāt par homoloģiju.

Dzimumšūnām, t.i., olšūnu un spermas šūnām, meiozes dēļ ir tikai puse hromosomu komplekta, proti, 22 atsevišķas autosomas un viena gonosoma. Tā kā dzimumšūnas apaugļošanās laikā saplūst un dažreiz apmainās ar veseliem segmentiem (crossover), 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: Mitosis - vienkārši izskaidrots!

Kāpēc vienmēr ir hromosomu pāri?

Pamatā uz šo jautājumu var atbildēt ar vienu teikumu: jo ir pierādīts, ka tas ir izdevīgs. Hromosomu pāru klātbūtne un rekombinācijas princips ir svarīgi mantošanai seksuālās reprodukcijas ziņā. Tādā veidā pilnīgi nejauši no divu indivīdu ģenētiskā materiāla var parādīties pilnīgi jauns indivīds.

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

Divkāršajam hromosomu komplektam ir arī aizsargājošs efekts: ja gēna mutācija novestu pie funkcionēšanas traucējumiem, otrajā hromosomā joprojām ir sava veida "rezerves kopija". Tas ne vienmēr ir pietiekams, lai organisms kompensētu nepareizu darbību, it īpaši, ja dominējošā ir mutēta alēle, bet 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?

Ģenētiskus defektus var radīt jonizējošs starojums (piemēram, rentgenstari), ķīmiskas vielas (piemēram, benzopirēns cigarešu dūmos), atsevišķi vīrusi (piemēram, HP vīrusi) vai arī ar nelielu varbūtību tie var rasties tikai nejauši. Tās attīstībā bieži ir iesaistīti vairāki faktori. Principā šādas izmaiņas var notikt visos ķermeņa audos, bet praktisku iemeslu dēļ analīze parasti tiek ierobežota ar limfocītiem (īpaša veida imūnās šūnas), fibroblastiem (saistaudu šūnām) un kaulu smadzeņu šūnām.

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

Mutācijām var būt ļoti atšķirīga ietekme:

1. Klusās mutācijas, t.i., mutācijas, kurās izmaiņām nav ietekmes uz indivīdu vai viņu pēcnācējiem, ir diezgan netipiskas hromosomu aberācijām un biežāk sastopamas gēnu vai punktu mutāciju jomā.
   
2. Funkcijas zaudēšanas mutācija ir tāda, kad mutācijas rezultātā rodas nepareizi salocīts un tāpēc nefunkcionējošs proteīns vai vispār nav olbaltumvielu.
   
3. Tā sauktās funkcijas palielināšanas mutācijas maina iedarbības veidu vai saražoto olbaltumvielu daudzumu tādā veidā, ka rodas pilnīgi jauni efekti. No vienas puses, tas ir izšķirošs evolūcijas un tādējādi sugas izdzīvošanas vai jaunu sugu rašanās mehānisms, bet, no otras puses, tāpat kā Filadelfijas hromosomas gadījumā, tas var arī dot izšķirošu ieguldījumu vēža šūnu attīstībā.

Vispazīstamākās no dažādajām hromosomu aberāciju formām, iespējams, ir skaitliskās aberācijas, kurās atsevišķas hromosomas atrodas tikai vienreiz (monosomija) vai pat trīs reizes (trisomija).

Ja tas attiecas tikai uz vienu hromosomu, to sauc par aneuploidiju, un visu hromosomu kopumu ietekmē poliploidija (tri- un tetraploidija). Vairumā gadījumu šī nepareizā sadalīšana rodas dzimumšūnu attīstības gaitā, pateicoties hromosomu neatdalīšanai (nesadalīšanai) šūnu dalīšanās laikā (mejoze). Tas noved pie nevienmērīga hromosomu sadalījuma starp meitas šūnām un tādējādi ar skaitlisku aberāciju bērnā, kas attīstās.

Ne-dzimuma hromosomu (= autosomu) monosomijas nav savienojamas ar dzīvi, un tāpēc tās nerodas dzīviem bērniem. Autosomālas trisomijas, izņemot 13., 18. un 21. trisomiju, gandrīz vienmēr izraisa spontānus abortus.

Jebkurā gadījumā, atšķirībā no dzimuma hromosomu aberācijām, kas arī var būt neuzkrītošas, vienmēr ir nopietni klīniski simptomi un, kā likums, vairāk vai mazāk izteiktas ārējas anomālijas (dismorfismi).

