Anatomija-Leksikon

Kromosomi

Opredelitev - kaj so kromosomi?

Genska sestava celice je shranjena v obliki DNK (deoksiribonukleinska kislina) in njenih baz (adenin, timin, gvanin in citozin). V vseh evkariontskih celicah (živali, rastline, glive) je to prisotno v celičnem jedru v obliki kromosomov. Kromosom je sestavljen iz ene same koherentne molekule DNK, ki je povezana z določenimi proteini.

Ime kromosom izhaja iz grščine in ga lahko v grobem prevedemo kot "barvno telo". To ime izhaja iz dejstva, da je znanstvenikom že zelo zgodaj v zgodovini citologije (1888) uspelo, da so jih obarvali s posebnimi osnovnimi barvili in jih prepoznali na svetlobnem mikroskopu. Vendar so resnično vidne le na določenem mestu celičnega cikla, mitozi (mejozi v zarodnih celicah), ko je kromosom še posebej gost (kondenziran).

Kako so strukturirani kromosomi?

Če bi celotno DNK dvojno vijačnico celice, to je približno 3,4 x 109 baznih parov, povezali skupaj, bi to povzročilo dolžino več kot en meter. Skupna dolžina vseh dodanih kromosomov znaša le okoli 115 um. To razliko v dolžini je razloženo z zelo kompaktno strukturo kromosomov, pri katerih se DNA nekajkrat naviti ali spirali na zelo specifičen način.

Pri tem igrajo pomembno vlogo histoni, posebna oblika beljakovin. Obstaja skupaj 5 različnih histonov: H1, H2A, H2B, H3 in H4. Dva od zadnjih štirih histonov se združita, da tvorita valjasto strukturo, oktamer, okoli katere se dvojna vijačnica vije približno dvakrat (= super vijačnica). H1 se pritrdi na to strukturo, da jo stabilizira.

Ta kompleks DNA, oktamera in H1 se imenuje nukleosom. Nekateri od teh nukleozomov so zdaj „kot biserni niz“ v razmeroma kratkih intervalih (10–60 baznih parov) drug za drugim. Odseki med kromosomi so znani kot distančna DNK. Posamezni nukleozomi zdaj ponovno pridejo v stik preko H1, kar ustvarja nadaljnjo spiralacijo in s tem tudi stiskanje.

Nastali pramen je navzoč v zankah, stabiliziranih s hrbtenico, sestavljeno iz kislih nehistonskih beljakovin, imenovanih tudi Hertone. Te zanke so v spirali, stabilizirane z beljakovinami, kar ima za posledico zadnjo stopnjo stiskanja. Vendar se ta visoka stopnja stiskanja pojavi le v okviru delitve celic med mitozo.

V tej fazi lahko vidite tudi značilno obliko kromosomov, ki je sestavljena iz dveh kromatid. Kraj, kjer so ti povezani, se imenuje centromere. Vsak metafazni kromosom razdeli na dva kratka in dva dolga kraka, imenovana tudi roki p in q.
Če centriromere leži približno na sredini kromosoma, ga imenujemo metacentrični kromosom, če leži v celoti na enem od koncev akrocentričnega kromosoma. Tisti vmes se imenujejo submetacentrični kromosomi. Te razlike, ki jih je že mogoče videti pod svetlobnim mikroskopom, skupaj z dolžino omogočajo prvotno razvrstitev kromosomov.

Kaj so telomeri?

Telomeri so konci kromosomov s ponavljajočimi sekvencemi (TTAGGG). Te ne vsebujejo nobenih ustreznih informacij, temveč služijo preprečevanju izgube ustreznejših odsekov DNK. Z vsako delitvijo celic se del kromosoma izgubi z mehanizmom podvajanja DNK.

Torej so telomeri na neki način pufer, ki zakasni točko, ko celica z delitvijo izgubi pomembne informacije. Če so telomeri celice dolžine manj kot 4.000 baznih parov, se sproži programirana celična smrt (apoptoza). S tem preprečimo širjenje okvarjenega genskega materiala v organizmu. V nekaj celicah so telomeraze, encimi, ki lahko telomere ponovno podaljšajo.

Poleg matičnih celic, iz katerih izhajajo vse druge celice, so to zarodne celice in določene celice imunskega sistema. Poleg tega telomeraze najdemo tudi v rakavih celicah, zato govorimo o immortalizaciji v tem smislu celice.

Vse o temi preberite tukaj: Telomeres - anatomija, delovanje in bolezni

Kaj je kromatin?

Kromatin se nanaša na celotno vsebnost jedra celice, ki jo lahko obarvamo z bazo. Torej izraz poleg DNK vključuje tudi nekatere proteine, npr. Histoni in hertoni (glej strukturo), pa tudi nekateri fragmenti RNK (hn in snRNA).

