Det aneuploidi er tilstanden for celler, hvor de har en eller flere kromosomer i overskud eller mangler, adskiller sig fra det haploide, diploide eller polyploide antal af cellerne, der udgør en organisme af en bestemt art.
I en aneuploid celle hører antallet af kromosomer ikke til et perfekt multiplum af haploidsættet, da de har mistet eller fået kromosomer. Generelt svarer tilføjelsen eller tabet af kromosomer til et enkelt kromosom eller et ulige antal af dem, skønt der undertiden kan være to kromosomer involveret.
Aneuploidier hører til de numeriske kromosomale ændringer og er de nemmeste at identificere cytologisk. Denne kromosomale ubalance understøttes dårligt af dyr, fordi den er hyppigere og mindre skadelig for plantearter. Mange fødselsdefekter hos mennesker er forårsaget af aneuploidi.
Artikelindeks
Tabet eller gevinsten af en eller flere kromosomer i en persons celler skyldes generelt tab ved translokation eller processen med ikke-adskillelse under meiose eller mitose. Som et resultat ændres gendosis af individer, hvilket igen forårsager alvorlige fænotypiske defekter..
Ændringer i antallet af kromosomer kan forekomme under den første eller anden opdeling af meiose eller i begge på samme tid. De kan også stamme under mitotisk opdeling.
Disse opdelingsfejl udføres i meiose I eller meiose II under spermatogenese og oogenese, der også forekommer i mitose i de tidlige divisioner af zygoten.
I aneuploidier opstår ikke-adskillelse, når en af kromosomerne med sit homologe par passerer til den samme cellepol eller føjes til den samme gamet. Dette sker sandsynligvis på grund af for tidlig opdeling af centromeren under den første meiotiske opdeling i moderens meiose..
Når en gamete med et ekstra kromosom slutter sig til en normal gamete, opstår trisomier (2n + 1). På den anden side, når en gamete med et manglende kromosom og en normal enhed forenes, produceres monosomier (2n-1).
Aneuploidier forekommer ofte hos diploide individer. Disse ændringer i antallet af kromosomer er af stor klinisk relevans i den menneskelige art. De inkluderer forskellige typer såsom nullisomies, monosomies, trisomies og tetrasomies.
I celler med nullisomi går begge medlemmer af et homologt par kromosomer tabt, hvilket repræsenterer dem som 2n-2 (n er det haploide antal kromosomer). For eksempel med mennesker med 23 par homologe kromosomer (n = 23), dvs. 46 kromosomer, ville tabet af et homologt par resultere i 44 kromosomer (22 par).
Et nullisomisk individ beskrives også som et, der mangler et par homologe kromosomer i dets somatiske komplement..
Monosomi er sletning af et enkelt kromosom (2n-1) i det homologe par. I et menneske med monosomi ville cellen kun have 45 kromosomer (2n = 45). Inden for monosomi finder vi monoisosomi og monothelosomi.
I monoisosomale celler er det tilstedeværende kromosom uden dets homologe par et isochromosom. Monothelosomale eller monotelocentriske celler har et telocentrisk kromosom uden dets homologe par.
I trisomier forekommer eller tilføjes et kromosom i et eller andet homologt par, dvs. der er tre homologe kopier af det samme kromosom. Det er repræsenteret som 2n + 1. Hos mennesker med trisomic celler findes 47 kromosomer.
Nogle velstuderede tilstande som Downs syndrom opstår som en konsekvens af trisomi af kromosom 21.
Konstitutionen af det ekstra kromosom gør det muligt at klassificere trisomi i:
Tetrasomi opstår, når der er tilføjelse af et komplet par homologe kromosomer. Hos mennesker resulterer tetrasomi i personer med 48 kromosomer. Det er repræsenteret som 2n + 2. Paret af yderligere kromosomer er altid et homologt par, dvs. der vil være fire homologe kopier af et givet kromosom.
I det samme individ kan der forekomme mere end en aneuploid mutation, hvilket resulterer i dobbelt trisomiske individer (2n + 1 + 1), dobbelt monosomisk, nuli tetrasomisk osv. Sekstual-monosomiske organismer er opnået eksperimentelt, som det er tilfældet med hvid hvede (Triticum aestivum).
Cellelinier dannet efter en kromosom-ikke-adskillelsesproces er ofte ikke levedygtige. Dette skyldes, at mange af disse celler efterlades uden genetisk information, hvilket forhindrer dem i at formere sig og forsvinde..
På den anden side er aneuploidi en vigtig mekanisme for intraspecifik variation. I Jimson ukrudtsplanten (Datura stramonium) der findes et haploid komplement på 12 kromosomer, så 12 forskellige trisomiske er mulige. Hver trisomic involverer et andet kromosom, der hver præsenterer en unik fænotype.
