Anatomia-Sanasto

kromosomit

Määritelmä - mitkä ovat kromosomit?

Solujen geneettinen rakenne varastoidaan DNA: n (deoksiribonukleiinihappo) ja sen emästen (adeniini, tymiini, guaniini ja sytosiini) muodossa. Kaikissa eukaryoottisoluissa (eläimet, kasvit, sienet) tämä on läsnä solutummassa kromosomien muodossa. Kromosomi koostuu yhdestä, koherentista DNA-molekyylistä, joka on kytketty tiettyihin proteiineihin.

Nimi kromosomi on johdettu kreikasta ja se voidaan kääntää karkeasti nimellä "värillinen runko". Tämä nimi tulee siitä tosiasiasta, että hyvin varhaisessa vaiheessa sytologian historiassa (1888) tutkijat onnistuivat värjäämään ne erityisillä perusväriaineilla ja tunnistamaan ne valomikroskoopilla. Ne ovat kuitenkin todella näkyviä vain tietyssä solusyklin vaiheessa, mitoosissa (sukusolujen meioosi), kun kromosomi on erityisen tiheä (tiivistynyt).

Kuinka kromosomit on rakennettu?

Jos solun koko DNA-kaksoiskierre, ts. Noin 3,4 x 109 emäsparia, linkitettäisiin toisiinsa, tämä johtaisi yli metrin pituuteen. Kaikkien lisättyjen kromosomien kokonaispituus on vain noin 115 pm. Tämä pituusero selittyy kromosomien erittäin kompakteilla rakenteilla, joissa DNA on haavattu tai kierretty useita kertoja erittäin spesifisellä tavalla.

Histoneilla, erityisellä proteiinimuodolla, on tässä tärkeä rooli. Erilaisia histoneja on yhteensä 5: H1, H2A, H2B, H3 ja H4. Kaksi neljästä viimeisestä histonista yhdistyvät sylinterimäiseksi rakenteeksi, oktaameeriksi, jonka ympärille kaksoiskierre kääntyy noin kahdesti (= superkierukka). H1 kiinnittyy tähän rakenteeseen sen vakauttamiseksi.

Tätä DNA: n, oktaameerin ja H1-kompleksia kutsutaan nukleosomiksi. Useat näistä nukleosomeista ovat nyt “kuin helminauha” suhteellisen lyhyin välein (10–60 emäsparia) peräkkäin. Kromosomien väliset leikkeet tunnetaan välikappale-DNA: na. Yksittäiset nukleosomit joutuvat nyt uudelleen kosketukseen H1: n kautta, mikä luo uuden spiraalin ja siten myös puristuksen.

Tuloksena oleva juoste on vuorostaan läsnä silmukoissa, jotka stabiloivat runko, joka on valmistettu happamista ei-histoniproteiineista, joka tunnetaan myös nimellä Hertone. Nämä silmukat ovat puolestaan proteiineilla stabiloiduissa spiraaleissa, mikä johtaa kompression viimeiseen vaiheeseen. Tämä korkea puristusaste esiintyy kuitenkin vain solunjakautumisen yhteydessä mitoosin aikana.

Tässä vaiheessa näet myös kromosomien ominaisen muodon, joka koostuu kahdesta kromatiidista. Paikkaa, johon nämä ovat kytketty, kutsutaan sentromeeriksi. Se jakaa jokaisen metafaasin kromosomin kahteen lyhyeen ja kahteen pitkään varteen, joita kutsutaan myös p- ja q -varsiksi.
Jos sentromeeri on suunnilleen kromosomin keskellä, sitä kutsutaan metakeskeiseksi kromosomiksi; jos se sijaitsee kokonaan akrosentrisen kromosomin yhdessä päässä. Niiden väliin kutsutaan submetacentric kromosomeja. Nämä erot, jotka voidaan jo nähdä valomikroskoopilla, yhdessä pituuden kanssa mahdollistavat kromosomien alustavan luokituksen.

Mitkä ovat telomeerit?

Telomeerit ovat kromosomien päät toistuvilla sekvensseillä (TTAGGG). Niissä ei ole merkityksellistä tietoa, vaan niiden tarkoituksena on estää merkityksellisempien DNA-osien menetykset. Jokaisella solunjaolla osa kromosomista häviää DNA-replikaation mekanismin kautta.

Joten telomeerit ovat tietyssä mielessä puskuria, joka viivästää pistettä, jossa solu menettää tärkeän tiedon jakautumisen kautta. Jos solun telomeerit ovat alle 4000 emäsparia, ohjelmoitu solukuolema (apoptoosi) aloitetaan. Tämä estää viallisen geenimateriaalin leviämisen organismissa. Muutamilla soluilla on telomeraaseja, entsyymejä, jotka kykenevät pidentämään telomeerejä uudelleen.

Kantasolujen lisäksi, joista kaikki muut solut syntyvät, nämä ovat itusoluja ja tiettyjä immuunijärjestelmän soluja. Lisäksi telomeraaseja löytyy myös syöpäsoluista, mistä syystä puhutaan kuolemattomuudesta tässä solun yhteydessä.

Lue kaikki aiheesta tästä: Telomeres - anatomia, toiminta ja sairaudet

Mikä on kromatiini?

Kromatiini viittaa solun ytimen koko sisältöön, joka voidaan värjätä emäksellä. Siksi termiin sisältyy DNA: n lisäksi myös tiettyjä proteiineja, esim. Histonit ja hertonit (katso rakenne), samoin kuin tietyt RNA-fragmentit (hn ja snRNA).