Ta material je na voljo v različnih gostotah, odvisno od faze v celičnem ciklu ali od genske aktivnosti. Gostejša oblika se imenuje heterokromatin. Da bi ga lažje razumeli, bi ga torej lahko obravnavali kot "obliko shranjevanja" in tu spet razlikovali med konstitutivnim in fakultativnim heterokromatinom.

Konstitutivni heterokromatin je najbolj gosta oblika, ki je prisotna v najvišji stopnji kondenzacije v vseh fazah celičnega cikla. Sestavlja približno 6,5% človeškega genoma in je večinoma lociran blizu centromerov in koncev krakov kromosoma (telomerov), vendar tudi na drugih mestih (predvsem kromosom 1, 9, 16, 19 in Y). Poleg tega se večina konstitutivnega heterokromatina nahaja v bližini jedrske membrane, to je na robovih celičnega jedra. Prostor na sredini je rezerviran za aktivni kromatin, evromatin.

Fakultativni heterokromatin je nekoliko manj gost in ga lahko aktiviramo in deaktiviramo po potrebi ali odvisno od stopnje razvoja. Dober primer tega je drugi X kromosom v ženskih kariotipih. Ker je en kromosom X v osnovi dovolj, da celica preživi, kot je na koncu dovolj za moške, je eden od obeh v embrionalni fazi deaktiviran. deaktivirani kromosom X je znan kot Barrovo telo.

Šele med delitvijo celic se v okviru mitoze kondenzira popolnoma, pri čemer doseže največjo kompresijo v metafazi. Ker pa se različni geni pogosto berejo različno - navsezadnje ni potreben vsak protein v isti količini ves čas, - tu ločimo med aktivnim in neaktivnim evkromatinom.

Več o tem preberite pod: Kromatin

Haploidni kromosomi

Haploid (gr. Haploos = samski) pomeni, da so vsi kromosomi celice prisotni posamično, to je ne v parih (diploidno), kot je običajno. To je naravno stanje vseh jajčnih in spermatozoidnih celic, pri katerih oba identična kromatida sprva nista ločena kot del prve mejoze, temveč sta najprej ločena vsi pari kromosomov.

Zaradi tega imajo po prvi mejozi hčerinske celice pri ljudeh le 23 namesto običajnih 46 kromosomov, kar ustreza polovici haploidnega niza kromosomov. Ker imajo te hčerinske celice še vedno identično kopijo vsakega kromosoma, ki je sestavljen iz 2 kromosoma, je potrebna druga mejoza, v kateri sta dva kromatida ločena drug od drugega.

Politenski kromosomi

Politenski kromosom je kromosom, sestavljen iz velikega števila gensko identičnih kromatid. Ker je takšne kromosome enostavno opaziti pod manjšo povečavo, jih včasih imenujemo velikanski kromosomi. Predpogoj za to je endoreplikacija, pri kateri se kromosomi večkrat pomnožijo v celičnem jedru, ne da bi prišlo do delitve celic.

Kakšne so funkcije kromosomov?

Kromosom kot organizacijska enota našega genoma se uporablja predvsem za zagotavljanje, da se podvojeni genom med celično delitvijo enakomerno porazdeli med hčerinske celice. Če želite to narediti, je vredno podrobneje pogledati mehanizme delitve celic ali celičnega cikla:

Celica porabi večino celičnega cikla v interfazi, kar pomeni celotno časovno obdobje, v katerem se celica ne bo takoj delila. Ta je razdeljen na faze G1, S in G2.

Faza G1 (G za vrzel, tj. Vrzel) takoj sledi celični delitvi. Tu se celica znova poveča v velikosti in opravlja splošne presnovne funkcije.

Od tu lahko preide tudi na fazo G0. To pomeni, da se spremeni v stopnjo, ki je ni več sposobna deliti in se v običajnih primerih tudi močno spremeni, da bi izpolnila zelo specifično funkcijo (diferenciacija celic). Da bi izpolnili te naloge, se nekateri geni berejo bolj intenzivno, drugi manj ali pa sploh ne.

Če odsek DNK dlje časa ni potreben, se pogosto nahaja v delih kromosomov, ki so bili že dolgo gosto spakirani (glejte kromatin). Po eni strani ima to namen prihraniti prostor, vendar je poleg drugih mehanizmov genske regulacije tudi dodatna zaščita pred naključnim branjem. Opaženo pa je tudi, da lahko pod zelo specifičnimi pogoji diferencirane celice iz faze G0 ponovno vstopijo v cikel.

Fazi G1 sledi faza S, to je faza, v kateri se sintetizira nova DNK (podvajanje DNK). Tu mora biti celoten DNK v svoji najhitrejši obliki, to je, da so vsi kromosomi popolnoma razmotani (glej strukturo).