Šāds nepareizs sadalījums var notikt arī vēlāk dzīvē ar mitotisku šūnu dalīšanos (visas šūnas, izņemot dzimumšūnas). Tā kā papildus ietekmētajām šūnām ir arī neizmainītas šūnas, runā par somatisko mozaīku. Ar somatisko (grieķu soma = ķermenis) tiek domātas visas šūnas, kas nav cilmes šūnas. Tā kā tiek ietekmēta tikai neliela ķermeņa šūnu daļa, simptomi parasti ir daudz maigāki. Tāpēc mozaīkas parasti ilgu laiku netiek pamanītas.

Šeit jūs varat uzzināt visu par tēmu: Hromosomu mutācija

Kas ir hromosomu aberācija?

Hromosomu strukturālā aberācija būtībā atbilst hromosomu mutācijas definīcijai (skatīt iepriekš). Ja ģenētiskā materiāla daudzums paliek tāds pats un vienkārši tiek sadalīts atšķirīgi, tad runā par līdzsvarotu aberāciju.

Tas bieži notiek ar translokācijas palīdzību, t.i., hromosomas segmenta pārnešanu uz citu hromosomu. Ja tā ir apmaiņa starp divām hromosomām, tad runā par savstarpēju translokāciju. Tā kā olbaltumvielu ražošanai nepieciešami tikai aptuveni 2% genoma, ir ļoti maza varbūtība, ka šāds gēns atrodas pārtraukuma punktā un tādējādi zaudē savu funkciju vai ir traucēts tajā. Tāpēc šāda līdzsvarota novirze bieži paliek nepamanīta un tiek nodota vairākām paaudzēm.

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

Tomēr nesabalansēta aberācija 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 (= dzēšanas) vai dublēšanās (= dublēšanās). Šajā kontekstā var runāt par daļējām mono- un trisomijām.

Dažos gadījumos tie notiek kopā divos dažādos reģionos, daļējai monosomijai parasti ir lielāka nozīme klīnisko simptomu parādīšanā. Šie ir nozīmīgi dzēšanas piemēri Kaķu kliedziena sindroms un Vilka-Hiršhorna sindroms.

Viens runā par mikrodeleciju, kad izmaiņas vairs nevar noteikt ar gaismas mikroskopu, t.i., kad tas ir jautājums par viena vai dažu gēnu zaudēšanu. Šī parādība tiek uzskatīta par Prader-Willi sindroma un Angelman sindroma cēloni un ir cieši saistīta ar retionoblastomas attīstību.

Robertsona pārvietošana ir īpašs gadījums:
Divas akrocentriskas hromosomas (13, 14, 15, 21, 22) to centromērā apvienojas un pēc īsās rokas zaudēšanas veido vienu hromosomu (sk. Struktūru). Lai gan tas izraisa samazinātu hromosomu skaitu, to sauc par līdzsvarotu aberāciju, jo šajās hromosomās saīsinātās rokas zaudējumu var viegli kompensēt. Arī šeit bieži vien ietekme ir pamanāma tikai nākamajās paaudzēs, jo ir ļoti liela abortu iespējamība vai dzīvo bērni ar trisomiju.

Ja hromosomā ir divi pārtraukumi, var gadīties, ka starpposma segments tiek pagriezts par 180 ° un iekļauts hromosomā. Šis process, kas pazīstams kā inversija, nav līdzsvarots tikai tad, ja pārrāvuma punkts atrodas aktīvā gēnā (2% no kopējā ģenētiskā materiāla). Atkarībā no tā, vai centromērs atrodas apgrieztā segmentā vai ārpus tā, tā ir peri- vai paracentriska inversija. Šīs izmaiņas var arī veicināt nevienmērīgu ģenētiskā materiāla sadalījumu dzimumšūnās.

Paracentriskā inversijā, kurā centromērs neatrodas apgrieztā segmentā, var parādīties arī dzimumšūnas ar divām vai bez centromēra. Rezultātā pati pirmā šūnu dalīšanās laikā tiek zaudēta atbilstošā hromosoma, kas gandrīz noteikti izraisa abortu.