Tämä materiaali on saatavana eri tiheyksinä solusyklin vaiheesta tai geneettisestä aktiivisuudesta riippuen. Tiheämpää muotoa kutsutaan heterokromatiiniksi. Sen ymmärtämisen helpottamiseksi voitaisiin sen vuoksi pitää sitä ”varastointimuodona” ja erottaa tässä jälleen konstitutiivinen ja fakultatiivinen heterokromatiini.

Konstitutiivinen heterokromatiini on tihein muoto, jota esiintyy kondensaation korkeimmalla tasolla solusyklin kaikissa vaiheissa. Se muodostaa noin 6,5% ihmisen genomista ja sijaitsee pääosin lähellä sentromeerejä ja kromosomivarsien päitä (telomeerejä), vähäisesti mutta myös muissa paikoissa (pääasiassa kromosomi 1, 9, 16, 19 ja Y). Lisäksi suurin osa konstitutiivisesta heterokromatiinista sijaitsee lähellä ydinkalvoa, ts. Solutuman reunoilla. Keskellä oleva tila on varattu aktiiviselle kromatiinille, euchromatiinille.

Valinnainen heterokromatiini on vähän vähemmän tiheä ja se voidaan aktivoida ja deaktivoida tarpeen mukaan tai kehitysvaiheesta riippuen. Hyvä esimerkki tästä on naisten kariotyyppien toinen X-kromosomi. Koska yksi X-kromosomi on periaatteessa riittävä solun selviytymiseen, kuten lopultakin riittää miehille, toinen kahdesta deaktivoituu alkion vaiheessa. deaktivoitu X-kromosomi tunnetaan nimellä Barr-runko.

Vain solunjaon aikana, mitoosin yhteydessä, se tiivistyy kokonaan, jolloin se saavuttaa suurimman pakkauksensa metafaasissa. Koska erilaisia geenejä luetaan kuitenkin usein eri tavoin - ei kaikkia proteiineja vaadita aina samassa määrässä, erotellaan aktiivinen ja inaktiivinen euchromatiini.

Lue lisää tästä kohdasta: Kromatiini

Haploidikromosomit

Haploidi (Gr. Haploos = yksi) tarkoittaa, että kaikki solun kromosomit ovat läsnä erikseen, ts. Ei pareittain (diploidi), kuten yleensä tapahtuu. Tämä on kaikkien muna- ja spermasolujen luonnollinen tila, jossa kahta identtistä kromatidiä ei alun perin eroteta osana ensimmäistä meioosia, vaan kaikki kromosomiparit erotetaan ensin.

Seurauksena on, että ensimmäisen meioosin jälkeen ihmisen tytärsoluissa on vain 23 tavanomaisen 46 kromosomin sijasta, mikä vastaa puolta kromosomien haploidisarjasta. Koska näillä tytärisoluilla on edelleen identtinen kopio jokaisesta kromosomista, joka koostuu 2 kromosomista, tarvitaan toinen meioosi, jossa kaksi kromatidiä on erotettu toisistaan.

Polyteenikromosomit

Polyeteenikromosomi on kromosomi, joka koostuu suuresta määrästä geneettisesti identtisiä kromatideja. Koska tällaisia kromosomeja on helppo nähdä pienemmällä suurennuksella, niitä kutsutaan joskus jättiläisiksi kromosomeiksi. Tämän edellytyksenä on endoreplikaatio, jossa kromosomit kerrotaan useita kertoja solutuumassa ilman, että solujakautumista tapahtuu.

Mitkä ovat kromosomien toiminnot?

Kromosomia genomimme organisaatioyksikkönä käytetään ensisijaisesti sen varmistamiseen, että kopioitu genomi jakautuu tasaisesti tyttäresoluihin solunjakautumisen aikana. Tätä varten on syytä tarkastella lähemmin solunjakautumisen tai solusyklin mekanismeja:

Solu viettää suurimman osan solusyklistä välivaiheessa, mikä tarkoittaa koko ajanjaksoa, jonka aikana solu ei ole heti jakautumassa. Tämä puolestaan on jaettu G1-, S- ja G2-vaiheisiin.

G1-vaihe (G raon, siis raon) seuraa välittömästi solunjakoa. Tässä solun koko kasvaa jälleen ja suorittaa yleiset metaboliset toiminnot.

Sieltä se voi myös siirtyä G0-vaiheeseen. Tämä tarkoittaa, että se muuttuu vaiheeksi, joka ei enää pysty jakautumaan, ja muuttuu normaaleissa tapauksissa suuresti myös hyvin erityisen toiminnan (solujen erilaistuminen) suorittamiseksi. Näiden tehtävien suorittamiseksi hyvin spesifisiä geenejä luetaan intensiivisemmin, toisia vähemmän tai ei ollenkaan.

Jos DNA: n osaa ei tarvita pitkään aikaan, se sijaitsee usein kromosomien osissa, jotka on pakattu tiheään pitkään (ks. Kromatiini). Yhtäältä tällä on tarkoitus säästää tilaa, mutta muiden geenisäätelymekanismien lisäksi se on myös lisäsuoja vahingossa tapahtuvaa lukemista vastaan. On kuitenkin myös havaittu, että hyvin spesifisissä olosuhteissa erilaistuneet solut G0-faasista voivat palata sykliin.

Gl-vaihetta seuraa S-faasi, ts. Vaihe, jossa uusi DNA syntetisoidaan (DNA-replikaatio). Tässä koko DNA: n on oltava löysimmässä muodossaan, ts. Kaikki kromosomit ovat kokonaan kääritty (katso rakenne).

