ΣΥΝΟΛΟ ΧΡΩΜΟΣΩΜΑΤΩΝ - ένα σύνολο χρωμοσωμάτων χαρακτηριστικών των κυττάρων ενός δεδομένου οργανισμού. Υπάρχουν δύο τύποι του Χ. αιώνα: απλοειδές - στα ώριμα γεννητικά κύτταρα και διπλοειδές - σε σωματικά κύτταρα. Κατά τη γονιμοποίηση ενώνονται δύο απλοειδή Χ. που φέρονται από αρσενικούς και θηλυκούς γαμέτες, με αποτέλεσμα να σχηματίζεται ζυγώτης με διπλοειδές Χ.. Κατά τη διάρκεια της μείωσης, ο διπλοειδής αριθμός των χρωμοσωμάτων μειώνεται ξανά στο μισό και σχηματίζονται γαμέτες με απλοειδές Χ αιώνα. Εάν οι αλλαγές στον αριθμό των χρωμοσωμάτων δεν είναι πολλαπλάσια του κύριου αριθμού, X. γ. που ονομάζεται ετεροπλυίδιο (για παράδειγμα, οι οργανισμοί που δεν έχουν ένα χρωμόσωμα στον διπλοειδή Χ. αιώνα ονομάζονται μονοσωμικοί).
Ο καρυότυπος είναι ένα σύνολο χαρακτηριστικών (αριθμός, μέγεθος, σχήμα κ.λπ.) ενός πλήρους συνόλου χρωμοσωμάτων που είναι εγγενή στα κύτταρα ενός δεδομένου βιολογικού είδους (είδος καρυότυπος), ενός δεδομένου οργανισμού (μεμονωμένος καρυότυπος) ή μιας σειράς (κλώνος) κυττάρων . Ένας καρυότυπος μερικές φορές ονομάζεται επίσης οπτική αναπαράσταση του πλήρους συνόλου των χρωμοσωμάτων (καρυόγραμμα).
Ο όρος «καρυότυπος» εισήχθη το 1924 από τον Σοβιετικό κυτταρολόγο G. A. Levitsky.
Προσδιορισμός καρυότυπου
Η εμφάνιση των χρωμοσωμάτων αλλάζει σημαντικά κατά τη διάρκεια του κυτταρικού κύκλου: κατά τη διάρκεια της μεσόφασης, τα χρωμοσώματα εντοπίζονται στον πυρήνα, κατά κανόνα, αποσπείρονται και είναι δύσκολο να παρατηρηθούν, επομένως, για τον προσδιορισμό του καρυότυπου, τα κύτταρα χρησιμοποιούνται σε ένα από τα στάδια της διαίρεσης τους - μετάφαση της μίτωσης.
Διαδικασία προσδιορισμού καρυότυπου
Για τη διαδικασία προσδιορισμού καρυότυπου, μπορεί να χρησιμοποιηθεί οποιοσδήποτε πληθυσμός διαιρούμενων κυττάρων. Για τον προσδιορισμό του ανθρώπινου καρυότυπου, χρησιμοποιούνται συνήθως λεμφοκύτταρα περιφερικού αίματος, η μετάβαση των οποίων από το στάδιο ηρεμίας G0 στον πολλαπλασιασμό προκαλείται από την προσθήκη του μιτογόνου φυτοαιμοσυγκολλητίνη. Κύτταρα μυελού των οστών ή πρωτογενής καλλιέργεια ινοβλαστών δέρματος μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για τον προσδιορισμό του καρυότυπου. Για να αυξηθεί ο αριθμός των κυττάρων στο στάδιο της μετάφασης, κολχικίνη ή νοκαδαζόλη προστίθεται στην κυτταροκαλλιέργεια λίγο πριν από τη στερέωση, που εμποδίζουν τον σχηματισμό μικροσωληνίσκων, εμποδίζοντας έτσι την απόκλιση των χρωματιδών στους πόλους κυτταρικής διαίρεσης και την ολοκλήρωση της μίτωσης.
Μετά τη στερέωση, τα παρασκευάσματα των χρωμοσωμάτων μετάφασης χρωματίζονται και φωτογραφίζονται. από τις μικροφωτογραφίες, σχηματίζεται ένας λεγόμενος συστηματικός καρυότυπος - ένα αριθμημένο σύνολο ζευγών ομόλογων χρωμοσωμάτων, οι εικόνες των χρωμοσωμάτων προσανατολίζονται κατακόρυφα με κοντές βραχίονες προς τα πάνω, αριθμούνται σε φθίνουσα σειρά μεγέθους, ένα ζευγάρι χρωμοσωμάτων φύλου είναι τοποθετείται στο τέλος του σετ.
Ιστορικά, οι πρώτοι μη λεπτομερείς καρυότυποι, που επέτρεψαν την ταξινόμηση σύμφωνα με τη μορφολογία των χρωμοσωμάτων, λήφθηκαν χρησιμοποιώντας χρώση Romanovsky-Giemsa, αλλά η περαιτέρω λεπτομέρεια της δομής των χρωμοσωμάτων στους καρυότυπους κατέστη δυνατή με την εμφάνιση τεχνικών διαφορικής χρώσης χρωμοσωμάτων. Η πιο συχνά χρησιμοποιούμενη τεχνική στην ιατρική γενετική είναι η μέθοδος χρώσης G-διαφορικού χρωμοσώματος.
