Anatomie-Lexicon

cromozomi

Definiție - ce sunt cromozomii?

Machiajul genetic al unei celule este păstrat sub formă de ADN (acid dezoxiribonucleic) și bazele sale (adenină, timină, guanină și citozină). În toate celulele eucariote (animale, plante, ciuperci) acest lucru este prezent în nucleul celular sub formă de cromozomi. Un cromozom este format dintr-o moleculă ADN unică, coerentă, care este legată de anumite proteine.

Numele cromozomului este derivat din greacă și poate fi tradus aproximativ ca „corp de culoare”. Acest nume provine de la faptul că, încă de la începutul istoriei citologiei (1888), oamenii de știință au reușit să le coloreze folosind coloranți de bază speciali și să-i identifice într-un microscop ușor. Cu toate acestea, acestea sunt vizibile într-adevăr într-un anumit punct al ciclului celular, mitoza (în celulele germinale, meioza) când cromozomul este deosebit de dens (condensat).

Cum sunt structurate cromozomii?

Dacă întreaga dublă helixă ADN a unei celule, adică aproximativ 3,4 x 109 perechi de baze, ar fi legată între ele, aceasta ar duce la o lungime de peste un metru. Lungimea totală a tuturor cromozomilor adăugați este de numai aproximativ 115 um. Această diferență de lungime este explicată de structura foarte compactă a cromozomilor, în care ADN-ul este înfășurat sau spiralat de mai multe ori într-un mod foarte specific.

Histonele, o formă specială de proteine, joacă un rol important în acest sens. Există un total de 5 histone diferite: H1, H2A, H2B, H3 și H4. Două din ultimele patru histone se combină pentru a forma o structură cilindrică, octamerul, în jurul căruia dubla helix se învârte aproximativ de două ori (= super helix). H1 se atașează de această structură pentru a o stabiliza.

Acest complex de ADN, octamer și H1 se numește nucleozom. Mai multe dintre aceste nucleozomi sunt acum „ca un șir de perle” la intervale relativ scurte (10-60 perechi de baze) una în spatele celuilalt. Secțiunile dintre cromozomi sunt cunoscuți ca ADN-ul distanțator. Nucleozomii individuali intră din nou în contact prin H1, ceea ce creează o spiralare suplimentară și, de asemenea, o compresie.

Șirul rezultat este la rândul său prezent în bucle, care sunt stabilizate de o coloană vertebrală formată din proteine non-histone acide, cunoscută și sub denumirea de Hertone. Aceste bucle sunt la rândul lor în spirale stabilizate de proteine, ceea ce duce la ultima etapă a compresiei. Cu toate acestea, acest grad ridicat de compresie apare numai în contextul diviziunii celulare în timpul mitozei.

În această fază puteți vedea și forma caracteristică a cromozomilor, care este compusă din două cromatide. Locul în care acestea sunt conectate se numește centromere. Împărțea fiecare cromozom de metafază în două brațe scurte și două lungi, numite și brațe p și q.
Dacă centromerul se află aproximativ în mijlocul cromozomului, se numește cromozom metacentric, dacă se află în întregime la unul dintre capetele unui cromozom acrocentric. Cei din mijloc se numesc cromozomi submetacentrici. Aceste diferențe, care pot fi deja observate la microscopul luminos, împreună cu lungimea, permit o clasificare inițială a cromozomilor.

Ce sunt telomerele?

Telomerele sunt capetele cromozomilor cu secvențe repetate (TTAGGG). Acestea nu poartă nicio informație relevantă, ci mai degrabă servesc la prevenirea pierderii de secțiuni ADN mai relevante. Cu fiecare diviziune celulară, o parte din cromozom este pierdută prin mecanismul replicării ADN-ului.

Deci, telomerele sunt, într-un anumit sens, un tampon care întârzie punctul în care celula pierde informații importante prin diviziune. Dacă telomerele unei celule au o lungime mai mică de 4.000 de perechi de baze, se începe moartea celulară programată (apoptoza). Acest lucru previne răspândirea materialului genetic defectuos în organism. Câteva celule au telomeraze, enzime care sunt capabile să prelungească din nou telomerele.

În plus față de celulele stem din care apar toate celelalte celule, acestea sunt celule germinale și anumite celule ale sistemului imunitar. În plus, telomerazele se găsesc și în celulele canceroase, motiv pentru care se vorbește despre imortalizare în acest context al unei celule.

Citiți aici totul despre subiect: Telomere - Anatomie, funcție și boli

Ce este cromatina?

Cromatina se referă la întregul conținut al unui nucleu celular, care poate fi colorat cu o bază. Prin urmare, pe lângă ADN, termenul include și anumite proteine, de ex. Histonii și hertonii (vezi structura), precum și anumite fragmente de ARN (hn și snRNA).