Synteesivaiheen lopussa koko geneettinen materiaali kopioituu soluun. Koska kopio on edelleen kiinnitetty alkuperäiseen kromosomiin sentrometrin kautta (katso rakenne), ei puhuta kromosomien päällekkäisyyksistä.

Jokainen kromosomi koostuu nyt kahdesta kromatidista yhden sijasta, joten se voi myöhemmin olettaa ominaisen X-muodon mitoosin aikana (tiukasti sanottuna, X-muoto koskee vain metakeskeisiä kromosomeja). Seuraavassa G2-vaiheessa tapahtuu välitön valmistelu solujakautumiselle. Tämä sisältää myös yksityiskohtaisen tarkistuksen replikointivirheistä ja juostekatkoksista, jotka voidaan korjata tarvittaessa.

Solujen jakautumista on periaatteessa kahta tyyppiä: mitoosi ja meioosi. Lukuun ottamatta sukusoluja, kaikki organismin solut syntyvät mitoosin kautta, jonka ainoana tehtävänä on muodostaa kaksi geneettisesti identtistä tytärsolua.
Meioosilla puolestaan on tarkoitus tuottaa geneettisesti erilaisia soluja:
Ensimmäisessä vaiheessa vastaavat (homologiset) mutta ei identtiset kromosomit jaetaan. Ainoa seuraavassa vaiheessa kromosomit, jotka koostuvat kahdesta identtisestä kromatiidista, erotetaan ja jaetaan jälleen kahdelle tytärsolulle siten, että lopulta yhdestä esiastesolusta syntyy neljä itusolua, joilla on erilainen geneettinen materiaali.

Kromosomien muoto ja rakenne ovat välttämättömiä molemmille mekanismeille: Erityiset "proteiinilangat", ns. Karalaite, kiinnittyvät erittäin tiivistyneisiin kromosomeihin ja vetävät kromosomit hienosäädetyllä prosessilla keskitasolta (päiväntasaajan tasolta) solun vastakkaisille napoille yhden ympärillä. tasaisen jakelun varmistamiseksi. Jo pienillä muutoksilla kromosomien mikrorakenteessa voi olla vakavia seurauksia.

Kaikissa nisäkkäissä sukupromosomien X ja Y suhde määrää myös jälkeläisten sukupuolen. Pohjimmiltaan kaikki riippuu siitä, onko munasolun kanssa yhdistyneessä siittiössä X- tai Y-kromosomi. Koska molemmat spermamuodot tuotetaan aina täsmälleen samassa määrin, todennäköisyys on aina tasapainossa molemmille sukupuolille. Tämä satunnainen järjestelmä takaa tasapainoisemman sukupuolijakauman kuin olisi esimerkiksi ympäristötekijöiden, kuten lämpötilan, tapauksessa.

Lisätietoja aiheesta: Soluytimen jakautuminen

Kuinka geenit siirtyvät kromosomien kautta?

Tänään tiedämme, että piirteet periytyvät geeneillä, jotka varastoidaan soluihin DNA: n muodossa. Nämä puolestaan on jaettu 46 kromosomiin, joille 25 000-30000 ihmisen geeniä jaetaan.

Itse ominaisuuden, jota kutsutaan fenotyypiksi, lisäksi on myös geneettinen vastine, jota kutsutaan genotyypiksi. Paikka, jossa geeni on kromosomissa, kutsutaan lokukseksi. Koska ihmisillä on kaksinkertainen kromosomi, jokainen geeni esiintyy myös kahdesti. Ainoa poikkeus tähän on miesten X-kromosomaaligeenit, koska Y-kromosomi sisältää vain murto-osan X-kromosomista löytyneestä geneettisestä tiedosta.

Eri geenejä, jotka ovat samassa lokuksessa, kutsutaan alleeleiksi. Usein yhdessä lokuksessa on enemmän kuin kaksi erilaista alleelia. Sitten puhutaan polymorfismista. Tällainen alleeli voi olla yksinkertaisesti vaaraton variantti (normaali variantti), mutta myös patologiset mutaatiot, jotka voivat olla perinnöllisen sairauden laukaistaja.

Jos yhden geenin mutaatio on riittävä fenotyypin vaihtamiseen, puhutaan monogeenisestä tai Mendelian perinnöstä. Monet periytyvistä piirteistä kuitenkin periytyvät useiden vuorovaikutuksessa olevien geenien kautta, ja siksi niitä on paljon vaikeampi tutkia.

Koska äiti ja isä siirtävät kukin toisen geeninsä lapselle Mendelian perinnöllä, seuraavassa sukupolvessa on aina neljä mahdollista yhdistelmää, jolloin nämä voivat myös olla samat yhden ominaisuuden suhteen. Jos yksilön molemmilla alleeleilla on sama vaikutus fenotyyppiin, yksilö on homotsygoottinen suhteessa tähän ominaisuuteen ja ominaisuus ilmaistaan vastaavasti täysin.

Heterotsygooteilla on kaksi erilaista alleelia, jotka voivat olla vuorovaikutuksessa keskenään eri tavoin: Jos yksi alleeli on hallitseva toisen suhteen, se tukahduttaa sen ilmentymisen kokonaan ja hallitseva piirre tulee näkyviin fenotyypissä. Tukahdutettua alleelia kutsutaan recessiiviseksi.

Kodinominaisuuden perinnöissä molemmat alleelit voivat ilmaista itsensä toisistaan riippumattomina, kun taas välivaiheessa on sekoitus molempia ominaisuuksia. Hyvä esimerkki tästä on AB0-veriryhmäjärjestelmä, jossa A ja B ovat hallitsevia toistensa kanssa, mutta 0 ovat hallitsevia toistensa suhteen.