Κλασικοί και φασματικοί καρυότυποι
Για να ληφθεί ένας κλασικός καρυότυπος, τα χρωμοσώματα χρωματίζονται με διάφορες χρωστικές ή μείγματα τους: λόγω των διαφορών στη δέσμευση της βαφής σε διαφορετικά μέρη των χρωμοσωμάτων, η χρώση εμφανίζεται άνισα και σχηματίζεται μια χαρακτηριστική δομή με λωρίδες (ένα σύμπλεγμα εγκάρσιων σημαδιών, Αγγλικά ζώνες), που αντικατοπτρίζουν τη γραμμική ετερογένεια του χρωμοσώματος και ειδικά για ομόλογα ζεύγη χρωμοσωμάτων και των τομών τους (με εξαίρεση τις πολυμορφικές περιοχές, εντοπίζονται διάφορες αλληλικές παραλλαγές γονιδίων). Η πρώτη μέθοδος χρώσης χρωμοσωμάτων για την παραγωγή τόσο λεπτομερών εικόνων αναπτύχθηκε από τον Σουηδό κυτταρολόγο Kaspersson (Q-staining). Χρησιμοποιούνται επίσης και άλλες βαφές, τέτοιες τεχνικές ονομάζονται συλλογικά διαφορική χρώση χρωμοσωμάτων:
Q-χρώση- Χρώση Kaspersson με μουστάρδα κινίνης με εξέταση σε μικροσκόπιο φθορισμού. Συχνά χρησιμοποιείται για τη μελέτη των χρωμοσωμάτων Υ (ταχύς προσδιορισμός του γενετικού φύλου, ανίχνευση μετατοπίσεων μεταξύ των χρωμοσωμάτων Χ και Υ ή μεταξύ του χρωμοσώματος Υ και των αυτοσωμάτων, έλεγχος για μωσαϊσμό που περιλαμβάνει χρωμοσώματα Υ)
G-χρώση- τροποποιημένη χρώση Romanovsky-Giemsa. Η ευαισθησία είναι υψηλότερη από αυτή της χρώσης Q, επομένως χρησιμοποιείται ως τυπική μέθοδος για κυτταρογενετική ανάλυση. Χρησιμοποιείται για τον εντοπισμό μικρών εκτροπών και χρωμοσωμάτων δείκτη (τμηματοποιημένα διαφορετικά από τα κανονικά ομόλογα χρωμοσώματα)
R-χρώση- Χρησιμοποιούνται πορτοκαλί ακριδίνης και παρόμοιες βαφές και χρωματίζονται περιοχές χρωμοσωμάτων που δεν είναι ευαίσθητα στη χρώση G. Χρησιμοποιείται για την αναγνώριση λεπτομερειών ομόλογων G- ή Q-αρνητικών περιοχών αδελφών χρωματιδών ή ομόλογων χρωμοσωμάτων.
C-χρώση- χρησιμοποιείται για την ανάλυση κεντρομερών περιοχών χρωμοσωμάτων που περιέχουν συστατική ετεροχρωματίνη και το μεταβλητό περιφερικό τμήμα του χρωμοσώματος Υ.
Τ-χρώση -χρησιμοποιείται για την ανάλυση τελομερικών περιοχών των χρωμοσωμάτων.
Πρόσφατα έχει χρησιμοποιηθεί η λεγόμενη τεχνική. φασματικός καρυότυπος (fluorescence in situ hybridization, FISH), ο οποίος αποτελείται από χρώση χρωμοσωμάτων με ένα σύνολο φθορίζουσες χρωστικές που συνδέονται σε συγκεκριμένες περιοχές χρωμοσωμάτων. Ως αποτέλεσμα μιας τέτοιας χρώσης, ομόλογα ζεύγη χρωμοσωμάτων αποκτούν πανομοιότυπα φασματικά χαρακτηριστικά, τα οποία όχι μόνο διευκολύνουν σημαντικά την αναγνώριση τέτοιων ζευγών, αλλά διευκολύνουν και την ανίχνευση διαχρωμοσωμικών μετατοπίσεων, δηλαδή κινήσεις τμημάτων μεταξύ χρωμοσωμάτων - μετατοπισμένες τομές έχουν φάσμα που διαφέρει από το φάσμα του υπόλοιπου χρωμοσώματος.
Ανάλυση καρυότυπου
Η σύγκριση συμπλεγμάτων διασταυρούμενων σημαδιών στην κλασική καρυοτυπία ή περιοχών με συγκεκριμένα φασματικά χαρακτηριστικά καθιστά δυνατή την αναγνώριση τόσο των ομόλογων χρωμοσωμάτων όσο και των μεμονωμένων τμημάτων τους, γεγονός που καθιστά δυνατό τον λεπτομερή προσδιορισμό χρωμοσωμικών ανωμαλιών - ενδο- και διαχρωμοσωματικές αναδιατάξεις, που συνοδεύονται από παραβίαση η σειρά των θραυσμάτων χρωμοσωμάτων (διαγραφές, διπλασιασμοί, αναστροφές, μετατόπιση). Μια τέτοια ανάλυση έχει μεγάλη σημασία στην ιατρική πρακτική, καθιστώντας δυνατή τη διάγνωση μιας σειράς χρωμοσωμικών ασθενειών που προκαλούνται τόσο από σοβαρές παραβιάσεις των καρυοτύπων (παραβίαση του αριθμού των χρωμοσωμάτων) όσο και από παραβίαση της χρωμοσωμικής δομής ή πολλαπλότητας κυτταρικών καρυοτύπων στο σώμα (μωσαϊκισμός).
Ονοματολογία
Για τη συστηματοποίηση των κυτταρογενετικών περιγραφών, αναπτύχθηκε το Διεθνές Σύστημα Κυτταρογενετικής Ονοματολογίας (ISCN), το οποίο βασίζεται στη διαφορική χρώση των χρωμοσωμάτων και επιτρέπει μια λεπτομερή περιγραφή των μεμονωμένων χρωμοσωμάτων και των περιοχών τους. Η καταχώρηση έχει την ακόλουθη μορφή:
[αριθμός χρωμοσώματος] [βραχίονας] [αριθμός περιοχής].[αριθμός ζώνης]
ο μακρύς βραχίονας ενός χρωμοσώματος ορίζεται με το γράμμα q, ο βραχίονας με το γράμμα p και οι χρωμοσωμικές εκτροπές χαρακτηρίζονται με πρόσθετα σύμβολα.
Έτσι, η 2η ζώνη του 15ου τμήματος του κοντού βραχίονα του 5ου χρωμοσώματος γράφεται ως 5p15.2.
Για τον καρυότυπο, χρησιμοποιείται μια καταχώρηση ISCN 1995, η οποία έχει την ακόλουθη μορφή:
[αριθμός χρωμοσωμάτων], [φυλετικά χρωμοσώματα], [χαρακτηριστικά].
Για τον προσδιορισμό των φυλετικών χρωμοσωμάτων σε διαφορετικά είδη, χρησιμοποιούνται διαφορετικά σύμβολα (γράμματα), ανάλογα με τις ιδιαιτερότητες του προσδιορισμού του φύλου του ταξινομητή (διαφορετικά συστήματα φυλετικών χρωμοσωμάτων). Έτσι, στα περισσότερα θηλαστικά, ο θηλυκός καρυότυπος είναι ομογαμικός και ο αρσενικός είναι ετερογαμητικός, αντίστοιχα, η καταγραφή των φυλετικών χρωμοσωμάτων του θηλυκού είναι XX, του αρσενικού είναι XY. Στα πτηνά, τα θηλυκά είναι ετερογαματικά και τα αρσενικά είναι ομογαματικά, δηλαδή η καταγραφή των φυλετικών χρωμοσωμάτων του θηλυκού είναι ZW και του αρσενικού είναι ZZ.
