Przeczytaj
Aberracje strukturalne chromosomów
W komórkach somatycznychsomatycznych i generatywnychgeneratywnych człowieka występuje stała liczba chromosomówchromosomów. Komórki ciała zawierają 46 chromosomów, z czego 44 to autosomyautosomy, a 2 to allosomyallosomy – odpowiednio XX w przypadku kobiet i XY w przypadku mężczyzn. Komórki rozrodcze powstają w wyniku mejozy, zatem zawierają o połowę mniej chromosomów – 23 w komórce jajowej i 23 w plemniku. Wszelkie zmiany liczby chromosomów lub ich struktury nazywamy mutacjami chromosomowymi. AberracjeAberracje chromosomowe powstają samoistnie lub na skutek działania czynników mutagennych, podczas procesów tworzenia komórek generatywnych, a także w komórkach somatycznych (tzw. mutacje somatyczne). Aberracje można analizować na podstawie kariotypówkariotypów i idiogramówidiogramów.
Szacuje się, że około 7,5% ludzkich zarodków obciążonych jest mutacjami chromosomowymi, które stanowią przyczynę około 60% samoistnych poronień na wczesnych etapach ciąży i około 10% zgonów okołoporodowych. Ocenia się, że w przybliżeniu 0,6% noworodków rodzi się z mutacjami chromosomowymi, które w większości przypadków skutkują znacznymi zaburzeniami wzrostu i rozwoju psychofizycznego dziecka. Znacznie rzadziej – w przypadku tzw. mutacji zrównoważonych, w których ilość informacji genetycznej nie ulega zmianie – zaistniałe zmiany genotypu nie niosą ze sobą poważnych zmian w fenotypie. W takich sytuacjach nosiciel aberracji chromosomowej jest zdrowy, jednak obserwowane są niepowodzenia rozrodu. Mogą one mieć postać niemożności zajścia w ciążę, samoistnych poronień lub porodów dzieci obciążonych wadami genetycznymi.
Wyróżniamy następujące rodzaje aberracji strukturalnych chromosomów:
delecję – utratę fragmentu chromosomu między dwoma punktami pęknięcia;
duplikację – zmianę struktury chromosomu przez podwojenie jego fragmentu, do czego może dojść podczas crossing‑over. Duplikacja zachodzi częściej niż delecja i zazwyczaj powoduje łagodniejsze skutki;
inwersję – zmianę struktury chromosomu powstałą przez jego pęknięcie w dwóch miejscach i odwrócenie fragmentu pomiędzy pęknięciami o 180°, co skutkuje zmianą kolejności genów;
translokację – zmianę strukturalną polegająca na przemieszczeniu fragmentu z jednego chromosomu na inny chromosom niehomologiczny. Do tej aberracji może dojść w wyniku pęknięcia dwóch chromosomów i ich nieprawidłowej naprawy lub przypadkowej rekombinacji pomiędzy dwoma chromosomami niehomologicznymi podczas mejozy.
Aberracje strukturalne są następstwem pęknięć chromosomów. Pęknięcie to oznacza przerwanie obu nici DNA. Przerwane nici mogą zostać na powrót połączone dzięki mechanizmom naprawczym komórki, które jednak w przypadku podwójnych pęknięć często zawodzą. Czynnikami sprzyjającymi powstawaniu pęknięć są m.in. promieniowanie jonizujące oraz mutageny chemiczne.
Większość anomalii chromosomowych strukturalnych występuje de novo w komórkach generatywnych i dlatego nie można uznać ich za zmiany dziedziczne. Niewielki procent tych mutacji jest jednak dziedziczny: wówczas rodzice potomstwa obciążonego wadami nie mają zmienionych cech fenotypu. Aberracje strukturalne chromosomów mogą wystąpić także po zapłodnieniu w okresie życia zarodkowego lub po urodzeniu w okresie życia osobniczego, co skutkuje pojawieniem się mozaikowościmozaikowości. Zjawisko to dotyczy współwystępowania kilku linii komórkowych różniących się genetycznie we wszystkich komórkach ciała lub tylko w określonej tkance. Oznacza to, że w jednym organizmie istnieją linie komórkowe o prawidłowym kariotypie i linie komórkowe zawierające aberrację chromosomową. Przyczyną mozaikowatości jest między innymi nieprawidłowa segregacja chromatyd siostrzanych w czasie podziałów mitotycznych komórek.
Choroby człowieka związane ze zmianą struktury chromosomów
Mikrodelecje to zaburzenia strukturalne chromosomów polegające na utracie ich bardzo niewielkiego fragmentu. Są niezauważalne w obrazie mikroskopowym chromosomów i wykrywalne jedynie przy użyciu bardziej skomplikowanych analiz. Nawet takie mało rozległe zmiany mogą mieć duży wpływ na zdrowie i funkcjonowanie organizmu obciążonego wadą.
Słownik
zmiana, odchylenie od normy; w genetyce aberracja dotyczy zmiany struktury chromosomów (aberracja chromosomowa strukturalna) lub liczby chromosomów (aberracja chromosomowa liczbowa); wczesne wykrycie aberracji jest możliwe dzięki analizie kariotypu
(gr. allos – inny, sṓma – ciało) inaczej chromosom płci, heterochromosom; chromosom zawierający geny determinujące płeć osobnika
(gr. autós – sam, sṓma – ciało) chromosomy odpowiadające za dziedziczenie cech niesprzężonych z płcią; u organizmów diploidalnych autosomy układają się w pary chromosomów o takim samym kształcie i wielkości, niosące te same geny; człowiek ma 22 pary autosomów
(gr. chrṓma – barwa, sṓma – ciało) najbardziej skondensowana forma organizacji materiału genetycznego – pałeczkowate struktury najlepiej widoczne w metafazie podziału komórkowego; składają się z dwóch chromatyd połączonych centromerem
graficzne przedstawienie morfologii chromosomów uwzględniające długość ich ramion, stosunki długości, położenie centromerów, organizatorów jąderka oraz, w przypadku barwień różnicowych, rozmieszczenie prążków widocznych w chromosomach
kompletny zestaw chromosomów komórki somatycznej organizmu; analiza kariotypu dostarcza informacji o kształcie, wielkości i liczbie chromosomów
komórka służąca do rozmnażania płciowego: gameta męska – plemnik oraz gameta żeńska – komórka jajowa; u człowieka komórki generatywne to komórki haploidalne zawierające po 23 chromosomy
komórka budująca ciało; u człowieka jest to komórka diploidalna zawierająca 46 chromosomów
zjawisko występowania w jednym organizmie kilku linii komórkowych różniących się genetycznie; różnice dotyczą genów, struktury lub liczby chromosomów i mogą prowadzić do zaburzeń rozwoju