Aneuploidi: nedenleri, çeşitleri ve örnekleri
Aneuploidi, belirli bir türün organizmasını oluşturan hücrelerin haploid, diploid veya poliploid sayısından farklı olarak aşırı veya eksik bir veya daha fazla kromozomun bulunduğu hücrelerin durumudur.
Bir aneuploid hücrede, kromozomların sayısı, kromozomları kaybettikleri veya kazandıkları için haploid kümesinin mükemmel bir katına ait değildir. Genel olarak, kromozomların eklenmesi veya kaybı, tek bir kromozoma veya tek sayıda kromozoma tekabül eder, ancak bazen iki kromozom dahil olabilir.
Aneuploidiler, sayısal kromozomal değişikliklere aittir ve sitolojik olarak tanımlanması en kolay olanlardır. Bu kromozomal dengesizlik hayvanlar tarafından çok az desteklenir, bitki türlerinde daha sık ve daha az zararlıdır. İnsanlarda görülen birçok doğumsal bozukluk, anöploididen kaynaklanır.
nedenleri
Bir bireyin hücrelerinde bir veya daha fazla kromozomun kaybı veya kazanması, genellikle translokasyon kaybı veya mayoz veya mitoz sırasında ayrılma sürecinden kaynaklanır. Sonuç olarak, bireylerin gen dozu değiştirilir ve bu da ciddi fenotipik kusurlara neden olur.
Kromozom sayısındaki değişiklikler, mayozun birinci veya ikinci bölümü sırasında veya her ikisinde de meydana gelebilir. Mitotik bölünme sırasında da ortaya çıkabilirler.
Bölünmedeki bu faylar, zigotun erken bölümlerinde mitozda da meydana gelen spermatogenez ve oogenez sırasında mayozda I veya mayozda II'de gerçekleştirilir.
Anöploidilerde, ayrılma olmayan bağlanma, homolog çiftleri olan kromozomlardan biri aynı hücre direğine geçtiğinde veya aynı gamete eklendiğinde meydana gelir. Bu muhtemelen, maternal mayozda ilk mayotik bölünme sırasında centromere'nin erken bölünmesi nedeniyle oluşur.
Ek bir kromozomlu bir gamet normal bir gamete bağlandığında, trisomiler (2n + 1) üretilir. Öte yandan, bir gamete eksik bir kromozom ve normal bir taneyle birleştirildiğinde, monosomiler (2n-1) üretilir.
tip
Aneuploidiler diploid bireylerde sıklıkla görülür. Kromozom sayısındaki bu değişiklikler, insan türlerinde büyük klinik öneme sahiptir. Nulisomiler, monosomiler, trisomiler ve tetrasomiler gibi farklı türleri içerirler.
nullisomy
Nulizomiye sahip hücrelerde, her iki homolog kromozom çiftinin üyeleri 2n-2 (n'nin haploid kromozom sayısıdır) olarak temsil edilir. İnsanlarda, örneğin, 23 çift homolog kromozom (n = 23), yani 46 kromozom ile, bir homolog çiftin kaybı 44 kromozomla sonuçlanacaktır (22 çift).
Nülizomik bir birey, somatik tamamlayıcısında bir çift homolog kromozom içermeyen biri olarak da tarif edilir.
monozomi
Monozomi, homolog çiftte tek bir kromozomun (2n-1) silinmesidir. Monozomlu bir insanda, hücre sadece 45 kromozom içerecektir (2n = 45). Monozomi içerisinde, monoisazomi ve monotelozomi bulunur.
Monoisazomal hücrelerde, homolog çifti bulunmayan kromozom, bir izokromozomdur. Monotelozomal veya monototecentrik hücreler, homolog çiftleri olmadan telosentrik bir kromozoma sahiptir.
trizomi
Trizomilerde, bazı homolog çiftlerde bir kromozomun ortaya çıkması veya eklenmesi meydana gelir, yani aynı kromozomun üç homolog kopyası vardır. 2n + 1 olarak temsil edilir. Trizomik hücreli insanlarda 47 kromozom bulunur.