Παραδείγματα περιλαμβάνουν τους ακόλουθους καρυότυπους:
κανονικός (ειδικός) καρυότυπος οικόσιτης γάτας: 38, XY
ατομικός καρυότυπος αλόγου με «επιπλέον» χρωμόσωμα Χ (χρωμόσωμα τρισωμίας Χ): 65, XXX
μεμονωμένος καρυότυπος κατοικίδιου χοίρου με διαγραφή (απώλεια τμήματος) του μακριού βραχίονα (q) του χρωμοσώματος 10: 38, XX, 10q-
μεμονωμένος καρυότυπος άνδρα με μετατόπιση 21 τμημάτων των βραχέων (p) και μακριών βραχιόνων (q) του 1ου και 3ου χρωμοσώματος και διαγραφή του 22ου τμήματος του μακριού βραχίονα (q) του 9ου χρωμοσώματος: 46, XY, t(1 ;3)(p21;q21), del(9)(q22)
Δεδομένου ότι οι κανονικοί καρυότυποι είναι συγκεκριμένοι για τα είδη, αναπτύσσονται και διατηρούνται τυπικές περιγραφές καρυότυπων διαφόρων ειδών ζώων και φυτών, κυρίως οικόσιτων και εργαστηριακών ζώων και φυτών.
Με τη βοήθεια χρωμοσωμικών ανακατατάξεων είναι δυνατόν:
- μελέτη της αλληλεπίδρασης των γονιδίων όταν αλλάζει η θέση τους στο χρωμόσωμα.
- για να διευκρινιστεί η επίδραση της θέσης του ευχρωματικού και ετεροχρωματικού υλικού στη φαινοτυπική επίδραση του γονιδίου.
- να διερευνήσει τις διαχρωμοσωμικές σχέσεις στον γονότυπο ενός οργανισμού.
- αποκτήστε νέες ομάδες συμπλέκτη.
Με άλλα λόγια, η δομή του καρυότυπου και του γονότυπου των ειδών, η οποία επεξεργάστηκε κατά την εξέλιξη για εκατοντάδες χιλιάδες και εκατομμύρια χρόνια, μπορεί να ανακατασκευαστεί από έναν γενετιστή μέσα σε αρκετές γενιές. Με τη βοήθεια χρωμοσωμικών ανακατατάξεων, μπορούν να δημιουργηθούν νέα συστήματα γονότυπου.
Οι χρωμοσωμικές ανακατατάξεις, που συμβαίνουν τόσο μέσα σε ένα χρωμόσωμα όσο και μεταξύ μη ομόλογων χρωμοσωμάτων, είναι ένας πολύ σημαντικός μηχανισμός για τον ανασυνδυασμό γονιδίων μέσα στο σύνολο χρωμοσωμάτων κάθε είδους.
Από τα παραπάνω θα πρέπει να είναι σαφές ότι οι χρωμοσωμικές αναδιατάξεις μπορούν να αλλάξουν τη συμπεριφορά των χρωμοσωμάτων στη μείωση, τη δράση των γονιδίων, τις ιδιότητες κυριαρχίας των γονιδίων, τη φύση του ανασυνδυασμού των γονιδίων, τη γαμετογένεση κ.λπ. Δεδομένου ότι η φυσική επιλογή ελέγχει όλες τις διαδικασίες στο σώμα, είναι προφανές ότι οι απόγονοι οργανισμών με διαφορετικές χρωμοσωμικές ανακατατάξεις θα έχουν διαφορετικές πιθανότητες επιβίωσης.
Είπαμε ήδη ότι το φαινόμενο της ομόλογης κληρονομικής μεταβλητότητας εξηγείται σε ορισμένες περιπτώσεις από την προέλευση των ειδών που βασίζονται σε χρωμοσωμικές ανακατατάξεις του αρχικού καρυότυπου. Ωστόσο, πρέπει να θυμόμαστε ότι όταν διατυπώθηκε ο νόμος των ομολογικών σειρών, δεν υπήρχε ακόμη επαρκής αριθμός γεγονότων σχετικά με την παρουσία χρωμοσωμικών αναδιατάξεων και ο νόμος αναπτύχθηκε με βάση τη φαινοτυπική ταξινόμηση της κληρονομικής μεταβλητότητας.
Σήμερα, ένας μεγάλος αριθμός γεγονότων έχει συσσωρευτεί στη γενετική, δίνοντας αφορμή να παραδεχτούμε ότι ένας από τους κύριους μηχανισμούς που προκαλεί την εμφάνιση ομόλογων σειρών μεταλλάξεων σε στενά συγγενικά είδη είναι η διαδικασία των χρωμοσωμικών αναδιατάξεων. Μετατοπίσεις, αναστροφές, διπλασιασμοί και πολυπλοειδία στη διαδικασία διαφοροποίησης ενός είδους σε φυλές, υποείδη και νέα είδη παίζουν τον ρόλο απομονωτικών παραγόντων μιας ομάδας ατόμων από μια άλλη. Αυτές οι χρωμοσωμικές ανακατατάξεις προκαλούν μη διασταύρωση ατόμων στον πληθυσμό, καθώς και μείωση της γονιμότητας και της βιωσιμότητας των ζυγωτών λόγω ανισορροπίας στη γονιδιακή ισορροπία. Αλλά σε περιπτώσεις όπου εμφανίζεται μια βιώσιμη μορφή, ομόζυγη για μετατόπιση, αναστροφή ή διπλασιασμό, μπορεί να προσαρμοστεί σε ορισμένες συνθήκες ζωής και να αναπαραχθεί ελεύθερα και στη συνέχεια να διαχωριστεί σε ένα νέο είδος. Αυτό το νέο είδος διατηρεί τα ίδια γονίδια, αλλά είτε θα βρίσκονται σε διαφορετικές ομάδες σύνδεσης είτε σε διαφορετική αλληλουχία διάταξης. Τέτοια γονίδια μπορούν να μεταλλαχθούν προς την ίδια κατεύθυνση όπως και στο αρχικό είδος, και έτσι να προκαλέσουν την εμφάνιση ομόλογων σειρών μεταλλάξεων. Όπως δείχνουν γενετικές μελέτες συγγενών ειδών, ειδικά του γένους Drosophila, τα γενετικά τους συστήματα αποδεικνύονται πολύ παρόμοια και οι διαφορές σχετίζονται κυρίως με τη θέση των μεμονωμένων γονιδίων.
Ο ρόλος των χρωμοσωμικών ανακατατάξεων είναι επίσης σημαντικός για την εξέλιξη του γονότυπου. Ως αποτέλεσμα μετατοπίσεων, διπλασιασμού και αναστροφών, τα γονίδια έχει αποδειχθεί ότι αλλάζουν τη φύση της Κυριαρχίας λόγω των επιδράσεων της θέσης. Εάν μια ευεργετική γονιδιακή μετάλλαξη είναι υπολειπόμενη, τότε με τη βοήθεια του φαινομένου θέσης μπορεί να εμφανιστεί σε ετερόζυγη κατάσταση και να σταθεροποιηθεί στη ζωή του είδους. Η σημασία των μετατοπίσεων είναι ιδιαίτερα μεγάλη στη μεταφορά μεμονωμένων τμημάτων αυτοσωμάτων σε φυλετικά χρωμοσώματα. Αυτές οι ανακατατάξεις είναι ένας σημαντικός παράγοντας για τον προσδιορισμό της μη διασταυρώσεως των ζωικών ειδών.