În funcție de faza din ciclul celular sau în funcție de activitatea genetică, acest material este disponibil în diferite densități. Forma mai densă se numește heterocromatină. Pentru a înțelege mai ușor, s-ar putea, așadar, să o considerăm ca o „formă de depozitare” și aici să facem din nou diferenție între heterocromatină constitutivă și facultativă.

Hetrocromatina constitutivă este cea mai densă formă, care este prezentă în cel mai înalt nivel de condensare în toate fazele ciclului celular. Constituie aproximativ 6,5% din genomul uman și este localizat în principal în apropierea centromelor și a capetelor brațelor cromozomilor (telomere) într-o mică măsură, dar și în alte locuri (în principal cromozomi 1, 9, 16, 19 și Y). În plus, cea mai mare parte a heterocromatinei constitutive este localizată în apropierea membranei nucleare, adică la marginile nucleului celular. Spațiul din mijloc este rezervat cromatinei active, euchromatinei.

Heterocromatina facultativă este puțin mai puțin densă și poate fi activată și dezactivată după cum este necesar sau în funcție de stadiul de dezvoltare. Un bun exemplu în acest sens este al doilea cromozom X din cariotipurile feminine. Deoarece un cromozom X este practic suficient pentru ca celula să supraviețuiască, așa cum este în final suficientă pentru bărbați, unul dintre cei doi este dezactivat în faza embrionară. cromozomul X dezactivat este cunoscut sub numele de corpul Barr.

Numai în timpul diviziunii celulare, în contextul mitozei, se condensează complet, astfel încât atinge cea mai mare compresie din metafază. Cu toate acestea, din moment ce diferitele gene sunt citite diferit des - la urma urmei, nu este nevoie de fiecare proteină în aceeași cantitate în orice moment - aici se face o distincție între Eucromatină activă și inactivă.

Citiți mai multe despre acest lucru în secțiunea de mai jos: Cromatină

Cromozomi haploizi

Haploid (Gr. Haploos = single) înseamnă că toți cromozomii unei celule sunt prezenți individual, adică nu în perechi (diploide) așa cum se întâmplă de obicei. Aceasta este starea naturală a tuturor ovulelor și spermatozoizilor, în care cele două cromatide identice nu sunt inițial separate ca parte a primei meioze, ci mai degrabă toate perechile de cromozomi sunt separate mai întâi.

Ca urmare, după prima meioză, celulele fiice la om au doar 23 în loc de cele 46 de cromozomi obișnuiți, ceea ce corespunde jumătății setului haploid de cromozomi. Deoarece aceste celule fiice au încă o copie identică a fiecărui cromozom format din 2 cromozomi, este necesară a doua meioză, în care cele două cromatide sunt separate între ele.

Cromozomi polietenici

Un cromozom polietenic este un cromozom format dintr-un număr mare de cromatide identice genetic. Deoarece astfel de cromozomi sunt ușor de observat sub o mărire mai mică, ele sunt uneori denumite cromozomi giganti. Condiția necesară pentru aceasta este endoreplicarea, în care cromozomii se înmulțesc de mai multe ori în cadrul nucleului celular, fără să apară diviziunea celulară.

Care sunt funcțiile cromozomilor?

Cromozomul, ca unitate organizatorică a genomului nostru, este utilizat în primul rând pentru a se asigura că genomul duplicat este distribuit uniform între celulele fiice în timpul diviziunii celulare. Pentru a face acest lucru, merită să aruncăm o privire mai atentă asupra mecanismelor diviziunii celulare sau a ciclului celular:

Celula petrece cea mai mare parte a ciclului celular în interfaza, ceea ce înseamnă întreaga perioadă de timp în care celula nu este imediat pe punctul de a se diviza. La rândul său, acesta este împărțit în faze G1, S și G2.

Faza G1 (G pentru decalaj, adică gol) urmează imediat diviziunea celulară. Aici celula crește din nou în dimensiune și îndeplinește funcții metabolice generale.

De aici se poate trece și la faza G0. Aceasta înseamnă că se schimbă într-o etapă care nu mai este capabilă să se împartă și, în cazuri normale, se schimbă foarte mult pentru a îndeplini o funcție foarte specifică (diferențierea celulelor). Pentru a îndeplini aceste sarcini, anumite gene sunt citite mai intens, altele mai puțin sau deloc.

Dacă un segment de ADN nu este necesar pentru o lungă perioadă de timp, acesta este adesea localizat în părțile cromozomilor care sunt bine împachetate mult timp (vezi cromatina). Pe de o parte, aceasta are scopul de a economisi spațiu, dar, pe lângă celelalte mecanisme de reglare a genelor, este de asemenea o protecție suplimentară împotriva citirii accidentale. Cu toate acestea, s-a observat, de asemenea, că, în condiții foarte specifice, celulele diferențiate de faza G0 pot reintra în ciclu.