I nogle planter af slægten Clarkia trisomi fungerer også som en vigtig kilde til intraspecifik variation.
Hos mennesker skyldes ca. halvdelen af spontane aborter i graviditetens første trimester en numerisk eller strukturel ændring af kromosomerne..
Autosomale monosomier er for eksempel ikke levedygtige. Mange trisomier, såsom den på kromosom 16, afbrydes ofte, og i X-kromosommonosomi eller Turners syndrom er cellerne levedygtige, men X0-zygoterne afbrydes for tidligt..
De mest almindelige tilfælde af aneuploidi hos mænd er relateret til kønskromosomerne. Kromosomantalændringer tolereres bedre end autosomale kromosomændringer.
Aneuploidi påvirker kopiens nummer på et gen, men ikke dets nukleotidsekvens. Da dosis af nogle gener ændres, ændres koncentrationerne af genprodukterne igen. I tilfælde af kønskromosomer er der en undtagelse fra dette forhold mellem antallet af gener og det producerede protein..
Hos nogle pattedyr (mus og mennesker) forekommer inaktivering af X-kromosomet, hvilket tillader den samme funktionelle dosis af gener relateret til kromosomet at eksistere hos mænd og kvinder.
På denne måde inaktiveres yderligere X-kromosomer i disse organismer, hvilket gør det muligt for aneuploidi i disse kromosomer at være mindre skadelig..
Nogle sygdomme som Turners syndrom og Klinefelter syndrom er forårsaget af aneuploidier i kønskromosomerne.
Personer med denne tilstand er fænotypisk mænd med nogle udbredte træk. Tilstedeværelsen af et ekstra X-kromosom hos mandlige individer er årsagen til denne sygdom, hvor disse individer præsenterer 47 kromosomer (XXY).
I alvorlige tilfælde af denne tilstand har mænd meget høje stemmer, lange ben, lidt kropshårudvikling og meget markerede kvindelige hofter og bryster. Derudover er de sterile og kan have dårlig mental udvikling. I mildere tilfælde er der en mandlig fænotype og normal kognitiv udvikling.
Klinefelter syndrom forekommer hos ca. en ud af 800 levende mandlige fødsler.
Turners syndrom er forårsaget af det delvise eller totale tab af et X-kromosom og forekommer hos kvinder. Denne kromosomale ændring forekommer under gametogenese ved en postzygotisk ikke-adskillelsesproces..
Forskellige karyotype-ændringer producerer forskellige fænotyper i Turners syndrom. Når materialet i den lange arm i en af X-kromosomerne (terminal eller interstitiel) går tabt, forekommer primære eller sekundære ovariesvigt og små størrelser hos patienter med denne tilstand. Lymfødem og gonadal dysgenese er også almindelige..
Generelt er fænotypen for kvinder med denne sygdom normal bortset fra deres korte statur. Diagnosen af dette syndrom afhænger derfor af undersøgelsen og tilstedeværelsen af den cytogenetiske ændring..
Denne sygdom forekommer hos ca. en ud af 3000 kvindelige nyfødte med en højere hyppighed af spontane aborter, det vil sige ikke mere end 5% af de embryoner, der dannes med denne ændring, formår at udvikle sig fuldt ud, indtil de når sigt..
Personer født med autosomale kromosomaneuploidier er sjældne. I de fleste tilfælde, hvor denne type mutationer forekommer, forekommer spontane aborter med undtagelse af aneuploidier af små autosomer såsom trisomi af kromosom 21.
Det menes, at da der ikke er kompensationsmekanismer for genetiske doser i autosomale kromosomer, tolereres ændringer i deres sammensætning meget mindre af organismer..
Den lille størrelse af kromosomer 21 tillader tilstedeværelsen af yderligere kopier af gener, der er mindre skadelige end i større kromosomer. Disse kromosomer har færre gener end noget andet autosom.
Downs syndrom er den mest almindelige autosomale aneuploidi hos mennesker. I USA har omkring en ud af 700 fødsler denne tilstand.
Det anslås, at 95% af tilfældene er forårsaget af ikke-reaktion, hvilket medfører fri trisomi 21. De resterende 5% produceres ved translokation, ofte mellem kromosomer 21 og 14. Forekomsten af denne tilstand afhænger i høj grad af moderens alder ved graviditet.
Det er blevet bestemt, at mellem 85 og 90% af tilfældene er tilstedeværelsen af fri trisomi 21 forbundet med moderens meiotiske ændringer. Personer, der præsenterer denne tilstand, er karakteriseret ved at være hypotoniske, hyperextensible og hyporeflekterende.
Derudover har de en moderat lille kranium med en flad, branchicephalic occiput, en lille næse og ører og en lille, nedadvendt mund med hyppigt fremspring på tungen..
Endnu ingen kommentarer