Όπως ήδη γνωρίζουμε, το χρωμόσωμα Υ αποτελείται συχνά από ετεροχρωματίνη και είναι γενετικά ανενεργό. Αλλά αυτό εκδηλώνεται σε διάφορους βαθμούς σε διαφορετικά ζώα. Έτσι, με τη συνολική χαμηλή δραστηριότητα του χρωμοσώματος Υ Drosophila, ένα από τα τμήματα του, ωστόσο, είναι ομόλογο με ένα τμήμα του χρωμοσώματος Χ. Στο ανθρώπινο χρωμόσωμα Υ, ένα τέτοιο τμήμα είναι πολύ μεγαλύτερο και το ίδιο συμβαίνει και στο φυτό μελάνδριο.
Τα χρωμοσώματα Χ και Υ μπορούν να περιέχουν τόσο ομόλογες όσο και μη ομόλογες περιοχές, δηλαδή το χρωμόσωμα Χ έχει πάντα τη δική του χαρακτηριστική περιοχή που απουσιάζει στο χρωμόσωμα Υ. γονίδια σε αυτή την περιοχή θα κληρονομηθούν με φυλετικό τρόπο. Υπάρχει επίσης μια περιοχή στο χρωμόσωμα Υ που δεν υπάρχει στο χρωμόσωμα Χ. Τα χαρακτηριστικά που καθορίζονται από τα γονίδια αυτής της περιοχής (γονίδια holandric) κληρονομούνται μόνο μέσω της αρσενικής γραμμής όταν το αρσενικό φύλο είναι ετερογαμικό.
Ομόλογες και μη ομόλογες περιοχές στα φυλετικά χρωμοσώματα, προφανώς, θα μπορούσαν επίσης να εμφανιστούν μέσω χρωμοσωμικών αναδιατάξεων. Αυτό αποδεικνύεται από το γεγονός ότι σε πολλά ζωικά είδη ο αριθμός των ετερόμορφων χρωμοσωμάτων ποικίλλει πολύ.
Η πορεία μιας πιθανής ανταλλαγής θραυσμάτων μεταξύ του χρωμοσώματος Χ και του αυτοσώματος στο ετερογαματικό φύλο Χ0 ως αποτέλεσμα της μετατόπισης φαίνεται σχηματικά. Ως αποτέλεσμα αυτής της αναδιάταξης, σχηματίζεται ένας νέος τύπος ετεροχρωμοσώματος X 1 X 2 Y. Η κυτταρολογική ανάλυση της μείωσης σε τέτοιες μορφές δείχνει τον σχηματισμό τρισθενών, γεγονός που επιβεβαιώνει την ορθότητα της υπόθεσης για την προέλευση των ετερομορφικών χρωμοσωμάτων μέσω μετατοπίσεων.
Η κυτταρολογική ανάλυση σε ορισμένα συγγενικά είδη ζώων δείχνει ότι οι απλοειδείς αριθμοί των χρωμοσωμάτων στο σύνολο τους διαφέρουν, ενώ τα μεμονωμένα χρωμοσώματα μπορεί να φέρουν ομόλογες περιοχές. Μερικά συγγενικά είδη της Drosophila έχουν 3 ζεύγη χρωμοσωμάτων (D. willistoni), άλλα έχουν 4 ζεύγη (D. melanogaster και D. americana) και μια τρίτη ομάδα έχει 6 ζεύγη (D. virilis).
Τα χρωμοσώματα μπορούν να μετατραπούν σε χρωμοσώματα με διπλό σκέλος και, αντίθετα, ο αριθμός των χρωμοσωμάτων στο σύνολο μπορεί επίσης να αλλάξει.
Τα αποτελέσματα της μελέτης των χρωμοσωμικών αναδιατάξεων πείθουν, πρώτον, για την παρουσία γραμμικής διακριτικότητας των χρωμοσωμάτων και, δεύτερον, ότι ο γονότυπος αντιπροσωπεύει ένα ολοκληρωμένο σύστημα, όχι το άθροισμα των μεμονωμένων γονιδίων.
Η εξέταση των χρωμοσωμικών αναδιατάξεων οδηγεί στο συμπέρασμα ότι:
- βασίζονται σε αλλαγές στις ομάδες γονιδιακής σύνδεσης.
- αλλαγή της φύσης της κληρονομικότητας χαρακτηριστικών και ιδιοτήτων σε γενεές·
- αλλαγή της έκφρασης και της αλληλεπίδρασης των γονιδίων.
- δεν αποτελούν μόνο πηγή κληρονομικής μεταβλητότητας συνδυαστικής φύσης, αλλά και μηχανισμό μετασχηματισμού του γονότυπου και του καρυότυπου στη διαδικασία της εξέλιξης.
- δείχνουν ότι πολλά γονίδια που θεωρούνται «κλασικές» σημειακές μεταλλάξεις αποδεικνύονται είτε διπλασιασμοί, διαγραφές ή αναστροφές.
Οι χρωμοσωμικές αναδιατάξεις χρησιμεύουν ως μέθοδος για τον κυτταρογενετικό εντοπισμό γονιδίων στα χρωμοσώματα, μια μέθοδος για τη μελέτη του μηχανισμού της μείωσης και τη λεπτή χαρτογράφηση των γονιδίων. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν για πρακτικούς σκοπούς για την αλλαγή των ομάδων σύνδεσης των γονιδίων που καθορίζουν οικονομικά πολύτιμα χαρακτηριστικά.
Εάν βρείτε κάποιο σφάλμα, επισημάνετε ένα κομμάτι κειμένου και κάντε κλικ Ctrl+Enter.
Περίπου 1 στα 150 παιδιά γεννιούνται χρωμοσωμική ανωμαλία. Αυτές οι διαταραχές προκαλούνται από σφάλματα στον αριθμό ή τη δομή των χρωμοσωμάτων. Πολλά παιδιά με χρωμοσωμικά προβλήματα έχουν ψυχικές ή/και σωματικές γενετικές ανωμαλίες. Ορισμένα χρωμοσωμικά προβλήματα οδηγούν τελικά σε αποβολή ή θνησιγένεια.