Faza G1 este urmată de faza S, adică faza în care se sintetizează ADN-ul nou (replicarea ADN-ului). Aici, întregul ADN trebuie să fie sub forma sa cea mai slabă, adică toți cromozomii sunt complet neacoperite (vezi structura).

La sfârșitul fazei de sinteză, întregul material genetic este duplicat în celulă. Deoarece copia este încă atașată cromozomului original prin centromere (vezi structura), nu se vorbește despre o duplicare a cromozomilor.

Fiecare cromozom este acum format din două cromatide în loc de una, astfel încât mai târziu poate să-și asume forma X caracteristică în timpul mitozei (strict vorbind, forma X se aplică numai cromozomilor metacentrici). În faza G2 ulterioară, are loc pregătirea imediată pentru divizarea celulelor. Aceasta include, de asemenea, o verificare detaliată a erorilor de replicare și a pauzelor de rețea, care pot fi reparate dacă este necesar.

Există practic două tipuri de diviziune celulară: mitoză și meioză. Cu excepția celulelor germinale, toate celulele unui organism apar prin mitoză, singura sarcină fiind formarea a două celule fiice identice genetic.
Meioza, pe de altă parte, are scopul de a genera celule diferite genetic:
Într-o primă etapă, cromozomii corespunzători (omologi), dar nu identici, sunt împărțiți. Numai în următoarea etapă, cromozomii, care constau din două cromatide identice, separate și distribuite din nou în două celule fiice fiecare, astfel încât, la final, patru celule germinale cu material genetic diferit apar dintr-o celulă precursoare.

Forma și structura cromozomilor sunt esențiale pentru ambele mecanisme: „fire de proteine” speciale, așa-numitul aparat de fixare, se atașează de cromozomii cu înaltă condensare și trag cromozomii într-un proces fin reglat de la mijlocul planului (plan ecuatorial) la poli opusi ai celulei în jurul unuia pentru a asigura distribuirea uniformă. Chiar și mici modificări ale microstructurii cromozomilor pot avea consecințe grave.

La toate mamiferele, raportul dintre cromozomii sexuali X și Y determină, de asemenea, sexul descendenților. Practic, totul depinde de faptul că sperma care se unește cu celula ovulă poartă un X sau un cromozom Y. Deoarece ambele forme de spermatozoizi sunt întotdeauna produse în aceeași măsură, probabilitatea este întotdeauna echilibrată pentru ambele sexe. Acest sistem aleatoriu garantează o distribuție mai uniformă a sexului decât ar fi cazul, de exemplu, cu factori de mediu, cum ar fi temperatura.

Aflați mai multe despre subiect: Diviziunea nucleului celular

Cum sunt transmise genele prin cromozomi?

Astăzi știm că trăsăturile sunt moștenite prin gene care sunt stocate în celule sub formă de ADN. Acestea sunt, la rândul lor, împărțite în 46 de cromozomi, pe care sunt distribuite cele 25.000-30000 de gene umane.

Pe lângă proprietatea în sine, care se numește fenotip, există și omologul genetic, care se numește genotip. Locul în care o genă se află pe un cromozom se numește locus. Deoarece oamenii au dublul fiecărui cromozom, fiecare genă apare de asemenea de două ori. Singura excepție de la aceasta sunt genele X-cromozomiale la bărbați, deoarece cromozomul Y poartă doar o fracțiune din informațiile genetice găsite pe cromozomul X.

Genele diferite care sunt pe același locus se numesc alele. Adesea există mai mult de două alele diferite la un locus. Se vorbește apoi de polimorfism. O astfel de alelă poate fi pur și simplu o variantă inofensivă (varianta normală), dar și mutații patologice, care pot fi declanșatorul unei boli ereditare.

Dacă mutația unei singure gene este suficientă pentru a schimba fenotipul, se vorbește de moștenire monogenă sau mendeliană. Multe dintre trăsăturile ereditare, însă, sunt moștenite prin mai multe gene care interacționează și, prin urmare, sunt mult mai dificil de studiat.

Deoarece mama și tatăl transmit fiecare dintre cele două gene ale lor copilului într-o moștenire mendeliană, există întotdeauna patru combinații posibile în următoarea generație, prin care acestea pot fi la fel în raport cu o proprietate. Dacă ambele alele ale unui individ au același efect asupra fenotipului, individul este homozigot în raport cu această caracteristică, iar caracteristica este exprimată în mod corespunzător pe deplin.

Heterozigotele au două alele diferite care pot interacționa între ele în moduri diferite: Dacă o alelă este dominantă asupra alteia, aceasta își suprimă complet expresia și trăsătura dominantă devine vizibilă în fenotip. Alela suprimată se numește recesivă.