Mikä on normaali kromosomiryhmä ihmisillä?

Ihmisen soluissa on 22 sukupuolesta riippumattomia kromosomipareja (autosomeja) ja kaksi sukupuolikromosomia (gonosomeja), joten yhteensä 46 kromosomia muodostavat yhden kromosomisarjan.

Autosomit tulevat yleensä pareittain. Parin kromosomit ovat muodoltaan ja geenisekvenssiltaan samanlaiset, ja siksi niihin viitataan homologisina. Naisten kaksi X-kromosomia ovat myös homologisia, kun taas miehillä on X- ja Y-kromosomi. Ne eroavat läsnä olevien geenien muodossa ja lukumäärässä, joten homologiasta ei voida enää puhua.

Sukusoluissa, ts. Muna- ja siittiösoluissa, on vain puolet kromosomisarjasta meioosin takia, nimittäin 22 yksittäistä autosomia ja yksi gonosomi. Koska sukusolut sulautuvat hedelmöityksen aikana ja vaihtavat toisinaan kokonaisia segmenttejä (crossover), luodaan uusi kromosomien yhdistelmä (rekombinaatio). Kaikkia kromosomeja yhdessä kutsutaan karyotyypiksi, joka muutamaa poikkeusta lukuun ottamatta (ks. Kromosomipoikkeavuudet) on identtinen kaikissa saman sukupuolen henkilöissä.

Täältä löydät kaiken aiheesta: Mitosis - yksinkertaisesti selitetty!

Miksi aina on paria kromosomeja?

Periaatteessa tähän kysymykseen voidaan vastata yhdellä lauseella: Koska sen on osoitettu olevan hyödyllinen. Kromosomiparien läsnäolo ja rekombinaation periaate ovat välttämättömiä perinnölle sukupuolisen lisääntymisen kannalta. Tällä tavoin täysin uusi henkilö voi ilmaantua sattumanvaraisesti kahden yksilön perimämateriaalista.

Tämä järjestelmä lisää valtavasti lajin ominaisuuksien moninaisuutta ja varmistaa, että se mukautuu muuttuneisiin ympäristöolosuhteisiin paljon nopeammin ja joustavammin kuin olisi mahdollista vain mutaation ja valinnan avulla.

Kromosomien kaksoisjoukolla on myös suojaava vaikutus: jos geenin mutaatio johtaisi toiminnan epäonnistumiseen, toisessa kromosomissa on edelleen eräänlainen "varmuuskopio". Tämä ei aina riitä organismin korvaamaan toimintahäiriö, etenkin jos mutatoitu alleeli on hallitseva, mutta se lisää sen mahdollisuutta. Lisäksi tällä tavalla mutaatiota ei siirretä automaattisesti kaikille jälkeläisille, mikä puolestaan suojaa lajia liian radikaaleilta mutaatioilta.

Mikä on kromosomimutaatio?

Geneettiset viat voivat johtua ionisoivasta säteilystä (esim. Röntgenkuvat), kemiallisista aineista (esim. Savukkeen savun bentsopyreenistä), tietyistä viruksista (esim. HP-virukset), tai pienellä todennäköisyydellä ne voivat myös syntyä puhtaasti sattumalta. Sen kehittämiseen liittyy usein useita tekijöitä. Periaatteessa sellaisia muutoksia voi tapahtua kaikissa kehon kudoksissa, mutta käytännöllisistä syistä analyysi rajoittuu yleensä lymfosyyteihin (erityinen immuunisolujen tyyppi), fibroblasteihin (sidekudossolut) ja luuytimen soluihin.

Kromosomimutaatio on merkittävä rakenteellinen muutos yksittäisissä kromosomeissa.Koko kromosomien puuttuminen tai lisääminen toisaalta olisi genomin tai ploidian mutaatio, kun taas termi geenimutaatio viittaa suhteellisen pieniin muutoksiin geenissä. Termi kromosomipoikkeavuus (latinalainen aberrare = poikkeamaan) on jonkin verran laajempi ja sisältää kaikki muutokset, jotka voidaan havaita valomikroskoopilla.

Mutaatioilla voi olla hyvin erilaisia vaikutuksia:

Hiljaiset mutaatiot, ts. Mutaatiot, joissa muutoksella ei ole vaikutusta yksilöihin tai heidän jälkeläisiinsä, ovat melko epätyypillisiä kromosomipoikkeavuuksille ja niitä esiintyy useammin geeni- tai pistemutaatioiden alueella.
Funktion menetysmutaatio on, kun mutaatio johtaa väärin laskettuun ja siksi toimimattomaan proteiiniin tai ei ollenkaan proteiinia.
Ns. Funktion hyötymutaatiot muuttavat vaikutustyyppiä tai tuotettujen proteiinien määrää siten, että syntyy täysin uusia vaikutuksia. Toisaalta tämä on ratkaiseva evoluution ja siten lajin selviytymisen tai uusien lajien syntymisen mekanismi, mutta toisaalta, kuten Philadelphian kromosomin tapauksessa, se voi myös antaa ratkaisevan panoksen syöpäsolujen kehitykseen.

Kromosomipoikkeavuuksien tunnetuimpia muotoja ovat todennäköisesti numeeriset poikkeamat, joissa yksittäisiä kromosomeja esiintyy vain kerran (monosomia) tai jopa kolme kertaa (trisomia).