Τα χρωμοσώματα είναι δομές που μοιάζουν με νήματα που βρίσκονται στα κύτταρα του σώματός μας και περιέχουν ένα σύνολο γονιδίων. Οι άνθρωποι έχουν περίπου 20-25 χιλιάδες γονίδια που καθορίζουν χαρακτηριστικά όπως το χρώμα των ματιών και των μαλλιών και είναι επίσης υπεύθυνοι για την ανάπτυξη και την ανάπτυξη κάθε μέρους του σώματος. Κάθε άτομο έχει κανονικά 46 χρωμοσώματα, συναρμολογημένα σε 23 ζεύγη χρωμοσωμάτων, στα οποία το ένα χρωμόσωμα κληρονομείται από τη μητέρα και το δεύτερο κληρονομείται από τον πατέρα.
Αιτίες χρωμοσωμικών ανωμαλιών
Οι χρωμοσωμικές ανωμαλίες είναι συνήθως το αποτέλεσμα ενός σφάλματος που συμβαίνει κατά την ωρίμανση ενός σπέρματος ή του ωαρίου. Το γιατί συμβαίνουν αυτά τα σφάλματα δεν είναι ακόμη γνωστό.
Τα ωάρια και το σπέρμα περιέχουν κανονικά 23 χρωμοσώματα. Όταν ενώνονται, σχηματίζουν ένα γονιμοποιημένο ωάριο με 46 χρωμοσώματα. Αλλά μερικές φορές κάτι πάει στραβά κατά τη διάρκεια (ή πριν) τη γονιμοποίηση. Για παράδειγμα, ένα ωάριο ή ένα σπέρμα μπορεί να αναπτυχθεί λανθασμένα, με αποτέλεσμα να έχουν επιπλέον χρωμοσώματα ή, αντίθετα, να μην έχουν χρωμοσώματα.
Σε αυτή την περίπτωση, κύτταρα με λάθος αριθμό χρωμοσωμάτων συνδέονται με ένα φυσιολογικό ωάριο ή σπέρμα, με αποτέλεσμα το έμβρυο που προκύπτει να έχει χρωμοσωμικές ανωμαλίες.
Ο πιο συνηθισμένος τύπος χρωμοσωμική ανωμαλίαπου ονομάζεται τρισωμία. Αυτό σημαίνει ότι αντί να έχει δύο αντίγραφα ενός συγκεκριμένου χρωμοσώματος, ένα άτομο έχει τρία αντίγραφα. Για παράδειγμα, έχουν τρία αντίγραφα του χρωμοσώματος 21.
Στις περισσότερες περιπτώσεις, ένα έμβρυο με λάθος αριθμό χρωμοσωμάτων δεν επιβιώνει. Σε τέτοιες περιπτώσεις, η γυναίκα έχει μια αποβολή, συνήθως στα αρχικά στάδια. Αυτό συμβαίνει συχνά πολύ νωρίς στην εγκυμοσύνη, πριν καν η γυναίκα συνειδητοποιήσει ότι είναι έγκυος. Πάνω από το 50% των αποβολών στο πρώτο τρίμηνο προκαλούνται από χρωμοσωμικές ανωμαλίες στο έμβρυο.
Άλλα σφάλματα μπορεί να συμβούν πριν από τη γονιμοποίηση. Μπορούν να οδηγήσουν σε αλλαγές στη δομή ενός ή περισσότερων χρωμοσωμάτων. Τα άτομα με δομικές χρωμοσωμικές ανωμαλίες έχουν συνήθως φυσιολογικό αριθμό χρωμοσωμάτων. Ωστόσο, μικρά κομμάτια ενός χρωμοσώματος (ή ενός ολόκληρου χρωμοσώματος) μπορούν να διαγραφούν, να αντιγραφούν, να αντιστραφούν, να τοποθετηθούν λανθασμένα ή να ανταλλάσσονται με μέρος άλλου χρωμοσώματος. Αυτές οι δομικές ανακατατάξεις μπορεί να μην έχουν καμία επίδραση σε ένα άτομο εάν έχει όλα τα χρωμοσώματα, αλλά απλώς αναδιατάσσονται. Σε άλλες περιπτώσεις, τέτοιες ανακατατάξεις μπορεί να οδηγήσουν σε απώλεια εγκυμοσύνης ή γενετικές ανωμαλίες.
Λάθη στην κυτταρική διαίρεση μπορεί να συμβούν αμέσως μετά τη γονιμοποίηση. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε μωσαϊκό, μια κατάσταση κατά την οποία ένα άτομο έχει κύτταρα με διαφορετική γενετική σύνθεση. Για παράδειγμα, τα άτομα με μια μορφή μωσαϊκισμού, το σύνδρομο Turner, δεν έχουν χρωμόσωμα Χ σε ορισμένα, αλλά όχι σε όλα, κύτταρα.
Διάγνωση χρωμοσωμικών ανωμαλιών
Οι χρωμοσωμικές ανωμαλίες μπορούν να διαγνωστούν πριν από τη γέννηση του μωρού μέσω προγεννητικών εξετάσεων, όπως αμνιοπαρακέντηση ή δειγματοληψία χοριακής λάχνης, ή μετά τη γέννηση χρησιμοποιώντας μια εξέταση αίματος.
Τα κύτταρα που λαμβάνονται από αυτές τις δοκιμές αναπτύσσονται στο εργαστήριο και στη συνέχεια τα χρωμοσώματά τους εξετάζονται στο μικροσκόπιο. Το εργαστήριο κάνει μια εικόνα (καρυότυπο) όλων των χρωμοσωμάτων ενός ατόμου, διατεταγμένα με σειρά από το μεγαλύτερο στο μικρότερο. Ένας καρυότυπος δείχνει τον αριθμό, το μέγεθος και το σχήμα των χρωμοσωμάτων και βοηθά τους γιατρούς να εντοπίσουν τυχόν ανωμαλίες.
Ο πρώτος προγεννητικός έλεγχος συνίσταται στη λήψη μητρικής εξέτασης αίματος στο πρώτο τρίμηνο της εγκυμοσύνης (μεταξύ 10 και 13 εβδομάδων εγκυμοσύνης), καθώς και σε ειδικό υπερηχογραφικό έλεγχο στο πίσω μέρος του λαιμού του μωρού (η λεγόμενη αυχενική διαφάνεια).
Ο δεύτερος προγεννητικός έλεγχος πραγματοποιείται στο δεύτερο τρίμηνο της εγκυμοσύνης και αποτελείται από εξέταση αίματος της μητέρας μεταξύ 16 και 18 εβδομάδων. Αυτός ο έλεγχος εντοπίζει εγκυμοσύνες που διατρέχουν υψηλότερο κίνδυνο να έχουν γενετικές διαταραχές.