În cazul unei moșteniri codominante, ambele alele se pot exprima neafectate unele de altele, în timp ce în cazul unei moșteniri intermediare există un amestec de ambele caracteristici. Un bun exemplu în acest sens este sistemul grupelor sanguine AB0, în care A și B sunt co-dominante unul cu celălalt, dar 0 sunt dominante unul peste altul.

Care este setul normal de cromozomi la om?

Celulele umane au 22 de perechi de cromozomi independenți de sex (autosomi) și două cromozomi sexuali (gonozomi), astfel un total de 46 de cromozomi alcătuiesc un set de cromozomi.

Autosomii vin de obicei în perechi. Cromozomii unei perechi sunt similari ca formă și secvență de gene și, prin urmare, sunt denumiți omologi. Cei doi cromozomi X ai femeilor sunt, de asemenea, omologi, în timp ce bărbații au un cromozom X și un Y. Acestea diferă prin forma și numărul de gene prezente, astfel încât nu se mai poate vorbi de omologie.

Celulele germinale, adică oul și spermatozoizii, au doar jumătate din cromozomul setat din cauza meiozei, și anume 22 autosomi individuali și un gonosom. Deoarece celulele germinale fuzionează în timpul fertilizării și uneori schimbă segmente întregi (încrucișare), se creează o nouă combinație de cromozomi (recombinare). Toți cromozomii împreună sunt numiți cariotip, care cu câteva excepții (vezi aberațiile cromozomilor) este identic la toți indivizii de același sex.

Aici puteți afla totul despre subiect: Mitoză - simplu explicat!

De ce există întotdeauna perechi de cromozomi?

Practic, la această întrebare se poate răspunde cu o singură propoziție: Deoarece s-a demonstrat că este benefic. Prezența perechilor de cromozomi și principiul recombinării sunt esențiale pentru moștenire în ceea ce privește reproducerea sexuală. În acest fel, un om complet nou poate ieși din materialul genetic al doi indivizi din întâmplare.

Acest sistem crește enorm varietatea de proprietăți în cadrul unei specii și se asigură că se poate adapta la condițiile de mediu schimbate mult mai rapid și mai flexibil decât ar fi posibil doar prin mutație și selecție.

Setul dublu de cromozomi are, de asemenea, un efect protector: dacă o mutație a unei gene ar duce la o eșec a funcției, există încă un fel de „copie de rezervă” în al doilea cromozom. Acest lucru nu este întotdeauna suficient pentru ca organismul să compenseze defecțiunea, mai ales dacă alela mutantă este dominantă, dar crește șansa ca aceasta să fie. În plus, în acest fel, mutația nu este transmisă automat tuturor urmașilor, ceea ce la rândul său protejează specia de mutații excesiv de radicale.

Ce este o mutație cromozomială?

Defectele genetice pot apărea din radiații ionizante (de exemplu, raze X), substanțe chimice (de exemplu, benzopiren în fumul de țigară), anumite virusuri (de exemplu, virusuri HP) sau, cu o probabilitate scăzută, pot apărea, de asemenea, doar întâmplător. Adesea există mai mulți factori implicați în dezvoltarea sa. În principiu, astfel de modificări pot apărea în toate țesuturile corpului, dar din motive practice, analiza este de obicei limitată la limfocite (un tip special de celule imune), fibroblaste (celule de țesut conjunctiv) și celule ale măduvei osoase.

O mutație a cromozomilor este o modificare structurală majoră a cromozomilor individuali.Absența sau adăugarea de cromozomi întregi, pe de altă parte, ar fi un genom sau mutație ploidy, în timp ce termenul mutație genică se referă la modificări relativ mici în cadrul unei gene. Termenul aberație cromozomială (latină aberrare = a devia) este ceva mai larg și include toate modificările care pot fi detectate cu un microscop ușor.

Mutațiile pot avea efecte foarte diferite:

Mutațiile silențioase, adică mutațiile în care schimbarea nu are efect asupra individului sau urmașilor lor, sunt mai degrabă atipice pentru aberațiile cromozomiale și se găsesc mai des în zona mutațiilor genice sau punctuale.
O mutație care pierde funcția este atunci când mutația are ca rezultat o proteină nepliată și, prin urmare, funcțională sau deloc proteină.
Așa-numitele mutații cu câștig de funcție schimbă tipul de efect sau cantitatea de proteine produse astfel încât apar efecte complet noi. Pe de o parte, acesta este un mecanism crucial pentru evoluție și, astfel, pentru supraviețuirea unei specii sau pentru apariția de noi specii, dar, pe de altă parte, ca în cazul cromozomului Philadelphia, poate contribui, de asemenea, la o dezvoltare decisivă la dezvoltarea celulelor canceroase.

Cele mai cunoscute dintre diferitele forme de aberații cromozomiale sunt probabil aberațiile numerice, în care cromozomii individuali sunt prezenți doar o singură dată (monosomie) sau chiar triplă (trisomie).