Ievietošana attiecas uz hromosomas fragmenta iekļaušanu citur. Arī šeit pēcnācējus galvenokārt ietekmē līdzīgi. Gredzena hromosoma var notikt īpaši pēc gala daļu izdzēšanas. Secību veids un lielums ir noteicošais simptomu nopietnībai. Turklāt tas var izraisīt nepareizu sadalījumu un tādējādi savukārt mozaīkas tipus ķermeņa šūnās.

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

Lasiet vairāk par šo tēmu: Hromosomu aberācija

21. trisomija

21. trisomija, labāk pazīstama kā Dauna sindroms, neapšaubāmi ir visizplatītākā skaitliskā hromosomu aberācija dzīvu dzemdību laikā, vīriešus skar nedaudz biežāk (1.3: 1).

21. trisomijas rašanās varbūtība ir atkarīga no dažādiem demogrāfiskiem faktoriem, piemēram, no vidējā māšu vecuma dzimšanas brīdī, un tas dažādos reģionos nedaudz atšķiras.

95% no trisomijas 21 rodas dalīšanas kļūdas rezultātā meiozes (dzimumšūnu dalīšanas) kontekstā, proti, nesadalīšanās, t.i., māsas hromatīdu neatdalīšanas dēļ.

Tās sauc par brīvajām trisomijām un rodas 90% mātes, 5% tēva un vēl 5% embrija genomā.

Vēl 3% rodas nelīdzsvarotu translokāciju rezultātā vai nu 14. hromosomā, vai kā 21. hromosomā; Translokācija, izveidojot normālu un dubultu hromosomu 21. Atlikušie 2% ir mozaīkas tipi, kuros trisomija neradās dzimumšūnās un tāpēc neietekmē visas ķermeņa šūnas. Mozaīkas tipi bieži ir tik viegli, ka ilgu laiku var palikt pilnīgi neatklāti.

Jebkurā gadījumā jāveic hromosomu pārbaude, lai simptomātiski identisku brīvo trisomiju atšķirtu no iespējamās iedzimtas translokācijas trisomijas. Pēc tam var sekot iepriekšējo paaudžu ģimenes vēsture.

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

13. trisomija

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

Teorētiski gandrīz visus gadījumus pirms diagnozes varēja diagnosticēt, izmantojot ultraskaņu vai PAPP-A testu. Tā kā PAPP-A pārbaude nav obligāti ikdienas izmeklējumu sastāvdaļa, aptuveni 80% gadījumu Centrāleiropā tiek diagnosticēti pirms dzimšanas.

Augšanas atliekas, abpusēju lūpu un aukslēju un neparasti mazas acis (mikroftalmija) var redzēt jau ar ultraskaņu. Turklāt parasti ir dažādas smaguma pakāpes priekšējās smadzenes un sejas kroplības (holoprosencefalija).

Kamēr lobar formā smadzeņu puslodes ir gandrīz pilnībā atdalītas un tiek izveidoti sānu kambari, puslobārā formā bieži tiek atdalīta tikai smadzeņu aizmugurējā daļa un trūkst sānu kambara. Smagākajā formā, alobarā, smadzeņu puslodes netiek atdalītas.

Zīdaiņi, kuriem ir daļēji vai alobāra forma, parasti mirst tūlīt pēc piedzimšanas. Pēc mēneša mirstības līmenis ir aptuveni 50% no dzimušajiem. Līdz 5 gadu vecumam mirstība no 13. trisomijas palielinās līdz 90%. Smadzeņu kroplību dēļ vairumā gadījumu slimnieki visu mūžu paliek gultasvietā un nevar runāt, tāpēc viņi ir atkarīgi no pilnīgas aprūpes. Turklāt var būt arī plašas Trismoie 13 fiziskās izpausmes.

Lasiet vairāk par šo tēmu vietnē: 13. trisomija nedzimušam bērnam

16. trisomija

Būtībā vispopulārākā trisomija ir 16. trisomija (apmēram 32% no visām trisomijām), bet dzīvi bērni ar 16. tromiju ir ļoti reti. Kopumā dzīvas dzemdības notiek tikai daļējās trisomijās vai mozaīkas veidos. Starp trisomijām tā visbiežāk ir atbildīga par nedzīvi dzimušiem bērniem: 32 no 100 abortiem, kas saistīti ar hromosomu aberācijām, var izsekot šai trisomijas formai.