Jos tämä koskee vain yhtä kromosomia, sitä kutsutaan aneuploidiaksi ja polyploidia (tri- ja tetraploidia) vaikuttaa koko kromosomijoukkoon. Useimmissa tapauksissa tämä väärinkäyttö syntyy sukusolujen kehityksen aikana johtuen kromosomien erottumattomuudesta (nondisjunction) solunjakautumisen (meioosin) aikana. Tämä johtaa kromosomien epätasaiseen jakautumiseen tytärsolujen keskuudessa ja siten numeeriseen poikkeavuuteen kehittyvässä lapsessa.

Ei-sukupuolisten kromosomien (= autosomit) monosomiat eivät ole yhteensopivia elämän kanssa, joten niitä ei esiinny elävissä lapsissa. Lukuun ottamatta trisomia 13, 18 ja 21, autosomaaliset trisomiat johtavat melkein aina spontaaniin abortteihin.

Joka tapauksessa, toisin kuin sukupromosomien poikkeavuuksissa, jotka voivat olla myös huomaamatta, esiintyy aina vakavia kliinisiä oireita ja yleensä myös enemmän tai vähemmän ilmeisiä ulkoisia poikkeavuuksia (dysmorfismi).

Tällainen väärinkäyttö voi tapahtua myös myöhemmin elämässä mitoottisen solunjakautumisen yhteydessä (kaikki solut paitsi sukusolut). Koska kärsivien solujen lisäksi on myös muuttumattomia soluja, puhutaan somaattisesta mosaiikista. Somaattisella (kreikkalainen soma = vartalo) tarkoitetaan kaikkia soluja, jotka eivät ole itusoluja. Koska vain pieni osa kehon soluista kärsii, oireet ovat yleensä paljon lievempiä. Siksi mosaiikkityypit jäävät usein huomaamatta pitkään.

Täältä löydät kaiken aiheesta: Kromosomimutaatio

Mikä on kromosomaalinen poikkeama?

Kromosomien rakennepoikkeama vastaa periaatteessa kromosomimutaation määritelmää (katso yllä). Jos geneettisen materiaalin määrä pysyy samana ja jakautuu yksinkertaisesti eri tavalla, puhutaan tasapainoisesta poikkeavuudesta.

Tämä tapahtuu usein translokaation kautta, ts. Kromosomisegmentin siirron kautta toiseen kromosomiin. Jos se on vaihto kahden kromosomin välillä, puhutaan vastavuoroisesta translokaatiosta. Koska proteiinien tuottamiseksi vaaditaan vain noin 2% genomista, todennäköisyys on hyvin pieni, että tällainen geeni on murtopisteessä ja menettää siten toimintansa tai on heikentynyt siinä. Siksi tällainen tasapainoinen poikkeavuus jää usein huomaamatta ja välittyy useiden sukupolvien ajan.

Tämä voi kuitenkin johtaa kromosomien vääristyneeseen jakautumiseen sukusolujen kehityksen aikana, mikä voi johtaa hedelmättömyyteen, spontaaniin keskenmenoon tai jälkeläisiin, joilla on epätasapainoinen poikkeama.

Epätasapainoinen poikkeavuus voi kuitenkin tapahtua myös spontaanisti, ts. Ilman sukuhistoriaa. Todennäköisyys, että lapsi syntyy hengissä elossa epätasapainoisella poikkeavuudella, riippuu suuresti kromosomeista, joihin vaikuttaa, ja vaihtelee välillä 0–60%. Tämä johtaa kromosomisegmentin häviämiseen (= deleetio) tai duplikaatioon (= duplikaatioon). Tässä yhteydessä puhutaan osittaisista mono- ja trisomioista.

Joissakin tapauksissa näitä esiintyy yhdessä kahdella eri alueella, osittaisen monosomian ollessa yleensä ratkaisevampi kliinisten oireiden ilmaantuessa. Nämä ovat näkyviä esimerkkejä poistosta Cat Scream -oireyhtymä ja Wolf-Hirschhorn -oireyhtymä.

Yksi puhuu mikrodeelaatiosta, kun muutosta ei voida enää määrittää valomikroskoopilla, ts. Kun kyse on yhden tai muutaman geenin menetyksestä. Tätä ilmiötä pidetään Prader-Willi-oireyhtymän ja Angelmanin oireyhtymän syynä ja liittyy läheisesti retionoblastooman kehittymiseen.

Robertsonin uudelleensijoittaminen on erityistapaus:
Kaksi akrosentristä kromosomia (13, 14, 15, 21, 22) yhdistyvät keskipisteessään ja muodostavat lyhyen varren menettämisen jälkeen yhden kromosomin (katso rakenne). Vaikka tämä johtaa vähentyneeseen määrään kromosomeja, sitä kutsutaan tasapainoiseksi poikkeavuudeksi, koska näiden kromosomien lyhyiden käsivarsien menetys voidaan helposti korvata. Tässäkin vaikutukset ovat usein havaittavissa vain seuraavissa sukupolvissa, koska keskenmenojen tai trisomisen elävien lasten todennäköisyys on erittäin suuri.

Jos kromosomissa on kaksi taukoa, voi tapahtua, että välisegmenttiä pyöritetään 180 ° ja sisällytetään kromosomiin. Tämä inversioksi kutsuttu prosessi on epätasapainossa vain, jos hajoamiskohta on aktiivisessa geenissä (2% koko geenimateriaalista). Sen mukaan, onko sentromeeri käänteisen segmentin sisällä vai ulkopuolella, se on peri- tai parasentrinen inversio. Nämä muutokset voivat myös vaikuttaa geneettisen materiaalin epätasaiseen jakautumiseen sukusoluissa.