Dacă acest lucru se aplică numai unui singur cromozom, se numește aneuploidie, iar întregul set de cromozomi este afectat de poliploidie (tri și tetraploidie). În cele mai multe cazuri, această maldistribuție apare în cursul dezvoltării celulelor germinale datorită nedeparțării (nondisjuncției) cromozomilor în timpul diviziunii celulare (meioză). Aceasta duce la o distribuție neuniformă a cromozomilor între celulele fiice și deci la aberații numerice la copilul în curs de dezvoltare.

Monosomiile cromozomilor non-sexuali (= autosomi) sunt incompatibile cu viața și, prin urmare, nu apar la copiii vii. Cu excepția trisomiilor 13, 18 și 21, trisomiile autosomale duc aproape întotdeauna la avorturi spontane.

În orice caz, în contrast cu aberațiile cromozomilor sexuali, care pot fi, de asemenea, inconștienți, există întotdeauna simptome clinice grave și, de regulă, anomalii externe mai mult sau mai puțin pronunțate (dismorfisme).

O astfel de maldistribuire poate apărea, de asemenea, mai târziu în viață cu divizarea celulelor mitotice (toate celulele, cu excepția celulelor germinative). Deoarece există și celule neschimbate, pe lângă celulele afectate, se vorbește despre un mozaic somatic. Cu somatic (soma = corp grecesc) toate celulele sunt menite să nu fie celule germinale. Deoarece numai o mică parte din celulele corpului este afectată, simptomele sunt de obicei mult mai ușoare. Prin urmare, de multe ori tipurile de mozaic sunt nedetectate mult timp.

Aici puteți afla totul despre subiect: Mutație cromozomială

Ce este aberația cromozomială?

Aberația cromozomială structurală corespunde practic definiției mutației cromozomilor (a se vedea mai sus). Dacă cantitatea de material genetic rămâne aceeași și este pur și simplu distribuită diferit, se vorbește despre o aberație echilibrată.

Acest lucru se întâmplă adesea prin translocare, adică transferul unui segment de cromozomi într-un alt cromozom. Dacă este un schimb între doi cromozomi, se vorbește de translocare reciprocă. Întrucât doar aproximativ 2% din genom este necesar să producă proteine, probabilitatea este foarte mică ca o astfel de genă să fie la punctul de rupere și, prin urmare, să-și piardă funcția sau să fie afectată de acesta. Prin urmare, o astfel de aberație echilibrată trece adesea neobservată și este transmisă în mai multe generații.

Cu toate acestea, acest lucru poate duce la o distribuire defectuoasă a cromozomilor în timpul dezvoltării celulelor germinale, ceea ce poate duce la infertilitate, avorturi spontane sau descendență cu o aberație dezechilibrată.

Cu toate acestea, o aberație dezechilibrată poate să apară și spontan, adică fără antecedente familiale. Probabilitatea ca un copil să se nască în viață cu o aberație dezechilibrată depinde foarte mult de cromozomii afectați și variază între 0 și 60%. Aceasta duce la pierderea (= ștergerea) sau duplicarea (= duplicarea) unui segment de cromozomi. În acest context, se vorbește despre mono- și trisomii parțiale.

În unele cazuri, acestea apar împreună în două regiuni diferite, monosomia parțială fiind de obicei mai decisivă pentru apariția simptomelor clinice. Acestea sunt exemple proeminente de ștergere Sindromul Scream de pisică și sindromul Wolf-Hirschhorn.

Se vorbește despre o microdelecție când schimbarea nu mai poate fi determinată cu microscopul ușor, adică atunci când este vorba despre pierderea uneia sau a câtorva gene. Acest fenomen este considerat a fi cauza sindromului Prader-Willi și a sindromului Angelman și este strâns legat de dezvoltarea retionoblastomului.

Traducerea Robertson este un caz special:
Doi cromozomi acrocentrici (13, 14, 15, 21, 22) se unesc la centromerele lor și, după pierderea brațelor scurte, formează un singur cromozom (vezi structura). Deși acest lucru duce la un număr redus de cromozomi, aceasta este denumită o aberație echilibrată, deoarece pierderea brațelor scurte din acești cromozomi poate fi ușor compensată. Tot aici, efectele sunt adesea observabile numai în generațiile următoare, deoarece există o probabilitate foarte mare de avorturi sau copii care trăiesc cu trisomie.

Dacă există două pauze într-un cromozom, se poate întâmpla ca segmentul intermediar să fie rotit la 180 ° și încorporat în cromozom. Acest proces, cunoscut sub numele de inversiune, este dezechilibrat doar dacă punctul de rupere se află în cadrul unei gene active (2% din materialul genetic total). În funcție de dacă centromerul se află în interiorul sau în afara segmentului inversat, este o inversare peri- sau paracentrică. Aceste modificări pot contribui, de asemenea, la distribuția inegală a materialului genetic pe celulele germinale.