Down sendromu gibi yüksek düzeyde çalışılan bazı durumlar, 21 kromozomu trizomisinin bir sonucu olarak ortaya çıkar.
Ekstra kromozomun yapısı, şu üçlemenin sınıflandırılmasını sağlar:
- Birincil trizomi: Ekstra kromozom tamamlandığında.
- Sekonder trizomi: Ekstra kromozom bir izokromozomdur.
- Tersiyer trizomi: Bu durumda, kalan kromozomun kolları normal komplemandaki iki farklı kromozoma aittir.
tetrazomi
Tetrasomi, tam bir çift homolog kromozom eklendiğinde meydana gelir. İnsanlarda, tetrasomi 48 kromozomu olan bireylerle sonuçlanır. 2n + 2 olarak temsil edilir. Ek kromozom çifti her zaman bir homolog çifttir, yani belirli bir kromozomun dört homolog kopyası olacaktır.
Aynı bireyde, birden fazla aneuploid mutasyonu üretilebilir, bu da çift trisomik (2n + 1 + 1), çift monosomik, boş tetrasomal, vb. Bireyler ile sonuçlanır. Sextuple-monosomik organizmalar, beyaz buğdayda olduğu gibi deneysel olarak da elde edilmiştir ( Triticum aestivum ).
Örnekler
Kromozomların ayrılma işleminden sonra oluşan hücre çizgileri genellikle uygun değildir. Bunun nedeni, bu hücrelerin çoğunun çoğalmasını ve kaybolmasını önleyen genetik bilgi olmadan bırakılmasıdır.
Öte yandan, anöploidi önemli bir intraspesifik varyasyon mekanizmasıdır. Stramonium ( Datura stramonium ) bitkisinde 12 kromozomun bir haploid tamamlayıcısıdır, böylece 12 farklı trisomal mümkündür. Her trisomik, her biri benzersiz bir fenotip sunan farklı bir kromozom anlamına gelir.
Clarkia cinsinin bazı bitkilerinde, trizomi de önemli bir değişkenlik kaynağı olarak işlev görür.
İnsanlarda Aneuploidy
İnsanlarda hamileliğin ilk trimesterinin kendiliğinden düşüklerinin yaklaşık yarısı kromozomların sayısal veya yapısal bir şekilde değiştirilmesi ile üretilir.
Örneğin otozomal monozomlar uygun değildir. 16 kromozomu gibi birçok trizomi sıklıkla kesilir ve X kromozomu veya Turner sendromunun monozomunda hücreler canlı kalır, ancak X0 zigotları prematüre olarak kesilir.
Cinsiyet kromozomlarının Aneuploidi
Erkeklerde en sık aneuploidi vakaları cinsiyet kromozomları ile ilgilidir. Kromozom sayısındaki değişiklikler, otozomal kromozom değişikliklerinden daha iyi tolere edilir.
Aneuploidi, bir genin kopya sayısını etkiler ancak nükleotid dizisini etkilemez. Bazı genlerin dozu değiştirilerek, gen ürünlerinin konsantrasyonları sırayla değiştirilir. Cinsiyet kromozomları durumunda, gen sayısı ile üretilen protein arasındaki bu ilişkinin bir istisnası vardır.
Bazı memelilerde (fareler ve insanlar), X kromozomunun etkisizleştirilmesi oluşur; bu, dişilerde ve erkeklerde, söz konusu kromozom ile ilgili genlerin aynı fonksiyonel dozu olmasını sağlar.
Bu şekilde, ek X kromozomları bu organizmalarda etkisiz hale getirilir ve bu kromozomlardaki anöploidi daha az zararlıdır.
Turner sendromu ve Klinefelter sendromu gibi bazı hastalıklara cinsiyet kromozomlarında aneuploidies neden olur.