Parasentrisessä inversiossa, jossa sentromeeri ei ole käännetyssä segmentissä, myös solusoluja, joissa on kaksi tai ei yhtään sentromeeriä, voi esiintyä. Seurauksena on, että vastaava kromosomi menetetään ensimmäisten solujakautumisten aikana, mikä melkein varmasti johtaa keskenmenoon.

Lisäys tarkoittaa kromosomifragmentin sisällyttämistä muualle. Myös täällä jälkeläiset kärsivät ensisijaisesti samalla tavalla. Rengaskromosomi voi tapahtua etenkin päätykappaleiden poistamisen jälkeen. Sekvenssien tyyppi ja koko ovat ratkaisevia oireiden vakavuuden kannalta. Lisäksi tämä voi johtaa väärään jakautumiseen ja vuorostaan mosaiikkityyppeihin kehon soluissa.

Jos metafaasin kromosomi erottuu väärin solunjakautumisen aikana, seurauksena voi olla isokromosomeja. Nämä ovat kaksi täsmälleen samaa kromosomia, jotka koostuvat vain pitkistä tai vain lyhyistä haaroista. X-kromosomin tapauksessa tämä voi ilmetä Ulrich-Turner-oireyhtymänä (monosomia X).

Lue lisää aiheesta: Kromosomaalinen poikkeama

Trisomy 21

Trisomy 21, tunnetaan paremmin Downin oireyhtymänä, on väitetysti yleisin numeerinen kromosomaalinen poikkeama elävien syntymien keskuudessa, ja miehiin kohdistuu hieman useammin (1,3: 1).

Trisomian 21 esiintymisen todennäköisyys riippuu monista demografisista tekijöistä, kuten äitien keskimääräisestä ikästä syntyessään, ja vaihtelee hiukan alueittain.

95% trisomiosta 21 syntyy jakautumisvirheen seurauksena meioosissa (sukusolujen jako), nimittäin nondisjunktio, ts. Sisarkromatidien erottamatta jättäminen.

Näitä kutsutaan vapaiksi trisomioiksi ja niitä syntyy 90% äidissä, 5% isissä ja vielä 5% alkion genomissa.

Toinen 3% johtuu epätasapainossa olevista siirroista joko kromosomissa 14 tai 21; 21 translokaatio, luomalla normaali ja kaksinkertainen kromosomi 21. Loput 2% ovat mosaiikkityyppejä, joissa trisomia ei esiintynyt itusoluissa, joten se ei vaikuta kaikkiin kehon soluihin. Mosaiikkityypit ovat usein niin lieviä, että ne voivat pysyä täysin huomaamatta pitkään.

Joka tapauksessa on suoritettava kromosomitutkimus, jotta voidaan erottaa oireellisesti identtinen vapaa trisomio mahdollisesti perinnöllisestä translokaatio trisomiosta. Edeltävien sukupolvien sukuhistoria voi sitten seurata.

Oletko kiinnostunut tästä aiheesta? Lue seuraava artikkeli tästä: Trisomy 21

Trisomy 13

Trisomy 13: n tai Patau-oireyhtymän esiintymistiheys on 1: 5000 ja se on paljon harvempaa kuin Downin oireyhtymä. Syyt (vapaat trisomiat, translokaatiot ja mosaiikkityypit) ja niiden prosenttijakauma ovat kuitenkin suurelta osin identtisiä.

Teoriassa melkein kaikki tapaukset voitiin diagnosoida prenataalisesti käyttämällä ultraääntä tai PAPP-A-testiä. Koska PAPP-A-testi ei ole välttämättä osa rutiinitarkastuksia, noin 80%: n tapauksista Keski-Euroopassa diagnosoidaan ennen syntymää.

Kasvujäännös, kahdenvälinen huulet ja kitalaki sekä epätavallisen pienet silmät (mikroftalmia) voidaan nähdä jo ultraäänellä. Lisäksi esiintyy yleensä aivo-aivojen ja kasvojen epämuodostumia, joilla on eri vaikeusaste (holoprosenkefalia).

Vaikka lobar-muodossa aivojen pallonpuoliskot ovat melkein täysin erillään ja sivuttaiset kammiot muodostetaan, puoli-lobar-muodossa usein vain aivojen takaosa erotetaan ja sivukammiat puuttuvat. Vakavimmassa muodossa, alobar-muodossa, aivojen pallonpuoliskoja ei ole erotettu toisistaan.

Puolivälissä tai alobarissa olevat vauvat kuolevat yleensä heti syntymän jälkeen. Kuukauden kuluttua kuolleisuus on noin 50% elävistä syntyneistä. 5-vuotiaisiin asti kuolevuusaste trisomiosta 13 nousee 90 prosenttiin. Aivojen epämuodostumien vuoksi useimmissa tapauksissa sairaat jäävät sänkyyn koko elämän eikä pysty puhumaan, minkä vuoksi he ovat riippuvaisia täydestä hoidosta. Lisäksi Trismoie 13: lla voi olla laajoja fyysisiä ilmenemismuotoja.

Lue lisää aiheesta: Trisomy 13 sikiölle

Trisomy 16

Periaatteessa trisomia 16 on yleisin trisomia (noin 32% kaikista trisomioista), mutta elävät lapset, joilla on trisomia 16, ovat hyvin harvinaisia. Yleensä eläviä syntymät tapahtuvat vain osittaisissa trisomioissa tai mosaiikkityypeissä. Trisomioiden joukossa se on useimmiten vastuussa kuolleena syntyneistä: kromosomaalisen häiriön aiheuttamista keskenmenoista 32 sadasta johtuu tämän tyyppisestä trisomiosta.