Na koncu faze sinteze se celica v celici podvoji. Ker je kopija še vedno pritrjena na izvirni kromosom preko centromera (glej strukturo), ne govorimo o podvajanju kromosomov.

Vsak kromosom je zdaj sestavljen iz dveh kromatid namesto enega, tako da lahko kasneje med mitozo prevzame značilno obliko X (strogo gledano, oblika X velja samo za metacentrične kromosome). V naslednji fazi G2 poteka takojšnja priprava na delitev celic. To vključuje tudi podrobno preverjanje napak pri kopiranju in prelome pramenov, ki jih je mogoče popraviti, če je potrebno.

V bistvu obstajata dve vrsti delitve celic: mitoza in mejoza. Z izjemo zarodnih celic vse celice organizma nastajajo z mitozo, katere edina naloga je tvorba dveh gensko identičnih hčerinskih celic.
Namen meioze je ustvariti genetsko različne celice:
V prvem koraku se delijo ustrezni (homologni), vendar ne identični kromosomi. Šele v naslednjem koraku se kromosomi, ki so sestavljeni iz dveh enakih kromatid, ločijo in ponovno porazdelijo po dve hčerinski celici, tako da na koncu iz ene celice predhodnice nastanejo štiri zarodne celice z različnim genetskim materialom.

Oblika in zgradba kromosomov sta ključnega pomena za oba mehanizma: posebne "beljakovinske niti", tako imenovani vretenasti aparat, pritrdijo na močno kondenzirane kromosome in kromosome v fino reguliranem postopku povlečejo od srednje ravnine (ekvatorialne ravnine) do nasprotnih polov celice okoli ene za zagotovitev enakomerne distribucije. Tudi majhne spremembe v mikrostrukturi kromosomov imajo lahko resne posledice.

Pri vseh sesalcih razmerje spolnih kromosomov X in Y določa tudi spol potomcev. V osnovi je vse odvisno od tega, ali sperma, ki se združuje z jajčno celico, nosi X ali Y kromosom. Ker sta obe obliki sperme vedno proizvedeni v povsem enaki meri, je verjetnost za oba spola vedno uravnotežena. Ta naključni sistem zagotavlja enakomernejšo razporeditev spola, kot bi to na primer veljalo za okoljske dejavnike, kot je temperatura.

Poiščite več o temi: Delitev celičnega jedra

Kako se geni prenašajo s kromosomi?

Danes vemo, da se lastnosti podedujejo prek genov, ki so shranjeni v celicah v obliki DNK. Ti so razdeljeni na 46 kromosomov, na katerih je razdeljenih 25.000-30000 človeških genov.

Poleg same lastnosti, ki ji rečemo fenotip, obstaja tudi genska protipostavka, ki ji rečemo genotip. Kraj, kjer je gen na kromosomu, se imenuje lokus. Ker imajo ljudje dvojni kromosom dvakrat, se vsak gen pojavi tudi dvakrat. Edina izjema so geni X-kromosomi pri moških, saj Y-kromosom nosi le del genetske informacije, ki ga najdemo na X-kromosomu.

Različni geni, ki so na istem lokusu, se imenujejo aleli. Pogosto sta na enem lokusu več kot dva različna alela. Potem eden govori o polimorfizmu. Takšen alel je lahko preprosto neškodljiva varianta (normalna varianta), pa tudi patološke mutacije, ki so lahko sprožilec za dedno bolezen.

Če mutacija enega samega gena zadostuje za spremembo fenotipa, govorimo o monogeni ali mendelski dednosti. Številne dedne lastnosti pa se podedujejo prek več medsebojno povezanih genov, zato jih je veliko težje preučevati.

Ker mati in oče vsakega od svojih dveh genov preneseta otroku v mendeljsko dediščino, so v naslednji generaciji vedno štiri možne kombinacije, pri čemer so lahko te enake tudi v zvezi z eno lastnostjo. Če imata oba alela posameznika enak učinek na fenotip, je posameznik homozigoten glede na to značilnost in je značilnost ustrezno v celoti izražena.

Heterozigoti imajo dva različna alela, ki lahko medsebojno vplivajo na različne načine: Če en alel prevladuje nad drugim, popolnoma zatira njegovo izražanje in prevladujoča lastnost postane vidna v fenotipu. Potlačen alel se imenuje recesiven.

Pri kodominantnem dedovanju se lahko oba alela izrazita, da drug drugega ne vplivata, medtem ko gre pri vmesnem dedovanju za mešanico obeh značilnosti. Dober primer tega je sistem krvnih skupin AB0, v katerem A in B medsebojno prevladujeta, 0 pa prevladuje drug nad drugim.

