Trisomija in spolni kromosomi Downovega sindroma



Ena trisomija gre za kromosomsko stanje posameznikov, ki namesto običajnega para nosijo tri kromosome. Pri diploidih je normalna ovojnica dva kromosoma, vsak od kromosomskega komplementa, ki opredeljuje vrsto..

Sprememba števila v samo enem od kromosomov se imenuje aneuploidija. Če bi zajemala spremembe v skupnem številu kromosomov, bi to bila prava ploidnost ali evpolid. Človek ima 46 kromosomov v vsaki od svojih somatskih celic. Če imajo eno trisomijo, bodo imeli 47 kromosomov.

Trisomije so statistično gledano pogoste in predstavljajo velike spremembe za nosilni organizem. Lahko se pojavijo tudi pri ljudeh in so povezane s kompleksnimi boleznimi ali sindromi.

V človeku so znani trisomije. Najbolj obiskana, pogosta in znana od vseh je trisomija kromosoma 21, najpogostejši vzrok tako imenovanega sindroma Downa..

V človeškem telesu obstajajo še druge trisomije, ki nosijo velik fiziološki strošek. Med njimi imamo trisomijo kromosoma X, ki predstavlja velik izziv za žensko, ki trpi.

Vsak živi eukariotski organizem lahko predstavlja trisomijo. Na splošno je pri rastlinah vsaka sprememba števila kromosomov (aneuploidija) veliko bolj škodljiva kot povečanje števila kromosomskih dopolnil vrst. Pri drugih živalih so praviloma tudi aneuploidije vzrok za številna stanja.

Indeks

  • 1 Trisomija kromosoma 21 (Down sindrom: 47, +21)
    • 1.1 Opis in zgodovina
    • 1.2 Genetski vzroki bolezni
  • 2 Pojav bolezni
  • 3 Diagnoza in študije v drugih živih sistemih
  • 4 Trisomije spolnih kromosomov pri ljudeh
    • 4.1 Sindrom trojnega X (47, XXX)
    • 4.2 Kleinefelterjev sindrom (47, XXY)
    • 4.3 Sindrom XYY (47, XYY)
  • 5 Trisomije v drugih organizmih
  • 6 Reference

Trisomija kromosoma 21 (Down sindrom: 47, +21)

(Popolna) trisomija kromosoma 21 pri ljudeh določa prisotnost 47 kromosomov v diploidnih somatskih celicah. Dvaindvajset parov zagotavlja 44 kromosomov, trio kromosoma 21 pa še tri, od katerih je eden presežen. To je kromosom, ki je "konec"..

Opis in malo zgodovine

Trisomija kromosoma 21 je najpogostejša aneuploidija pri ljudeh. Na enak način je tudi ta trisomija najpogostejši vzrok za Downov sindrom. Čeprav so druge somatske trisomije pogostejše od tistih pri kromosomu 21, je večina običajno bolj smrtonosna v embrionalnih fazah..

To pomeni, da lahko zarodki s trisomiji 21 pridejo do rojstva, medtem ko drugi trisomični zarodki ne morejo. Poleg tega je postnatalno preživetje veliko večje pri otrocih s trisomijo na kromosomu 21 zaradi nizke genske pogostnosti tega kromosoma \ t.

Z drugimi besedami, obstaja nekaj genov, ki se bodo povečali v številu kopij, ker je kromosom 21 najmanjša avtosoma vseh.

Downov sindrom je prvič opisal angleški zdravnik John Langdon Down v obdobju od 1862 do 1866. Vendar je bila povezava bolezni s kromosomom 21 določena sto let kasneje. Francoski raziskovalci Marthe Gautier, Raymond Turpin in Jèrôme Lejeune so sodelovali v teh študijah.

Genetski vzroki bolezni

Trisomijo kromosoma 21 povzroča združitev dveh gamet, od katerih je ena nosilec več kot ene kopije kromosoma 21, ki je popolna ali delna..