În inversarea paracentrică, în care centromerul nu se află în segmentul inversat, pot apărea și celule germinale cu două sau deloc centromere. Ca urmare, cromozomul corespunzător este pierdut în primele diviziuni celulare, ceea ce duce aproape sigur la un avort spontan.

Inserția se referă la încorporarea unui fragment de cromozom în altă parte. Tot aici, urmașii sunt afectați în primul rând într-un mod similar. Un cromozom inel poate apărea mai ales după ștergerea pieselor finale. Tipul și mărimea secvențelor sunt decisive pentru gravitatea simptomelor. În plus, acest lucru poate duce la distribuții incorecte și, la rândul său, la tipuri de mozaic din celulele corpului.

Dacă cromozomul metafazic se separă incorect în timpul diviziunii celulare, pot rezulta izochromozomi. Acestea sunt două exact aceleași cromozomi care constau doar în brațe lungi sau doar scurte. În cazul cromozomului X, acesta se poate manifesta ca sindrom Ulrich-Turner (monosomie X).

Citiți mai multe despre acest subiect: Aberație cromozomială

Trisomia 21

Trisomia 21, mai bine cunoscut sub numele de sindrom Down, este probabil cea mai frecventă aberație cromozomială numerică în rândul nașterilor vii, bărbații fiind afectați puțin mai des (1,3: 1).

Probabilitatea apariției trisomiei 21 depinde de diverși factori demografici, cum ar fi vârsta medie la nașterea mamelor și variază ușor de la o regiune la alta.

95% din trisomia 21 apare ca urmare a unei erori de divizare în contextul meiozei (diviziunea celulelor germinale), respectiv nondisuncția, adică eșecul de a separa cromatidele surori.

Acestea sunt denumite trisomiile gratuite și apar 90% la matern, 5% la patern și alte 5% în genomul embrionar.

Un alt 3% rezultă din translocări dezechilibrate, fie pe cromozomul 14, fie ca 21; Translocarea 21, creând un cromozom 21 normal și dublu. Restul de 2% sunt tipuri de mozaic în care trisomia nu a apărut în celulele germinale și, prin urmare, nu afectează toate celulele corpului. Tipurile de mozaic sunt adesea atât de ușoare încât pot rămâne complet nedetectate mult timp.

În orice caz, ar trebui efectuat un examen cromozomial pentru a distinge trisomia liberă identică simptomatic de trisomia de translocare posibil moștenită. O istorie familială a generațiilor anterioare poate urma.

Vă interesează acest subiect? Citiți următorul articol despre asta: Trisomia 21

Trisomie 13

Trisomia 13 sau sindromul Patau are o frecvență de 1: 5000 și este mult mai rară decât sindromul Down. Cauzele (trisomii gratuite, translocări și tipuri de mozaic) și distribuția procentuală a acestora sunt, totuși, în mare măsură identice.

În teorie, aproape toate cazurile ar putea fi diagnosticate prenatal folosind ecografia sau testul PAPP-A. Deoarece testul PAPP-A nu este neapărat parte a examinărilor de rutină, aproximativ 80% din cazurile din Europa Centrală sunt diagnosticate înainte de naștere.

La ecografie se poate observa deja un reziduu de creștere, o buză bilaterală și buza și ochii neobișnuit de mici (microptalmie). În plus, sunt de obicei prezente malformații ale creierului anterior și ale feței cu diferite grade de severitate (holoprosencefalie).

În timp ce în forma lobară emisferele cerebrale sunt aproape complet separate și se creează ventriculi laterali, în forma semi-lobară de multe ori doar partea posterioară a creierului este separată și ventriculii laterali lipsesc. În forma cea mai severă, forma alobară, nu există o separare a emisferelor cerebrale.

Bebelușii cu o formă semi- sau alobară mor de obicei imediat după naștere. După o lună, rata mortalității este în jur de 50% din nașteri vii. Până la vârsta de 5 ani, rata mortalității de la trisomia 13 crește până la 90%. Din cauza malformațiilor din creier, în majoritatea cazurilor bolnavii rămân în pat pentru toată viața și nu pot vorbi, motiv pentru care sunt dependenți de îngrijirea completă. În plus, pot exista și manifestări fizice ample ale Trismoie 13.

Citiți mai multe despre acest subiect la: Trisomia 13 la copilul nenăscut

Trisomie 16

Practic, trisomia 16 este cea mai frecventă trisomie (aproximativ 32% din toate trisomiile), dar copiii vii cu trisomie 16 sunt foarte rare. În general, nașterile vii apar numai în trisomii parțiale sau tipuri de mozaic. Printre trisomii, este cel mai adesea responsabil pentru nașteri mortale: 32 din 100 de avorturi cauzate de aberații cromozomiale pot fi identificate în această formă de trisomie.