Kakšen je normalni nabor kromosomov pri ljudeh?

Človeške celice imajo 22 spolno neodvisnih parov kromosomov (avtosomi) in dva spolna kromosoma (gonosomi), zato skupaj 46 kromosomov sestavlja en sklop kromosomov.

Avtosomi običajno pridejo v parih. Kromosomi para so podobni po obliki in zaporedju genov, zato jih imenujemo homologni. Dva X kromosoma žensk sta tudi homologna, medtem ko imata moški X in Y kromosom. Ti se razlikujejo po obliki in številu prisotnih genov, tako da človek ne more več govoriti o homologiji.

Zarodne celice, to so jajčne celice in sperme, imajo zaradi mejoze le polovico kromosomov, in sicer 22 posameznih avtosomov in en gonosom. Ker se zarodne celice med oploditvijo zlijejo in včasih zamenjajo celotne segmente (križanec), nastane nova kombinacija kromosomov (rekombinacija). Vsi kromosomi skupaj se imenujejo kariotip, ki je z nekaj izjemami (glej kromosomske aberacije) enak pri vseh osebah istega spola.

Tukaj lahko izveste vse o temi: Mitoza - preprosto razloženo!

Zakaj vedno obstajajo pari kromosomov?

V bistvu lahko na to vprašanje odgovorimo z enim stavkom: Ker se je izkazalo, da je koristno. Prisotnost kromosomskih parov in načelo rekombinacije sta pri dedovanju v smislu spolne reprodukcije bistvenega pomena. Na ta način iz genetskega materiala dveh posameznikov lahko slučajno nastane povsem nov posameznik.

Ta sistem močno poveča raznolikost lastnosti neke vrste in zagotavlja, da se lahko prilagodi spremenjenim okoljskim razmeram veliko hitreje in bolj prilagodljivo, kot bi bilo mogoče le z mutacijo in selekcijo.

Dvojni niz kromosomov ima tudi zaščitni učinek: če bi mutacija gena privedla do okvare funkcije, je v drugem kromosomu še vedno nekakšna "rezervna kopija". To ni vedno dovolj, da organizem nadomesti napako, zlasti če prevladuje mutirani alel, vendar poveča možnost za to. Poleg tega se mutacija ne prenese samodejno na vse potomce, kar posledično ščiti vrste pred preveč radikalnimi mutacijami.

Kaj je mutacija kromosoma?

Genetske okvare lahko nastanejo zaradi ionizirajočega sevanja (npr. Rentgenskih žarkov), kemičnih snovi (npr. Benzopirena v cigaretnem dimu), nekaterih virusov (npr. HP virusov) ali, z majhno verjetnostjo, lahko nastanejo tudi čisto po naključju. V njen razvoj je pogosto vključenih več dejavnikov. Načeloma se takšne spremembe lahko pojavijo v vseh telesnih tkivih, vendar so praktični razlogi običajno omejeni na limfocite (posebno vrsto imunskih celic), fibroblaste (celice vezivnega tkiva) in celice kostnega mozga.

Mutacija kromosomov je velika strukturna sprememba posameznih kromosomov.Po drugi strani bi odsotnost ali dodajanje celih kromosomov pomenila genom ali ploidno mutacijo, medtem ko se izraz genska mutacija nanaša na razmeroma majhne spremembe znotraj gena. Izraz kromosomska aberacija (latinsko aberrare = odstopati) je nekoliko širši in vključuje vse spremembe, ki jih je mogoče zaznati s svetlobnim mikroskopom.

Mutacije imajo lahko zelo različne učinke:

Tihe mutacije, to so mutacije, pri katerih sprememba nima vpliva na posameznika ali njihove potomce, so za aberacije kromosomov precej netipične in jih pogosteje najdemo na območju genskih ali točkovnih mutacij.
Mutacija izgube funkcije je takrat, ko mutacija povzroči napačno zložen in torej brez funkcijo beljakovin ali sploh ne.
Tako imenovane mutacije za pridobitev funkcije spremenijo vrsto učinka ali količino beljakovin, ki nastanejo tako, da nastanejo popolnoma novi učinki. Po eni strani je to ključni mehanizem za evolucijo in s tem za preživetje vrste ali za nastanek novih vrst, po drugi strani pa lahko, tako kot v primeru Philadelphia kromosoma, tudi odločilno prispeva k razvoju rakavih celic.

Najbolj znane med različnimi oblikami kromosomskih aberacij so verjetno numerične aberacije, pri katerih so posamezni kromosomi prisotni le enkrat (monomomija) ali celo trikrat (trisomija).