Klinefelter sendromu
Bu durumu olan bireyler bazı efektif özelliklere sahip fenotipik olarak erkektir. Erkek bireylerde ekstra bir X kromozomunun varlığı, bu hastalığın nedenidir, adı geçen bireylerde 47 kromozom (XXY) vardır.
Bu durumun ciddiyeti durumunda, erkekler çok keskin sesler, uzun bacaklar, çok az vücut kılları ve kalça gelişimi ve çok belirgin kadın göğüsleri sunar. Ayrıca, sterildirler ve çok az zihinsel gelişimi olabilir. Daha hafif vakalarda, erkek fenotipi ve normal bilişsel gelişim vardır.
Klinefelter sendromu, yaşayan erkek bireylerin 800 doğumunun yaklaşık birinde görülür.
Turner sendromu
Turner sendromu, bir X kromozomunun kısmi veya toplam kaybına neden olur ve kadınlarda görülür. Bu kromozomal değişiklik, sindirim sistemi olmayan postzigotik bir işlemle gametogenez sırasında meydana gelir.
Turner sendromunda farklı karyotip değişiklikleri farklı fenotipler üretir. Materyal, X kromozomlarından birinin (terminal veya interstisyel) uzun kolundan kaybedildiğinde, bu durumdaki hastalarda primer veya sekonder over başarısızlıkları ve küçük boyutlar meydana gelir. Ayrıca lenfödem ve gonadal disgenezis varlığı da yaygındır.
Genel olarak, bu hastalığı olan kadınların fenotipi, kısa boylar dışında, normaldir. Bu nedenle bu sendromun tanısı çalışmaya ve sitogenetik değişimin varlığına bağlıdır.
Bu hastalık, kadın cinsiyetinin yaklaşık her 3000 yenidoğandan birinde, kendiliğinden düşük sıklıkta, yani bu değişiklikle oluşan embriyoların% 5'inden daha fazlasının vadeye ulaşana kadar tam olarak gelişmesini sağlayan, ortaya çıkar.
Otozomal anöploidi
Otozomal kromozomlarda aneuploidi ile doğan bireyler nadirdir. Bu tür bir mutasyonun meydana geldiği çoğu durumda, kendiliğinden düşükler, kromozom 21 trizomisi gibi küçük otozomların aneuploidileri dışında meydana gelir.
Otozomal kromozomlarda genetik dozlar için telafi mekanizması olmadığından, kompozisyonlarındaki değişikliklerin organizmalar tarafından daha az tolere edildiği düşünülmektedir.
Down sendromu
Küçük kromozomların (21) boyutu, daha büyük kromozomlardan daha az zararlı olan ek gen kopyalarının varlığına izin verir. Bu kromozomlar diğer tüm otozomlardan daha az gen içerir.
Down sendromu insanlarda en sık görülen otozomal anöploididir. Amerika Birleşik Devletleri'nde her 700 doğumdan bir tanesinde bu durum vardır.
Vakaların% 95'inin serbest olmayan trizomi 21'e neden olan bağlantısızlıktan kaynaklandığı tahmin edilmektedir. Kalan% 5, genellikle 21 ve 14 kromozomları arasında, translokasyonla üretilir. Bu durumun prevalansı, büyük ölçüde hamile kaldığı annesinin yaşına bağlıdır.
Vakaların% 85 ila 90'ında serbest trizomi 21 varlığının maternal mayotik değişikliklerle ilişkili olduğu belirlenmiştir. Bu durumu sunan bireyler, hipotonik, hiper-uzatılabilir ve hiporeflektif olmaları ile karakterize edilir.
Ek olarak, orta derecede küçük bir kafatasına, düz bir oyuk ve solungaç, burun ve küçük kulaklara ve aşağıya doğru açılı, ağzı küçük, dilin sık çıkıntılı bir ağzı vardır.