Ωστόσο, τα τεστ προσυμπτωματικού ελέγχου δεν μπορούν να διαγνώσουν με ακρίβεια το σύνδρομο Down ή άλλα. Οι γιατροί προτείνουν στις γυναίκες που έχουν μη φυσιολογικά αποτελέσματα των τεστ προσυμπτωματικού ελέγχου να υποβάλλονται σε πρόσθετες εξετάσεις - δειγματοληψία χοριακής λάχνης και αμνιοπαρακέντηση - για την οριστική διάγνωση ή τον αποκλεισμό αυτών των διαταραχών.
Οι πιο συχνές χρωμοσωμικές ανωμαλίες
Τα πρώτα 22 ζεύγη χρωμοσωμάτων ονομάζονται αυτοσώματα ή σωματικά (μη φύλου) χρωμοσώματα. Οι πιο κοινές ανωμαλίες αυτών των χρωμοσωμάτων περιλαμβάνουν:
1. Σύνδρομο Down (τρισωμία 21) είναι μια από τις πιο κοινές χρωμοσωμικές ανωμαλίες, που διαγιγνώσκεται σε περίπου 1 στα 800 μωρά. Τα άτομα με σύνδρομο Down έχουν ποικίλους βαθμούς νοητικής ανάπτυξης, χαρακτηριστικά χαρακτηριστικά του προσώπου και, συχνά, συγγενείς ανωμαλίες στην ανάπτυξη της καρδιάς και άλλα προβλήματα.
Οι σύγχρονες προοπτικές για την ανάπτυξη παιδιών με σύνδρομο Down είναι πολύ πιο φωτεινές από ό,τι πριν. Οι περισσότεροι από αυτούς έχουν ήπια έως μέτρια νοητική υστέρηση. Με την έγκαιρη παρέμβαση και την ειδική εκπαίδευση, πολλά από αυτά τα παιδιά μαθαίνουν να διαβάζουν και να γράφουν και να συμμετέχουν σε ποικίλες δραστηριότητες από την παιδική ηλικία και μετά.
Ο κίνδυνος για σύνδρομο Down και άλλες τρισωμίες αυξάνεται με την ηλικία της μητέρας. Ο κίνδυνος απόκτησης παιδιού με σύνδρομο Down είναι περίπου:
- 1 στο 1300 - εάν η μητέρα είναι 25 ετών.
- 1 στα 1000 – εάν η μητέρα είναι 30 ετών.
- 1 στα 400 - εάν η μητέρα είναι 35 ετών.
- 1 στα 100 - εάν η μητέρα είναι 40 ετών.
- 1 στους 35 – εάν η μητέρα είναι 45 ετών.
2. Τρισωμία 13 και 18 χρωμοσώματα – αυτές οι τρισωμίες είναι συνήθως πιο σοβαρές από το σύνδρομο Down, αλλά ευτυχώς είναι αρκετά σπάνιες. Περίπου 1 στα 16.000 μωρά γεννιούνται με τρισωμία 13 (σύνδρομο Patau) και 1 στα 5.000 μωρά γεννιούνται με τρισωμία 18 (σύνδρομο Edwards). Τα παιδιά με τρισωμία 13 και 18 υποφέρουν συνήθως από σοβαρή νοητική υστέρηση και πολλές γενετικές ανωμαλίες. Τα περισσότερα από αυτά τα παιδιά πεθαίνουν πριν από την ηλικία του ενός έτους.
Το τελευταίο, 23ο ζεύγος χρωμοσωμάτων είναι τα φυλετικά χρωμοσώματα, που ονομάζονται χρωμοσώματα Χ και χρωμοσώματα Υ. Συνήθως, οι γυναίκες έχουν δύο χρωμοσώματα Χ, ενώ οι άνδρες έχουν ένα χρωμόσωμα Χ και ένα χρωμόσωμα Υ. Οι ανωμαλίες των φυλετικών χρωμοσωμάτων μπορεί να προκαλέσουν υπογονιμότητα, προβλήματα ανάπτυξης και προβλήματα μάθησης και συμπεριφοράς.
Οι πιο συχνές ανωμαλίες των φυλετικών χρωμοσωμάτων περιλαμβάνουν:
1. σύνδρομο Turner – Αυτή η διαταραχή επηρεάζει περίπου 1 στα 2.500 θηλυκά έμβρυα. Ένα κορίτσι με σύνδρομο Turner έχει ένα φυσιολογικό χρωμόσωμα Χ και του λείπει εντελώς ή εν μέρει ένα δεύτερο χρωμόσωμα Χ. Τυπικά, αυτά τα κορίτσια είναι υπογόνιμα και δεν θα υποστούν τις αλλαγές της φυσιολογικής εφηβείας εκτός εάν λάβουν συνθετικές ορμόνες του φύλου.
Τα κορίτσια που επηρεάζονται από το σύνδρομο Turner είναι πολύ κοντές, αν και η θεραπεία με αυξητική ορμόνη μπορεί να βοηθήσει στην αύξηση του ύψους. Επιπλέον, έχουν μια ολόκληρη σειρά από προβλήματα υγείας, ειδικά με την καρδιά και τα νεφρά. Τα περισσότερα κορίτσια με σύνδρομο Turner έχουν φυσιολογική νοημοσύνη, αν και αντιμετωπίζουν κάποιες μαθησιακές δυσκολίες, ειδικά στα μαθηματικά και τη χωρική λογική.
2. Τρισωμία Χ χρωμόσωμα – Περίπου 1 στις 1000 γυναίκες έχει ένα επιπλέον χρωμόσωμα Χ. Τέτοιες γυναίκες είναι πολύ ψηλές. Συνήθως δεν έχουν σωματικά γενετικά ελαττώματα, βιώνουν φυσιολογική εφηβεία και είναι γόνιμα. Τέτοιες γυναίκες έχουν φυσιολογική νοημοσύνη, αλλά μπορεί επίσης να έχουν σοβαρά προβλήματα με τη μάθηση.
Δεδομένου ότι τέτοια κορίτσια είναι υγιή και έχουν κανονική εμφάνιση, οι γονείς τους συχνά δεν γνωρίζουν ότι η κόρη τους το έχει. Μερικοί γονείς ανακαλύπτουν ότι το παιδί τους έχει παρόμοια διαταραχή εάν η μητέρα υποβλήθηκε σε μία από τις επεμβατικές προγεννητικές διαγνωστικές μεθόδους (αμνιοπαρακέντηση ή χοριοπαρακέντηση) κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης.
3. Σύνδρομο Klinefelter – Αυτή η διαταραχή επηρεάζει περίπου 1 στα 500 έως 1000 αγόρια. Τα αγόρια με σύνδρομο Klinefelter έχουν δύο (και μερικές φορές περισσότερα) χρωμοσώματα Χ μαζί με ένα φυσιολογικό χρωμόσωμα Υ. Τέτοια αγόρια έχουν συνήθως φυσιολογική νοημοσύνη, αν και πολλά έχουν προβλήματα με τη μάθηση. Όταν μεγαλώνουν τέτοια αγόρια, έχουν μειωμένη έκκριση τεστοστερόνης και είναι υπογόνιμα.