Prin urmare, în principal prenatal, adică prenatal, au fost documentate caracteristici identificabile. De remarcat aici sunt diverse defecte cardiace, creșterea încetinită, o singură arteră ombilicală (altfel dublă) și o transparență crescută a gâtului, ceea ce se explică prin acumularea de lichide datorită sistemului limfatic încă încă complet dezvoltat și elasticitatea crescută a pielii din această zonă. În plus, hernia ombilicală fiziologică, adică deplasarea temporară a unei părți mari a intestinului prin ombilic spre exterior, de multe ori nu se regresează corect, ceea ce este cunoscut sub numele de rupere omfalocelă sau cordon ombilical.

O contractură de flexie cu degetele încrucișate poate fi adesea detectată la ecografie. În puținele nașteri vii, se observă hipotensiunea musculară generalizată, adică slăbiciunea musculară generală. Acest lucru duce la slăbiciune la băut și poate asigura alimentația artificială a sugarului. Adesea apare brazda cu patru degete care este atât de caracteristică trisomiilor. Tot aici, frecvența apariției trisomiei este direct legată de vârsta mamei.

Trisomia 18

Sindromul Edwards, adică trisomia 18, apare cu o frecvență de 1: 3000. La diagnosticul prenatal este la fel ca în cazul sindromului Patau: Tot aici, aceleași examene ar permite găsirea completă a tuturor pacienților înainte de naștere. Cauzele și distribuțiile acestora trebuie comparate cu alte trisomii (vezi trisomia 21).

În plus, în trisomia 18 există și trisomii parțiale care, la fel ca tipurile de mozaic, duc la cursuri clinice mult mai blânde. Dismorfismele asociate sunt, de asemenea, extrem de caracteristice sindromului Edwards: La naștere, pacienții au o greutate corporală mult redusă de 2 kg (normal: 2,8-4,2 kg), o frunte largă în retragere, o jumătate inferioară, în general, subdezvoltată a feței, cu o deschidere mică a gurii. , pleoape înguste și urechi rotite înapoi, modificate de formă (urechea lui Faun). În plus, partea din spate a capului este neobișnuit de bine dezvoltată pentru un nou-născut. Coaste sunt neobișnuit de înguste și fragile. Nou-născuții au, de asemenea, o tensiune permanentă (tonul) întregii musculatură, care, însă, se retrage după primele săptămâni la supraviețuitori.

O altă caracteristică caracteristică este încrucișarea a 2-a și a 5-a degete peste a 3-a și a 4-a cu numărul total de degete ciocănite în interior, în timp ce picioarele sunt neobișnuit de lungi (scurse), au un toc deosebit de pronunțat, unghiile degetelor înfundate și un picior mare deasupra.

Malformațiile grave ale organelor sunt frecvente și apar de obicei în combinație: defecte cardiace și renale, pliere greșită (malrotare) a intestinului, adeziuni ale peritoneului (comuna mesenterium), ocluzie a esofagului (atresie esofagiană) și multe altele.

Din cauza acestor malformații, rata mortalității este în jur de 50% în primele 4 zile, doar în jur de 5-10% trăiesc peste un an. Supraviețuirea la vârsta adultă este o excepție absolută.În orice caz, un handicap intelectual este foarte pronunțat și nu poate vorbi, sunt culcate și incontinente, deci depind complet de ajutorul extern.

Pentru informații mai detaliate despre trisomia 18, citiți și articolul nostru detaliat pe această temă:

Trisomia 18 (Sindromul Edwards)
Trisomia 18 la copilul nenăscut

Trisomia X

Trisomia X este cea mai neconcordantă formă de aberație cromozomială numerică, aspectul celor afectate, care sunt, în mod logic, toate femeile, nu diferă foarte mult de celelalte femei. Unele se remarcă pentru că sunt deosebit de înalte și au caracteristici faciale oarecum „pline”. Dezvoltarea mintală poate fi, de asemenea, în mare parte normală, variind de la linia de frontieră normală până la handicap mintal ușor.

Cu toate acestea, acest deficit de inteligență este puțin mai grav decât în cazul celorlalte trisomii ale cromozomilor sexuali (XXY și XYY). Cu o frecvență de 1: 1000, nu este chiar atât de rară, dar, deoarece, de obicei, trisomia nu este asociată cu simptome semnificative din punct de vedere clinic, majoritatea femeilor cu boala nu va fi probabil niciodată diagnosticată pentru întreaga lor viață.

Transportatorii sunt descoperiți mai ales din întâmplare în timpul unui control familial sau în timpul diagnosticării prenatale. Fertilitatea poate fi ușor redusă și rata aberațiilor cromozomilor sexuali în următoarea generație poate fi ușor crescută, astfel încât recomandarea genetică este recomandată dacă doriți să aveți copii.