Tādēļ dokumentēti galvenokārt prenatāli, t.i., prenatāli, identificējamie raksturlielumi. Šeit jāņem vērā dažādi sirds defekti, palēnināta augšana, viena nabas artērija (savādāk dubultā) un palielināta kakla caurspīdīgums, kas izskaidrojams ar šķidruma uzkrāšanos, jo vēl nav pilnībā izveidojusies limfas sistēma un paaugstināta ādas elastība šajā apgabalā. Turklāt fizioloģiskā nabas trūce, t.i., lielas zarnas daļas īslaicīga pārvietošana caur nabu uz ārpusi, bieži vien nepietiekami regresē, kas ir pazīstama kā omfalocele vai nabas saites pārrāvums.

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

18. trisomija

Edvarda sindroms, t.i., 18. trisomija, notiek ar frekvenci 1: 3000. Ar pirmsdzemdību diagnostiku tas ir tas pats, kas ar Patau sindromu: Arī šeit tie paši izmeklējumi ļautu visus pacientus atrast pilnībā pirms dzimšanas. Cēloņi un to sadalījums jāsalīdzina ar citām trisomijām (sk. 21. trisomiju).

Turklāt 18. trisomijā ir arī daļējas trisomijas, kas, tāpat kā mozaīkas, izraisa daudz maigākus klīniskos kursus. Ar to saistītie dismorfismi ir ārkārtīgi raksturīgi arī Edvarda sindromam: piedzimstot, pacientiem ir ievērojami samazināts ķermeņa svars - 2 kg (normāli: 2,8–4,2 kg), plaša piere atkāpjas, parasti sejas nepietiekami attīstīta apakšējā puse ar nelielu mutes atveri. , šauri plakstiņi un pagriezti atpakaļ, mainītas formas ausis (faunas auss). Turklāt galvas aizmugure ir neparasti labi attīstīta jaundzimušajam. Ribas ir neparasti šauras un trauslas. Jaundzimušajiem ir arī pastāvīgs visa muskuļa sasprindzinājums (tonuss), kas tomēr pārdzīvo pēc pirmajām nedēļām.

Vēl viena raksturīga iezīme ir 2. un 5. pirkstu šķērsošana virs 3. un 4. ar kopējo ieliekto pirkstu skaitu, kamēr pēdas ir neparasti garas (pagājušas), tām ir īpaši izteikts papēdis, satriecoši kāju pirksti un noteikts muguras lielais purngals.

Bieži sastopamas nopietnas orgānu anomālijas, kas parasti rodas kombinācijā: sirds un nieru defekti, nepareizas locīšanas (nepareizas sakārtošanās) zarnās, vēderplēves (mesenterium commune) saaugumi, barības vada oklūzija (barības vada atrezija) un daudz kas cits.

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

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

• 18. trisomija (Edvarda sindroms)
• 18. trisomija nedzimušam bērnam

X trisomija

X trisomija ir neuzkrītošākā skaitliskā hromosomu aberācijas forma, skarto personu izskats, kas loģiski ir sievietes, ļoti neatšķiras no citām sievietēm. Daži no tiem ir pamanāmi, jo tie ir īpaši augsti un tiem ir nedaudz "briest" sejas vaibsti. Garīgā attīstība lielākoties var būt arī normāla, sākot no normālas robežas un beidzot ar vieglu garīgu invaliditāti.

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

Nesējus galvenokārt atklāj nejauši ģimenes pārbaudes laikā vai pirmsdzemdību diagnostikas laikā. Auglība var būt nedaudz samazināta, un dzimuma hromosomu aberāciju likme nākamajā paaudzē var nedaudz palielināties, tāpēc, ja vēlaties bērnus, ieteicams veikt ģenētiskas konsultācijas.

Tāpat kā citās trisomijās, X trisomija visbiežāk attīstās kā brīva trisomija, t.i., māsu hromatīdu dalīšanas (nesadalīšanas) trūkuma dēļ. Arī šeit tas parasti rodas mātes olšūnu nogatavināšanas laikā, lai gan varbūtība palielinās līdz ar vecumu.

Trausls X sindroms

Vīriešiem priekšroka tiek dota trausla X sindroma vai Martina Bella sindroma gadījumā, jo viņiem ir tikai viena X hromosoma, un tāpēc izmaiņas tās ietekmē vairāk.