V prvi, pri enem od staršev, ne-disjunkcija kromosomov 21 med mejozo povzroči nastanek gamet z dvema kromosoma 21 namesto ene. Ne-disjunkcija pomeni "pomanjkanje ločevanja ali segregacije". To je gameta, ki lahko povzroči resnično trisomijo tako, da se pridruži še eni gameti z enim samim izvodom kromosoma 21.

Drugi manj pogost vzrok te trisomije je tisto, kar se imenuje Robertsonian translokacija. V njem se dolga roka kromosoma 21 premakne v drug kromosom (običajno 14). Združitev ene od teh gamet z drugo normalno bo povzročila zarodke z normalnimi kariotipi.

Vendar pa se bodo pojavile dodatne kopije dednega materiala kromosoma 21, ki je zadosten vzrok bolezni. Sindrom lahko povzročijo tudi druge kromosomske aberacije ali mozaicizem.

V mozaiku posameznik predstavlja celice z normalnimi kariotipi, izmenično s celicami z aberantnimi kariotipi (trisomik za kromosom 21)..

Pojav bolezni

Osnovni vzrok za Downov sindrom je povečana izraženost nekaterih encimov zaradi obstoja treh kopij genov na kromosomu 21, namesto dveh \ t.

To povečano izražanje vodi v spremembe normalne fiziologije posameznika. Nekateri tako prizadeti encimi vključujejo cistezo superoksidne dismutaze in beta-sintaze. Mnogi drugi so povezani s sintezo DNK, primarno presnovo in kognitivno sposobnostjo posameznika.

Bolezen se manifestira na različnih ravneh. Prirojene srčne napake so nekatere od najpomembnejših, ki določajo življenjsko dobo prizadetih zaradi trisomije..

Med drugimi pogoji, ki prizadenejo bolne posameznike, so med drugim nenormalnosti prebavnega trakta, hematološke, endokrine, otorinolaringološke in mišično-skeletne motnje ter vidne nepravilnosti..

Pomembne so tudi nevrološke motnje, ki vključujejo blage do zmerne učne težave. Večina odraslih posameznikov z Downovim sindromom razvije Alzheimerjevo bolezen.

Diagnoza in študije v drugih živih sistemih

Prenatalna diagnostika Down se lahko izvede na več načinov. To vključuje ultrazvok, kot tudi vzorčenje horionskih dlak in amniocenteze. Oboje se lahko uporablja za štetje kromosomov, vendar predstavlja določena tveganja.

Drugi sodobnejši testi vključujejo kromosomsko analizo z FISH, druge imunohistološke tehnike in teste genskega polimorfizma, ki temeljijo na amplifikaciji DNA s PCR.

Študija trisomije kromosoma 21 v sistemih glodalcev nam je omogočila analizo sindroma brez eksperimentiranja z ljudmi. Na ta način so genotipske / fenotipske povezave varno in zanesljivo analizirali.

Na enak način je bilo mogoče nadaljevati s testiranjem strategij in terapevtskih sredstev, ki jih lahko uporabimo pozneje pri ljudeh. Najuspešnejši model glodalcev za te študije se je izkazal za miško.

Trisomije spolnih kromosomov pri ljudeh

Na splošno imajo aneuploidije spolnih kromosomov manj zdravstvenih posledic kot avtosome pri ljudeh. Samice človeške vrste so XX in moški XY.

Najpogostejše spolne trisomije pri ljudeh so XXX, XXY in XYY. Očitno ni posameznikov YY, kaj šele YYY. XXX posamezniki so morfološko ženske, medtem ko sta XXY in XYY samci.

Sindrom trojnega X (47, XXX)

XXX posamezniki pri ljudeh so ženske z dodatnim X kromosomom. Fenotip, povezan s stanjem, se spreminja s starostjo, toda na splošno imajo odrasli posamezniki normalen fenotip.

Statistično gledano je ena od tisoč žensk XXX. Fenotipska lastnost, ki je skupna pri ženskah, ki so ženske, je prezgodnji razvoj in rast ter nenavadno dolgi spodnji okončini.

Na drugih ravneh imajo XXX ženske pogosto motnje zvočnega ali jezikovnega razvoja. Ob koncu adolescence običajno premagajo težave, povezane z njihovo socialno prilagoditvijo, in izboljšajo kakovost življenja. Vendar pa so psihične motnje v XXX žensk pogostejše kot pri ženskah XX.