4. Δισωμία στο χρωμόσωμα Υ (XYY) – Περίπου 1 στους 1.000 άνδρες γεννιούνται με ένα ή περισσότερα επιπλέον χρωμοσώματα Υ. Αυτοί οι άνδρες βιώνουν φυσιολογική εφηβεία και δεν είναι υπογόνιμοι. Οι περισσότεροι έχουν φυσιολογική νοημοσύνη, αν και μπορεί να υπάρχουν κάποιες μαθησιακές δυσκολίες, δυσκολίες συμπεριφοράς και προβλήματα στην κατάκτηση του λόγου και της γλώσσας. Όπως και με την τρισωμία Χ στις γυναίκες, πολλοί άνδρες και οι γονείς τους δεν γνωρίζουν ότι έχουν τη διαταραχή μέχρι την προγεννητική διάγνωση.
Λιγότερο συχνές χρωμοσωμικές ανωμαλίες
Νέες μέθοδοι ανάλυσης χρωμοσωμάτων μπορούν να ανιχνεύσουν μικροσκοπικές χρωμοσωμικές ανωμαλίες που δεν μπορούν να φανούν ακόμη και κάτω από ένα ισχυρό μικροσκόπιο. Ως αποτέλεσμα, όλο και περισσότεροι γονείς μαθαίνουν ότι το παιδί τους έχει μια γενετική ανωμαλία.
Μερικές από αυτές τις ασυνήθιστες και σπάνιες ανωμαλίες περιλαμβάνουν:
- Διαγραφή - απουσία ενός μικρού τμήματος ενός χρωμοσώματος.
- Μικροδιαγραφή - η απουσία ενός πολύ μικρού αριθμού χρωμοσωμάτων, ίσως μόνο ένα γονίδιο λείπει.
- Μετατόπιση - μέρος ενός χρωμοσώματος ενώνεται με ένα άλλο χρωμόσωμα.
- Αναστροφή - ένα μέρος του χρωμοσώματος παραλείπεται και η σειρά των γονιδίων αντιστρέφεται.
- Διπλασιασμός (διπλασιασμός) - μέρος του χρωμοσώματος διπλασιάζεται, γεγονός που οδηγεί στον σχηματισμό πρόσθετου γενετικού υλικού.
- Χρωμόσωμα δακτυλίου – Όταν αφαιρείται γενετικό υλικό και από τα δύο άκρα του χρωμοσώματος και τα νέα άκρα ενώνονται μεταξύ τους για να σχηματίσουν έναν δακτύλιο.
Ορισμένες χρωμοσωμικές παθολογίες είναι τόσο σπάνιες που μόνο μία ή λίγες περιπτώσεις είναι γνωστές στην επιστήμη. Ορισμένες ανωμαλίες (για παράδειγμα, ορισμένες μετατοπίσεις και αναστροφές) μπορεί να μην έχουν καμία επίδραση στην υγεία ενός ατόμου εάν λείπει μη γενετικό υλικό.
Ορισμένες ασυνήθιστες διαταραχές μπορεί να προκληθούν από μικρές χρωμοσωμικές διαγραφές. Παραδείγματα είναι:
- Σύνδρομο Cry Cat (διαγραφή στο χρωμόσωμα 5) - τα άρρωστα παιδιά στη βρεφική ηλικία διακρίνονται από ένα δυνατό κλάμα, σαν να ουρλιάζει μια γάτα. Έχουν σημαντικά προβλήματα στη σωματική και πνευματική ανάπτυξη. Περίπου 1 στα 20-50 χιλιάδες μωρά γεννιούνται με αυτή την ασθένεια.
- Σύνδρομο Prader-WillΚαι (διαγραφή στο χρωμόσωμα 15) - τα άρρωστα παιδιά έχουν αποκλίσεις στη νοητική ανάπτυξη και τη μάθηση, χαμηλό ανάστημα και προβλήματα συμπεριφοράς. Τα περισσότερα από αυτά τα παιδιά αναπτύσσουν ακραία παχυσαρκία. Περίπου 1 στα 10-25 χιλιάδες μωρά γεννιούνται με αυτή την ασθένεια.
- σύνδρομο DiGeorge (διαγραφή χρωμοσώματος 22 ή διαγραφή 22q11) – Περίπου 1 στα 4.000 μωρά γεννιούνται με διαγραφή σε ένα συγκεκριμένο τμήμα του χρωμοσώματος 22. Αυτή η διαγραφή προκαλεί μια ποικιλία προβλημάτων που μπορεί να περιλαμβάνουν καρδιακά ελαττώματα, σχιστία χείλους/ουρανίσκου (σχιστία υπερώας και σχιστία χείλους), διαταραχές του ανοσοποιητικού συστήματος, μη φυσιολογικά χαρακτηριστικά του προσώπου και μαθησιακά προβλήματα.
- Σύνδρομο Wolf-Hirschhorn (διαγραφή στο χρωμόσωμα 4) – αυτή η διαταραχή χαρακτηρίζεται από νοητική υστέρηση, καρδιακά ελαττώματα, κακό μυϊκό τόνο, επιληπτικές κρίσεις και άλλα προβλήματα. Αυτή η κατάσταση επηρεάζει περίπου 1 στα 50.000 μωρά.
Με εξαίρεση τα άτομα με σύνδρομο DiGeorge, τα άτομα με τα παραπάνω σύνδρομα είναι υπογόνιμα. Όσο για τα άτομα με σύνδρομο DiGeorge, αυτή η παθολογία κληρονομείται κατά 50% σε κάθε εγκυμοσύνη.
Οι νέες μέθοδοι ανάλυσης χρωμοσωμάτων μπορούν μερικές φορές να εντοπίσουν πού λείπει γενετικό υλικό ή πού υπάρχει ένα επιπλέον γονίδιο. Εάν ο γιατρός γνωρίζει ακριβώς πού βρίσκεται ο ένοχος χρωμοσωμική ανωμαλία, μπορεί να αξιολογήσει την πλήρη έκταση της επιρροής του στο παιδί και να δώσει μια κατά προσέγγιση πρόβλεψη για την ανάπτυξη αυτού του παιδιού στο μέλλον. Συχνά αυτό βοηθά τους γονείς να αποφασίσουν να συνεχίσουν την εγκυμοσύνη και να προετοιμαστούν εκ των προτέρων για τη γέννηση ενός μωρού που είναι λίγο διαφορετικό από όλα τα άλλα.