Tas notiek ar biežumu 1: 1250 starp dzimušiem vīriešiem viena gada laikā, padarot to par visizplatītāko nespecifiskās garīgās atpalicības veidu, t.i., visiem garīga rakstura traucējumiem, kurus nevar aprakstīt ar īpašu sindromu ar tipiskām pazīmēm.

Trausla X sindroms parasti var rasties arī meitenēm nedaudz vājākā formā, kas ir saistīts ar nejaušu vienas X hromosomu inaktivāciju. Jo lielāks ir izslēgto veselīgo X hromosomu īpatsvars, jo spēcīgāki ir simptomi.

Tomēr vairumā gadījumu sievietes ir preutācijas nesējas, kas vēl nerada 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, bet kuri parasti ir arī klīniski veseli (Sherman paradokss).

Sindromu izraisa ārkārtīgi palielināts CGG tripletu skaits (noteikta pamatnes secība) FMR gēnā (trausla vietne-garīgā atpalicība); 10–50 eksemplāru vietā premutācija 50–200 ar pilnu izpausmi 200–2000 eksemplāru.

Gaismas mikroskopā tas izskatās kā garās rokas lūzums, tieši tas sindromam deva nosaukumu. Tas noved pie skartā gēna deaktivizēšanas, kas savukārt izraisa simptomus.

Ietekmētie cilvēki parāda palēninātu runas un kustību attīstību un var parādīt uzvedības problēmas, kas var izraisīt hiperaktivitātes, bet arī autisma virzienā.Tīri ārējas anomālijas (dismorfisma pazīmes) ir gara seja ar redzamu zodu un izvirzītām ausīm. Ar pubertāti sēklinieki bieži ir ievērojami paplašināti (makroorhīdijas), un sejas vaibsti kļūst rupjāki. Starp sievietēm, kuras pārnēsā privilēģijas, ir nedaudz uzkrājušās psiholoģiskas novirzes un īpaši agrīna menopauze.

Kas ir hromosomu analīze?

Hromosomu analīze ir process citoģenētikā, ar kura palīdzību var noteikt skaitlisku vai strukturālu hromosomu aberācijas.

Šādu analīzi izmantotu, piemēram, ja nekavējoties rodas aizdomas par hromosomu sindromu, t.i., kroplību (dismorfismu) vai intelektuālu traucējumu (atpalicības) gadījumā, kā arī neauglības, regulāru abortu (abortu) gadījumā, kā arī ar noteiktiem vēža gadījumiem (piemēram, limfomas) vai leikēmija).

Parasti tam nepieciešami limfocīti - īpaša veida imūnās šūnas, kuras iegūst no pacienta asinīm. Tā kā šādā veidā var iegūt tikai salīdzinoši nelielu daudzumu, šūnas tiek stimulētas dalīties ar fitohemagglutinīnu, un limfocītus pēc tam var audzēt laboratorijā.

Dažos gadījumos paraugi (biopsijas) tiek ņemti no ādas vai muguras smadzenēm, un tiek izmantota līdzīga procedūra. Mērķis ir iegūt pēc iespējas vairāk DNS materiāla, kas šobrīd atrodas šūnu dalīšanās vidū. Metafāzē visas hromosomas ir izkārtotas vienā līmenī aptuveni šūnas vidū, lai nākamajā posmā - anafāzē - varētu pievilkt šūnas pretējām pusēm (poliem).

Šajā brīdī hromosomas ir īpaši cieši iesaiņotas (ļoti kondensētas). Pievienots vārpstas indes kolhicīns, 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 reģioni, kas bagāti ar adenīnu un timīnu, ir tumši.

Iegūtās G joslas ir raksturīgas katrai hromosomai un, vienkāršoti izsakoties, tiek uzskatītas par reģioniem, kuros ir mazāk gēnu. Tādā veidā iekrāsotu hromosomu attēls tiek uzņemts ar tūkstoškārtīgu palielinājumu un ar datorprogrammas palīdzību tiek izveidota kariogramma. Papildus joslu modelim hromosomu lielums un centromēra pozīcija tiek izmantoti, lai attiecīgi sakārtotu hromosomas. Ir arī citas savienošanas metodes, kurām var būt ļoti dažādas priekšrocības.

Redakcijas ieteikumi

Lai iegūtu vispārīgāku informāciju, skatiet šādus rakstus:

• Šūnu kodola dalīšana
• Šūnas kodola funkcijas
• 21. trisomija
• Ģenētiskās slimības