Če to velja samo za en kromosom, se imenuje aneuploidija, na celoten sklop kromosomov pa vpliva poliploidija (tri- in tetraploidija). Ta napačna porazdelitev se v večini primerov pojavi med razvojem zarodnih celic zaradi nerazdvajanja (neskladja) kromosomov med celično delitvijo (mejoza). To vodi v neenakomerno porazdelitev kromosomov med hčerinskimi celicami in s tem do numerične aberacije pri otroku v razvoju.

Monozomi nepolnih kromosomov (= avtosomi) so nezdružljivi z življenjem in se zato ne pojavljajo pri živih otrocih. Z izjemo trisomij 13, 18 in 21, avtosomske trisomije skoraj vedno vodijo do spontanih splavov.

Vsekakor so v nasprotju z aberacijami spolnih kromosomov, ki so lahko tudi neopazne, vedno prisotni resni klinični simptomi in običajno tudi bolj ali manj izrazite zunanje nepravilnosti (dismorfizem).

Takšna napačna porazdelitev se lahko zgodi tudi pozneje v življenju z mitotično delitvijo celic (vse celice razen zarodnih celic). Ker so poleg prizadetih celic tudi nespremenjene celice, se govori o somatskem mozaiku. S somatsko (grško soma = telo) so mišljene vse celice, ki niso zarodne celice. Ker je prizadet le manjši del telesnih celic, so simptomi običajno veliko blažji. Zato pogosto mozaiki dolgo časa ostanejo neopaženi.

Tukaj lahko izveste vse o temi: Mutacija kromosomov

Kaj je kromosomska aberacija?

Strukturna aberacija kromosomov v bistvu ustreza definiciji mutacije kromosomov (glej zgoraj). Če količina genskega materiala ostane enaka in je preprosto različno razporejena, govorimo o uravnoteženi aberaciji.

To se pogosto zgodi s translokacijo, to je prenos kromosomskega segmenta v drug kromosom. Če gre za izmenjavo med dvema kromosomoma, govorimo o vzajemni premestitvi. Ker je za proizvodnjo beljakovin potrebnih le približno 2% genoma, je verjetnost, da je tak gen na prelomni točki in s tem izgubi svojo funkcijo ali je v njem oslabljen. Zato takšna uravnotežena aberacija pogosto ostane neopažena in se prenese na več generacij.

Vendar pa lahko to povzroči napačno porazdelitev kromosomov med razvojem zarodnih celic, kar lahko povzroči neplodnost, spontane splave ali potomce z neuravnoteženo aberacijo.

Neuravnotežena aberacija pa se lahko pojavi tudi spontano, to je brez družinske anamneze. Verjetnost, da se bo otrok rodil živ z neuravnoteženo aberacijo, je močno odvisna od prizadetih kromosomov in se giblje med 0 in 60%. To vodi do izgube (= brisanje) ali podvajanja (= podvajanje) segmenta kromosoma. V tem okviru se govori o delnih mono- in trisomijah.

V nekaterih primerih se pojavijo skupaj v dveh različnih regijah, pri čemer je delna monomomija običajno bolj odločilna za pojav kliničnih simptomov. To so vidni primeri izbrisa Sindrom mačjih krikov in Wolf-Hirschhorn sindrom.

Eno govori o mikrodeleziji, ko spremembe ni mogoče več določiti s svetlobnim mikroskopom, to je, ko gre za izgubo enega ali nekaj genov. Ta pojav velja za vzrok Prader-Willijevega sindroma in Angelmanovega sindroma in je tesno povezan z razvojem retionoblastoma.

Premestitev Robertsona je poseben primer:
Dva akrocentrična kromosoma (13, 14, 15, 21, 22) se združita v svojem centromeru in po izgubi kratkih ročic tvorita en sam kromosom (glej strukturo). Čeprav ima to za posledico zmanjšanje števila kromosomov, to označujemo kot uravnoteženo aberacijo, saj lahko izgubo kratkih krakov v teh kromosomih enostavno nadomestimo. Tudi tukaj so učinki pogosto opazni šele v naslednjih generacijah, saj obstaja zelo velika verjetnost splavov ali živih otrok s trisomijo.

Če v kromosomu pride do dveh prelomov, se lahko zgodi, da se vmesni segment zavrti za 180 ° in ga vgradi v kromosom. Ta proces, znan kot inverzija, je neuravnotežen le, če je prelomna točka aktivnega gena (2% celotnega genskega materiala). Odvisno od tega, ali je centromera znotraj ali zunaj obrnjenega segmenta, gre za periferno ali paracentrično inverzijo. Te spremembe lahko prispevajo tudi k neenakomerni porazdelitvi genskega materiala na zarodnih celicah.