Pri ženskah je eden od kromosomov X inaktiviran med normalnim razvojem posameznika. Menijo, da XXX ženske inaktivirajo dva od njih. Vendar pa se verjame, da je večina posledic trisomije posledica genetskih neravnovesij.

To pomeni, da takšna inaktivacija ni učinkovita ali zadostna, da bi se izognili razlikam v izražanju določenih (ali vseh) genov. To je eden najbolj raziskanih vidikov bolezni z molekularnega vidika.

Kot pri drugih trisomijah je prenatalno odkrivanje trisomije trojnega X še vedno temeljilo na študiji kariotipa.

Kleinefelterjev sindrom (47, XXY)

Rečeno je, da so ti posamezniki samci vrste z dodatnim X kromosomom. Znaki aneuploidije se spreminjajo glede na starost posameznika in pogoj je običajno le pri odraslih.

To pomeni, da ta spolna aneuploidija ne povzroča tako velikih učinkov, kot jih povzročajo trisomije v avtosomnih kromosomih..

XXY odrasli moški proizvajajo malo sperme, testisov in majhnega penisa ter zmanjšujejo libido. So višji od povprečja, imajo pa tudi manj dlak na obrazu in telesu.

Lahko imajo povečane prsi (ginekomastija), zmanjšano mišično maso in šibke kosti. Dajanje testosterona je običajno koristno pri zdravljenju nekaterih endokrinoloških vidikov, povezanih s tem stanjem.

XYY sindrom (47, XYY)

Ta sindrom doživljajo moški človeške vrste (XY), ki imajo dodaten Y kromosom. Posledice prisotnosti dodatnega Y kromosoma niso tako dramatične kot pri drugih trisomijah.

Posamezniki XYY so fenotipsko moški, redno visoki in z rahlo podolgovatimi okončinami. Proizvajajo normalne količine testosterona in ne predstavljajo posebnih vedenjskih ali učnih problemov, kot so mislili v preteklosti.

Veliko XYY posameznikov se ne zaveda svojega kromosomskega statusa. So fenotipsko normalne in poleg tega plodne.

Trisomije v drugih organizmih

Analizirali smo učinek aneuploidij na rastline in ga primerjali z učinkom spremembe evploidije. Na splošno so spremembe števila v enem ali manj kromosomih bolj škodljive za normalno delovanje posameznika kot spremembe celotnih kromosomov..

Kot v opisanih primerih se zdi, da neravnovesja v izračunih vplivajo na škodljive učinke razlik.

Reference

  1. Herault, Y., Delabar, J.M., Fisher, E. M.C., Tybulewicz, V.L.J., Yu, E., Brault, V. (2017) Modeli glodalcev v raziskavi Down sindroma: vpliv in prihodnost. Družba biologov, 10: 1165-1186. doi: 10.1242 / dmm.029728
  2. khtar, F., Bokhari, S.R.A. 2018. Downov sindrom (trisomija 21) [Posodobljeno 2018. oktober 27]. V: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): založba StatPearls; 2018 Jan-. Na voljo pri: ncbi.nlm.nih.gov
  3. Otter, M., Schrander-Stumpel, C.T., Curfs, L.M. (2010) Sindrom Triple X: pregled literature. European Journal of Human Genetics, 18: 265-271.
  4. Papavassiliou, P., Charalsawadi, C., Rafferty, K., Jackson-Cook, C. (2014) Mosaicism for trisomy 21: pregled. American Journsl of Medical Genetics, del A, 167A: 26-39.
  5. Santorum, M., Wright, D., Syngelaki, A., Karagioti, N., Nicolaides, KH (2017) Natančnost kombiniranega testa prvega trimesečja pri presejanju trisomij 21, 18 in 13. 714-720.
  6. Tartaglia, N. R., Howell, S., Sutherland, A., Wilson, R., Wilson, L. (2010) Pregled trisomije X (47, XXX). Revija redkih bolezni Orphanet, 5, ojrd.com