Ca și în cazul celorlalte trisomii, trisomia X se dezvoltă cel mai adesea ca trisomie liberă, adică din cauza lipsei de diviziune (nondisjuncție) a cromatidelor surori. Tot aici apare de obicei în timpul maturării celulelor ovulului matern, deși probabilitatea crește odată cu vârsta.

Sindromul X fragil

Sindromul X fragil sau sindromul Martin Bell sunt preferați la bărbați, deoarece au un singur cromozom X și, prin urmare, sunt mai afectați de schimbare.

Apare cu o frecvență de 1: 1250 în rândul nașterilor vii de sex masculin într-un an, ceea ce o face cea mai comună formă de retardare nespecifică mentală, adică toate handicapurile mentale care nu pot fi descrise de un sindrom special cu semne tipice.

Sindromul X fragil poate apărea, de obicei, și la fete, într-o formă ceva mai slabă, care se datorează inactivării accidentale a unuia dintre cromozomii X. Cu cât proporția dintre cromozomul X sănătos este oprit, cu atât simptomele sunt mai puternice.

Cu toate acestea, în majoritatea cazurilor, femeile sunt purtătoare ale premutării, care nu produce încă niciun simptom clinic, dar crește masiv probabilitatea mutației complete la fiii lor. În cazuri foarte rare, bărbații pot fi, de asemenea, purtătorii prematurării, pe care apoi le pot transmite doar fiicelor, dar care, de obicei, sunt și sănătoși din punct de vedere clinic (paradoxul Sherman).

Sindromul este declanșat de un număr extrem de crescut de triplete CGG (o anumită secvență de bază) în gena FMR (fragile-site-mental-retardation); în loc de 10-50 de copii, premutarea 50-200, cu expresie completă 200-2000 de exemplare.

Sub microscopul luminos, acesta arată ca o ruptură în brațul lung, ceea ce a dat numele sindromului. Aceasta duce la dezactivarea genei afectate, care la rândul său provoacă simptomele.

Persoanele afectate prezintă o dezvoltare încetinită a vorbirii și mișcării și pot prezenta probleme de comportament care pot conduce în direcția hiperactivității, dar și autism.Anomalii pur externe (semne de dismorfism) sunt o față lungă, cu bărbie proeminentă și urechi proeminente. Odată cu pubertatea, testiculele sunt adesea foarte mari (macroorchidia), iar trăsăturile faciale devin mai grosiere. Există o ușoară acumulare de anomalii psihologice și o menopauză deosebit de timpurie în rândul femeilor purtătoare ale premutării.

Ce este o analiză cromozomială?

Analiza cromozomilor este un proces în citogenetică cu ajutorul căruia pot fi detectate aberații cromozomiale numerice sau structurale.

O astfel de analiză ar fi folosită, de exemplu, dacă se suspectează imediat un sindrom cromozomial, adică în cazul malformațiilor (dismorfisme) sau a unor dizabilități intelectuale (retard), dar și în caz de infertilitate, avorturi regulate (avorturi) și, de asemenea, cu anumite tipuri de cancer (de exemplu, limfoame sau leucemie).

Aceasta necesită de obicei limfocite, un tip special de celule imune care se obțin din sângele pacientului. Deoarece numai o cantitate relativ mică poate fi obținută în acest fel, celulele sunt stimulate să se împartă cu fitohemagglutinină și limfocitele pot fi apoi cultivate în laborator.

În unele cazuri, probe (biopsii) sunt prelevate de pe piele sau măduva spinării și se utilizează o procedură similară. Scopul este de a obține cât mai mult material ADN posibil în prezent în mijlocul diviziunii celulare. În metafază, toți cromozomii sunt aranjați la un nivel aproximativ în mijlocul celulei, astfel încât să poată fi atrași pe laturile opuse (poli) ale celulei în următoarea etapă, anafaza.

În acest moment, cromozomii sunt deosebit de bine împachetate (puternic condensate). Se adaugă colchicina otravă cu ax, care funcționează exact în această fază a ciclului celular, astfel încât cromozomii metafazei să se acumuleze. Acestea sunt apoi izolate și colorate folosind metode speciale de colorare.

Cel mai frecvent este bandajul GTG, în care cromozomii sunt tratați cu trypsină, o enzimă digestivă și pigmentul Giemsa. Se arată întunecat în special regiunile dens dens și regiunile bogate în adenină și timină.

Benzile G rezultate sunt caracteristice fiecărui cromozom și, în termeni simplificați, sunt considerate a fi regiunile cu mai puține gene. O imagine a cromozomilor colorați în acest fel este făcută la o mărire de o mie de ori și se creează o cariogramă cu ajutorul unui program de calculator. În plus față de modelul de bandă, dimensiunea cromozomului și poziția centromerei sunt folosite pentru a ajuta la aranjarea corespunzătoare a cromozomilor. Există și alte metode de bandaj care pot avea avantaje foarte diferite.