V paracentrični inverziji, pri kateri centromera ni v obrnjenem segmentu, se lahko pojavijo tudi zarodne celice z dvema centromeroma ali brez njih. Posledično se med prvimi delitvami celic izgubi ustrezni kromosom, kar skoraj zagotovo vodi do splava.

Vstavljanje se nanaša na vključitev fragmenta kromosoma drugam. Tudi tukaj na potomce vplivajo predvsem potomci. Obročni kromosom se lahko pojavi zlasti po brisanju končnih kosov. Vrsta in velikost sekvenc sta odločilni za resnost simptomov. Poleg tega lahko to privede do napačnih porazdelitev in s tem do mozaičnih tipov znotraj telesnih celic.

Če se med celično delitvijo metafazni kromosom napačno loči, lahko pride do izohromosomov. Gre za dva popolnoma enaka kromosoma, ki sta sestavljena iz le dolgih ali le kratkih krakov. V primeru kromosoma X se lahko to manifestira kot Ulrich-Turnerjev sindrom (monosomija X).

Preberite več o tej temi: Kromosomska aberacija

Trisomija 21

Trisomija 21, bolj znana kot Downov sindrom, je zagotovo najpogostejša numerična kromosomska aberacija med živorojenci, pri čemer so moški prizadeti nekoliko pogosteje (1,3: 1).

Verjetnost pojava trisomije 21 je odvisna od različnih demografskih dejavnikov, na primer povprečne starosti ob rojstvu mater, in se od regije do regije nekoliko razlikuje.

95% trisomije 21 nastane kot posledica napake delitve v kontekstu mejoze (delitev zarodnih celic), in sicer nedisjunkcije, to je, če ločimo sestrske kromatide.

Te se imenujejo kot proste trisomije in se pojavijo 90% pri materinem, 5% pri očetovem in še 5% v embrionalnem genomu.

Drugih 3% je posledica neuravnoteženih translokacij bodisi na kromosomu 14 ali kot 21; Translokacijo, kar ustvarja normalen in dvojni kromosom 21. Preostalih 2% so mozaični tipi, pri katerih trisomija ni nastala v zarodnih celicah in zato ne vpliva na vse telesne celice. Vrste mozaikov so pogosto tako blage, da lahko dolgo časa ostanejo popolnoma neodkrite.

Vsekakor je treba opraviti kromosomski pregled, da bi razlikovali simptomatsko identično prosto trisomijo od verjetno podedovane tlokomije translokacije. Nato lahko sledi družinska zgodovina prejšnjih generacij.

Te zanima ta tema? Preberite naslednji članek o tem: Trisomija 21

Trisomija 13

Trisomija 13 ali Patau sindrom ima pogostost 1: 5000 in je precej redkejša kot Downov sindrom. Vzroki (proste trisomije, translokacije in mozaični tipi) in njihova odstotna porazdelitev pa so v veliki meri enaki.

Teoretično bi bilo mogoče skoraj vse primere diagnosticirati prenatalno s pomočjo ultrazvoka ali testa PAPP-A. Ker test PAPP-A ni nujno del rutinskih pregledov, se približno 80% primerov v srednji Evropi diagnosticira pred rojstvom.

Na ultrazvoku je že mogoče opaziti rastni ostanek, dvostransko razcepljeno ustnico in nepce ter nenavadno majhne oči (mikroftalmijo). Poleg tega so ponavadi prisotne nepravilnosti sprednjega dela možganov in obraza različne stopnje resnosti (holoprosencefalija).

Medtem ko so v lobarski obliki možganske poloble skoraj popolnoma ločene in nastanejo stranski ventrikli, je v pol-lobarski obliki pogosto ločen le zadnji del možganov in manjkajo stranski ventrikli. V najtežji obliki, alobarni obliki, ni ločitve možganskih polobli.

Dojenčki s pol- ali alobarno obliko običajno umrejo takoj po rojstvu. Po enem mesecu je umrljivost približno 50% živorojenih otrok. Do 5. leta se stopnja umrljivosti zaradi trisomije 13 poveča na 90%. Zaradi okvar v možganih bolniki v večini primerov ostanejo pri postelji celo življenje in ne znajo govoriti, zato so odvisni od popolne oskrbe. Poleg tega lahko obstajajo tudi obsežne fizične manifestacije Trismoie 13.

Več o tem preberite na: Trisomija 13 pri nerojenem otroku

Trisomija 16

V osnovi je trisomija 16 najpogostejša trisomija (približno 32% vseh trisomij), vendar so živi otroci s trisomijo 16 zelo redki. Na splošno se živorojene pojavljajo le v delnih trisomijah ali mozaičnih vrstah. Med trisomijami je najpogosteje kriva mrtvorojenost: 32 od 100 splavov zaradi kromosomskih aberacij je mogoče slediti tej obliki trisomije.