Siksi pääasiassa prenatally, ts. Prenatally, tunnistettavat ominaisuudet on dokumentoitu. Tässä huomionarvoisia ovat erilaiset sydämen vajaatoiminnat, hidas kasvu, yksi napanuora (muuten kaksinkertainen) ja lisääntynyt kaulan läpinäkyvyys, joka selittyy nesteen kertymisellä, joka johtuu vielä ei täysin kehittyneestä imusysteemistä ja ihon lisääntyneestä joustavuudesta tällä alueella. Lisäksi fysiologinen napanuora, ts. Suuren suolen osan väliaikainen siirtyminen navan läpi ulkopuolelle, ei usein taannu kunnolla, mikä tunnetaan nimellä omfalocele tai napanuoran katkeaminen.

Myös ristissä olevien sormien taipumiskontraktuuri voidaan havaita usein ultraäänellä. Muutamissa elävissä syntymisissä yleistynyt lihashypotensio, ts. Yleinen lihasheikkous, on havaittavissa. Tämä johtaa juomaheikkouteen ja voi varmistaa, että vastasyntynyt on ruokittava keinotekoisesti. Trisomioille niin ominaista neljän sormen vako esiintyy usein. Tässäkin trisomian esiintymistiheys liittyy suoraan äidin ikään.

Trisomy 18

Edwardsin oireyhtymä, ts. Trisomia 18, esiintyy taajuudella 1: 3000. Syntymädiagnostiikassa se on sama kuin Patau-oireyhtymässä: Samoin samat tutkimukset mahdollistaisivat kaikkien potilaiden löytämisen kokonaan ennen syntymää. Syitä ja niiden jakautumista on verrattava muihin trisomioihin (ks. Trisomia 21).

Lisäksi trisomiossa 18 on myös osittaisia trisomia, jotka, kuten mosaiikkityypit, johtavat paljon lievempään kliiniseen kulkuun. Liittyvät dysmorfismit ovat myös erittäin ominaisia Edwards-oireyhtymälle: Syntyessään potilailla on huomattavasti pienentynyt 2 kg: n paino (normaali: 2,8 - 4,2 kg), taantuva leveä otsa, yleensä kasvojen alikehittynyt alaosa pienellä suun aukolla. , kapeat silmäluomet ja kiertyneet taaksepäin, muodonmuutoskorvat (faunin korva). Lisäksi pään takaosa on epätavallisen hyvin kehittynyt vastasyntyneelle. Kylkiluut ovat epätavallisen kapeita ja hauraita. Vastasyntyneillä on myös koko lihaksen pysyvä jännitys (ääni), joka kuitenkin taantuu eloonjääneiden ensimmäisten viikkojen jälkeen.

Toinen tyypillinen piirre on toisen ja viiden sormen ristitys 3. ja 4. yli sormien kokonaismäärän ollessa kädessään sisään, kun taas jalat ovat epätavallisen pitkät (kuluneet), niillä on erityisen selkeä kantapää, tainnutetut varpaankynnet ja selkänojan varvassilmä.

Vakavat elimen epämuodostumat ovat yleisiä ja ilmenevät yleensä yhdistelminä: sydän- ja munuaisvauriot, suoliston väärinmuutos (malrotation), vatsan kiinnittymiset (mesenterium commune), ruokatorven tukkeuma (esophageal atresia) ja monet muut.

Näiden epämuodostumien takia kuolleisuus on noin 50% ensimmäisen 4 päivän aikana, vain noin 5-10% elää yli vuoden ajan. Aikuisuuteen selviäminen on ehdoton poikkeus: Joka tapauksessa henkinen vamma on erittäin selvä eikä osaa puhua, he ovat sängyssä ja pysymättömiä, joten täysin riippuvaisia ulkopuolisesta avusta.

Tarkempia tietoja trisomy 18: sta on myös aiheesta luettavassa yksityiskohtaisessa artikkelissamme:

Trisomy 18 (Edwardsin oireyhtymä)
Trisomy 18 sikiöllä

Trisomy X

Trisomia X on kaikkein huomaamaton muoto numeerisesta kromosomaalisesta poikkeavuudesta. Niiden, joille loogisesti kaikki naiset kuuluvat, ulkonäkö ei poikkea suuresti muista naisista. Jotkut ovat havaittavissa, koska ne ovat erityisen korkeita ja niillä on jonkin verran "pulleat" kasvoominaisuudet. Mielenterveys voi myös olla suurelta osin normaalia raja-alueesta normaaliin lievään henkiseen vammaisuuteen.

Tämä älykkyysvaje on kuitenkin hiukan vakavampi kuin sukupromosomien muilla trisomioilla (XXY ja XYY). Taajuudella 1: 1000 se ei oikeastaan ole niin harvinainen, mutta koska trisomiaan ei yleensä liity kliinisesti merkittäviä oireita, valtaosaa tauti sairastavista naisista ei todennäköisesti koskaan diagnosoida koko elämänsä ajan.

Kantimet löydetään enimmäkseen sattumalta perheen tarkastuksen aikana tai synnytystä edeltävän diagnostiikan aikana. Hedelmällisyys voidaan vähentää hiukan ja sukupuolen kromosomipoikkeavuudet seuraavassa sukupolvessa voivat olla hiukan lisääntyneet, joten geneettistä neuvontaa suositellaan, jos haluat saada lapsia.

Kuten muidenkin trisomioiden kohdalla, trisomia X kehittyy useimmiten vapaana trisomiana, ts. Sisarkromatidien jakautumisen (jakautumattomuuden) puutteen vuoksi. Myös täällä se syntyy yleensä äidin munasolujen kypsymisen aikana, vaikka todennäköisyys kasvaa iän myötä.