Zato so bile dokumentirane predvsem prenatalno, to je prenatalno, prepoznavne značilnosti. Tu velja omeniti različne srčne napake, upočasnjeno rast, enotno popkovnično arterijo (sicer dvojno) in povečano preglednost vratu, kar je razloženo z nabiranjem tekočine zaradi še ne popolnoma razvitega limfnega sistema in povečane elastičnosti kože na tem področju. Poleg tega se fiziološka popkovna kila, to je začasni premik velikega dela črevesa skozi popk navzven, pogosto ne spusti pravilno, kar je znano kot pretrganje pupčane vrvi ali popkovine.

Na ultrazvoku lahko pogosto odkrijemo tudi fleksijsko kontrakcijo s prekrižanimi prsti. Pri nekaj živorojenih otrocih je opazna generalizirana mišična hipotenzija, to je splošna mišična oslabelost. To vodi do oslabelosti pitja in lahko zagotovi, da je treba dojenčka umetno hraniti. Pogosto se pojavi brazda s štirimi prsti, ki je tako značilna za trisomije. Tudi tu je pogostost pojavljanja trisomije neposredno povezana s starostjo matere.

Trisomija 18

Edwardsov sindrom, to je trisomija 18, se pojavi s frekvenco 1: 3000. S prenatalno diagnostiko je enako kot s sindromom Patau: Tudi tukaj bi iste preiskave omogočile, da bi vse bolnike našli že pred rojstvom. Vzroke in njihovo porazdelitev je treba primerjati z drugimi trisomijami (glejte trisomijo 21).

Poleg tega pri trisomiji 18 obstajajo tudi delne trisomije, ki podobno kot mozaični tipi vodijo v precej blažje klinične tečaje. S tem povezani dismorfizmi so izjemno značilni tudi za Edwardsov sindrom: Ob rojstvu imajo bolniki močno zmanjšano telesno maso 2 kg (normalno: 2,8-4,2 kg), odmaknjeno široko čelo, na splošno nerazvito spodnjo polovico obraza z majhno odprtino ust , ozke veke in zasukane nazaj, ušesa spremenjena v obliki (faunovo uho). Poleg tega je zadnji del glave za novorojenčka nenavadno dobro razvit. Rebra so nenavadno ozka in krhka. Novorojenčki imajo tudi trajno napetost (ton) celotne muskulature, ki pa se pri preživelih preživi po prvih nekaj tednih.

Druga značilnost je prekrižanje 2. in 5. prsta čez 3. in 4. s skupnim številom prstov vdrtih, stopala pa so nenavadno dolga (iztegnjena), imajo še posebej izrazito peto, omamljene nohte in postavljen hrbet.

Resne okvare organov so pogoste in se ponavadi pojavljajo v kombinaciji: srčne in ledvične okvare, nepravilno krčenje (maltracija) črevesja, adhezije peritoneuma (mezenterij komune), okluzija požiralnika (atrezija požiralnika) in še veliko več.

Zaradi teh nepravilnosti je stopnja umrljivosti v prvih štirih dneh približno 50%, le približno 5-10% jih živi več kot leto dni. Preživetje v odrasli dobi je absolutna izjema, vsekakor pa je intelektualna prizadetost zelo izrazita in ne zna govoriti, so posteljna in inkontinentna, torej popolnoma odvisna od zunanje pomoči.

Za podrobnejše informacije o trisomiji 18 preberite tudi naš podroben članek na to temo:

Trisomija 18 (Edwardsov sindrom)
Trisomija 18 pri nerojenem otroku

Trisomija X

Trisomija X je najbolj neopazna oblika numerične kromosomske aberacije, videz prizadetih, ki so logično vse ženske, se ne razlikuje veliko od drugih žensk. Nekateri so opazni, ker so še posebej visoki in imajo nekoliko "debele" obrazne poteze. Mentalni razvoj je lahko tudi v glavnem normalen, sega od mejnih normalnih do blagih duševnih prizadetosti.

Vendar je ta primanjkljaj inteligence nekoliko resnejši kot pri ostalih trisomijah spolnih kromosomov (XXY in XYY). S pogostostjo 1: 1000 pravzaprav ni tako redko, a ker trisomija ponavadi ni povezana s klinično pomembnimi simptomi, večini žensk z boleznijo verjetno ne bo diagnosticirano celo življenje.

Prevoznike večinoma odkrijemo po naključju med družinskim pregledom ali med prenatalno diagnostiko. Plodnost se lahko nekoliko zmanjša in hitrost odstopanj spolnih kromosomov v naslednji generaciji se lahko nekoliko poveča, tako da je priporočljivo genetsko svetovanje, če želite imeti otroke.