Hauras X-oireyhtymä

Hauras X-oireyhtymä tai Martin Bellin oireyhtymä ovat mieluummin miehiä, koska heillä on vain yksi X-kromosomi, ja muutos vaikuttaa siten enemmän.

Sitä esiintyy 1: 1250 elävien miesten synnytyksissä yhden vuoden aikana, mikä tekee siitä yleisimmän epäspesifisen henkisen viivästymisen muodon, ts. Kaikki henkiset haitat, joita ei voida kuvata erityisoireyhtymällä, jolla on tyypillisiä merkkejä.

Hauras X-oireyhtymä voi yleensä esiintyä tytöillä myös jonkin verran heikommassa muodossa, mikä johtuu yhden X-kromosomin vahingossa tapahtuvasta inaktivoitumisesta. Mitä suurempi on sammutettujen terveiden X-kromosomien osuus, sitä voimakkaammat oireet ovat.

Useimmissa tapauksissa naiset ovat kuitenkin esihoidon kantajia, mikä ei vielä tuota kliinisiä oireita, mutta lisää poikien täydellisen mutaation todennäköisyyttä massiivisesti. Hyvin harvinaisissa tapauksissa miehet voivat myös olla ensihoidon kantajia, joita he voivat sitten siirtää vain tyttäreille, mutta jotka ovat yleensä myös kliinisesti terveitä (Shermanin paradoksi).

Oireyhtymä laukaistaan erittäin lisääntyneellä määrällä CGG-triplettejä (tietty emässekvenssi) FMR-geenissä (hauras kohta-henkinen-hidastuminen); 10-50 kopion sijasta esiohjelma 50-200, täydellisellä ekspressiolla 200-2000 kappaletta.

Valomikroskoopin alla tämä näyttää murtumalta pitkään varteen, mikä sai oireyhtymän nimen. Tämä johtaa sairastuneen geenin deaktivoitumiseen, mikä puolestaan aiheuttaa oireita.

Vaikuttavat ihmiset osoittavat puheen ja liikkeen hidastunutta kehitystä ja voivat osoittaa käyttäytymisongelmia, jotka voivat johtaa hyperaktiivisuuden, mutta myös autismin suuntaan.Puhtaasti ulkoiset poikkeavuudet (dysmorfismin merkit) ovat pitkät kasvot, joissa on näkyvä leuka ja ulkonevat korvat. Murrosiän aikana kivekset ovat usein suurennuneet (makroorkidia) ja kasvojen piirteet muuttuvat karkeammiksi. Premutaation naispuolisten kantajien keskuudessa on kertynyt pieni määrä psykologisia poikkeavuuksia ja erityisen varhainen vaihdevuosi.

Mikä on kromosomianalyysi?

Kromosomianalyysi on sytogenetiikassa prosessi, jolla voidaan havaita numeeriset tai rakenteelliset kromosomipoikkeavuudet.

Tällaista analyysiä käytettäisiin esimerkiksi, jos epäillään kromosomaalista oireyhtymää heti, ts. Epämuodostumien (dysmorfismien) tai henkisten vammojen (hidastumisen) tapauksessa, mutta myös hedelmättömyyden, säännöllisten keskenmenojen (aborttien) ja myös tiettyjen syöpien (esim. Lymfoomat) tapauksessa tai leukemia).

Tämä vaatii yleensä lymfosyyttejä, erityistä immuunisolua, joka saadaan potilaan verestä. Koska tällä tavoin voidaan saada vain suhteellisen pieni määrä, soluja stimuloidaan jakautumaan fytohemagglutiniinilla ja lymfosyyttejä voidaan sitten kasvattaa laboratoriossa.

Joissakin tapauksissa näytteet (biopsiat) otetaan sen sijaan iholta tai selkäytimestä ja käytetään vastaavaa menettelytapaa. Tavoitteena on saada mahdollisimman paljon DNA-materiaalia, joka on tällä hetkellä solunjaon keskellä. Metafaasissa kaikki kromosomit on järjestetty yhdelle tasolle suunnilleen solun keskelle siten, että ne voidaan vetää solun vastakkaisille puolille (napoille) seuraavassa vaiheessa, anafaasissa.

Tässä vaiheessa kromosomit ovat erityisen tiiviisti pakattuja (erittäin tiivistyneitä). Lisätään karanmyrkkykolkiini, joka toimii tarkalleen tässä solusyklin vaiheessa, niin että metafaasin kromosomit kerääntyvät. Sitten ne eristetään ja värjätään erityisillä värjäysmenetelmillä.

Yleisin on GTG-nauhoitus, jossa kromosomeja käsitellään trypsiinillä, ruuansulatuksella ja entsyymillä Giemsa. Erityisen tiheästi pakatut alueet ja alueet, joissa on runsaasti adeniinia ja tymiiniä, ovat tummat.

Tuloksena olevat G-vyöhykkeet ovat ominaisia jokaiselle kromosomille, ja yksinkertaistetussa muodossa niitä pidetään alueina, joissa on vähemmän geenejä. Kuva tällä tavalla värjätyistä kromosomeista otetaan tuhatkertaisella suurennuksella ja karyogrammi luodaan tietokoneohjelman avulla. Nauhakuvion lisäksi kromosomin kokoa ja sentrometrin sijaintia käytetään auttamaan kromosomien järjestämisessä vastaavasti. On myös muita nauhoitusmenetelmiä, joilla voi olla hyvin erilaisia etuja.