Tako kot druge trisomije se tudi trisomija X najpogosteje razvije kot prosta trisomija, to je zaradi pomanjkanja delitve (nesindjunkcije) sestrskih kromatid. Tudi tu običajno nastane med zorenjem materinih jajčnih celic, čeprav se s starostjo verjetnost povečuje.

Krhki X sindrom

Sindrom krhkega X ali sindrom Martina Bellja je prednost pri moških, saj imajo le en X kromosom in so zaradi tega bolj prizadeti zaradi spremembe.

Pojavi se s pogostostjo 1: 1250 med živo rojenimi moškimi v enem letu, zaradi česar je najpogostejša oblika nespecifične duševne zaostalosti, to je vseh duševnih prizadetosti, ki jih ni mogoče opisati s posebnim sindromom z značilnimi znaki.

Sindrom krhkega X se lahko običajno pojavi tudi pri deklicah v nekoliko šibkejši obliki, kar je posledica naključnega inaktivacije enega od X kromosomov. Večji kot je delež izklopljenega zdravega X kromosoma, močnejši so simptomi.

V večini primerov pa so ženske nosilke premutacije, ki še ne povzroča nobenih kliničnih simptomov, a povečuje verjetnost popolne mutacije pri njihovih sinovih. V zelo redkih primerih so moški lahko tudi nosilci premutacije, ki jih nato lahko prenašajo le na hčere, ki pa so običajno tudi klinično zdrave (Shermanov paradoks).

Sindrom sproži izjemno povečano število trojčkov CGG (določeno osnovno zaporedje) v genu FMR (krhko mesto-mentalna zaostalost); namesto 10-50 kopij, premutacija 50-200, s polnim izražanjem 200-2000 izvodov.

Pod svetlobnim mikroskopom je to videti kot zlom dolge roke, kar je sindromu dalo ime. To vodi v deaktivacijo prizadetega gena, kar posledično povzroča simptome.

Prizadeti ljudje kažejo upočasnjen razvoj govora in gibanja ter lahko kažejo vedenjske težave, ki lahko vodijo v smeri hiperaktivnosti, pa tudi avtizma.Čisto zunanje nepravilnosti (znaki dismorfizma) so dolg obraz s poudarjeno brado in štrlečimi ušesi. S puberteto se testisi pogosto močno razširijo (makroorhidija), obrazne poteze pa postanejo bolj grobe. Med prenašalci žensk premutacije se rahlo kopičijo psihične nepravilnosti in še posebej zgodnja menopavza.

Kaj je analiza kromosomov?

Analiza kromosomov je postopek v citogenetiki, s katerim je mogoče zaznati numerične ali strukturne kromosomske aberacije.

Takšna analiza bi bila uporabljena, na primer, če se takoj sumi na kromosomski sindrom, to je v primeru nepravilnosti (dismorfizmi) ali intelektualne prizadetosti (zaostalost), lahko pa tudi v primeru neplodnosti, rednih splavov (splavov) in tudi z določenimi raki (npr. Limfomi) ali levkemija).

To običajno potrebujejo limfociti, posebno vrsto imunskih celic, ki jih dobimo iz bolnikove krvi. Ker lahko na ta način dobimo le razmeroma majhno količino, se celice spodbudi, da se delijo s fitohemaglutininom, limfocite pa lahko nato gojimo v laboratoriju.

V nekaterih primerih se odvzamejo vzorci (biopsije) s kože ali hrbtenjače in se uporablja podoben postopek. Cilj je pridobiti čim več DNK materiala, ki je trenutno sredi celične delitve. V metafazi so vsi kromosomi razporejeni na eni ravni približno na sredini celice, tako da jih lahko v naslednjem koraku, anafazi, potegnemo na nasprotne strani (polovice) celice.

V tem trenutku so kromosomi še posebej tesno zapakirani (močno kondenzirani). Dodan je vretenasti strup kolhicin, ki deluje ravno v tej fazi celičnega cikla, tako da se naberejo metafazni kromosomi. Nato jih izoliramo in obarvamo s posebnimi metodami obarvanja.

Najpogostejši je GTG trak, pri katerem se kromosomi zdravijo s tripsinom, prebavnim encimom in pigmentom Giemsa. Posebej gosto pakirana območja in regije, bogate z adeninom in timinom, so temne.

Tako dobljeni G-pasovi so značilni za vsak kromosom in poenostavljeno se štejejo za regije z manj geni. Slika kromosomov, obarvanih na ta način, je posneta pri večkratni povečavi in s pomočjo računalniškega programa se ustvari kariogram. Poleg vzorca pasu se za ustrezno ureditev kromosomov uporabljata velikost kromosoma in lega centromerja. Obstajajo tudi druge metode povezovanja, ki imajo lahko zelo različne prednosti.