Συγγενείς γάμοι ή αιμομιξία από τα αγγλικά. ενδογαμία, σε - "εντός" αναπαραγωγής - "εκτροφή", ή ενδογαμία χρησιμοποιείται συχνότερα στην εκτροφή ζώων για την αναπαραγωγή και τη διατήρηση μιας φυλής, αλλά εμφανίζεται επίσης μεταξύ των ανθρώπων. Οι πιο ξεκάθαρα αρνητικές συνέπειες της αιμομιξίας παρατηρήθηκαν μεταξύ των βασιλέων της Αρχαίας Αιγύπτου, της αρχαίας Ελλάδας και ορισμένων ευρωπαϊκών δυναστειών. Όμως η προσπάθεια να διατηρηθεί το «θείο αίμα» αγνό όλη την ώρα οδήγησε στην εκδήλωση κληρονομικών ανθρώπινων ασθενειών, ανωμαλιών, παραμορφώσεων και εκφυλισμού των απογόνων.
Σήμερα, η γενετική παρέχει μια επιστημονική εξήγηση για τα αίτια και τους μηχανισμούς της κληρονομικής παθολογίας στους συγγενείς γάμους και την εξάρτησή τους από τον βαθμό της σχέσης.
Το σύνολο των χρωμοσωμάτων του σπέρματος και του ωαρίου αντιπροσωπεύεται από 23 χρωμοσώματα. Κατά τη γονιμοποίηση, κάθε χρωμόσωμα από ένα αρσενικό κύτταρο βρίσκει το ζευγάρι του από ένα θηλυκό κύτταρο και το αποτέλεσμα είναι ένας ζυγώτης (γονιμοποιημένο ωάριο) με ένα ζευγαρωμένο σύνολο χρωμοσωμάτων. Με περαιτέρω διαίρεση του ζυγώτη, κάθε κύτταρο του νέου οργανισμού έχει επίσης αυστηρά 23 ζεύγη χρωμοσωμάτων. Η διαδικασία διατήρησης του σετ χρωμοσώματος στα κύτταρα κατά τη διαίρεση τους συνεχίζεται μετά τη γέννηση καθ 'όλη τη διάρκεια της ζωής. Όλα τα κύτταρα του ανθρώπινου σώματος έχουν τα ίδια 23 ζεύγη ή 46 χρωμοσώματα που ελήφθησαν κατά τη γονιμοποίηση.
Γονιδίωμα- ένα σύνολο γονιδίων στα χρωμοσώματα των κυττάρων του σώματος. Το γονιδίωμα περιέχει βιολογικές πληροφορίες για την ανάπτυξη και την ανάπτυξη ενός οργανισμού.
Γονίδιο(ελληνικά γένος - γένος) - μια δομική και λειτουργική μονάδα της ανθρώπινης κληρονομικότητας, η οποία είναι ένα τμήμα του DNA και είναι μια μήτρα για τη σύνθεση πρωτεϊνών. Τα γονίδια καθορίζουν τα κληρονομικά χαρακτηριστικά που μεταβιβάζονται από τους γονείς στους απογόνους.
Το ανθρώπινο γονιδίωμα περιέχει περίπου 28.000 γονίδια.
Η ακριβής θέση κάθε γονιδίου σε ένα συγκεκριμένο χρωμόσωμα ονομάζεται τόπος αυτού του γονιδίου. Ορισμένα γονίδια στα χρωμοσώματα είναι μη λειτουργικά ή ελαττωματικά. Σε ορισμένες περιπτώσεις, αυτό εκδηλώνεται από το βαθμό σοβαρότητας του συμπτώματος. Για παράδειγμα, στις ξανθές, το χρώμα των μαλλιών καθορίζεται από την απουσία του γονιδίου που ευθύνεται για τη μελάγχρωση των μαλλιών. Σε άλλες περιπτώσεις, ένα γονιδιακό ελάττωμα οδηγεί σε ασθένεια. Για παράδειγμα, φαινυλκετονουρία, δρεπανοκυτταρική αναιμία, κυστική ίνωση, νόσος Konovalov-Wilson, κληρονομικές παθήσεις των ματιών, του δέρματος, κληρονομικές εκφυλιστικές παθήσεις των αρθρώσεων, κληρονομικές παθήσεις του νευρικού συστήματος. Κατά κανόνα, αυτή είναι μια σοβαρή παθολογία, σε ορισμένες περιπτώσεις ασύμβατη με τη ζωή. Ευτυχώς, οι γονιδιακές ασθένειες είναι σπάνιες στην κλινική πράξη. Αλλά οι στενά συνδεδεμένοι γάμοι αυξάνουν αυτή την πιθανότητα κατά μια τάξη μεγέθους. Γιατί;
Συγγενικοί γάμοι. Αιτίες γενετικών ασθενειών στα παιδιά.
Όπως διαπιστώσαμε παραπάνω, το ανθρώπινο σύνολο χρωμοσωμάτων είναι διπλοειδές, δηλαδή παρόμοια χρωμοσώματα υπάρχουν σε ζεύγη στον πυρήνα κάθε κυττάρου. Και αν ένα από ένα ζευγάρι χρωμοσωμάτων έχει ένα γονίδιο με ελάττωμα, τότε το φυσιολογικό γονίδιο του δεύτερου χρωμοσώματος από αυτό το ζεύγος «λειτουργεί» και η ασθένεια απουσιάζει.
Η πιθανότητα οι γονείς που δεν έχουν σχέση αίματος σε ένα ζευγάρι χρωμοσωμάτων να έχουν ελαττωματικά γονίδια υπεύθυνα για την ίδια λειτουργία είναι αμελητέα. Αυτό εξηγεί τη χαμηλή συχνότητα γονιδιακών ασθενειών στα παιδιά, εάν οι γονείς δεν έχουν συγγένεια. Οι συγγενείς γάμοι είναι άλλο θέμα. Η πιθανότητα ένα παιδί να έχει πανομοιότυπα γονιδιακά ελαττώματα στα ζευγαρωμένα χρωμοσώματα αυξάνεται πολλές φορές. Και όσο μεγαλύτερος είναι ο βαθμός της σχέσης, τόσο μεγαλύτερη είναι αυτή η πιθανότητα ακόμη και για υγιείς γονείς. Εδώ είναι ένα τυπικό οικογενειακό δέντρο για αιμομιξία:
Οι πιο κοινές γενετικές ασθένειες του ανθρώπου που σχετίζονται με την αιμομιξία
Τα ανθρώπινα γενετικά νοσήματα περιλαμβάνουν κληρονομικά μεταβολικά νοσήματα. Σχετίζονται με διαταραχές στο μεταβολισμό αμινοξέων, πρωτεϊνών, υδατανθράκων, λιπών και στεροειδών, χολερυθρίνης και ορισμένων μετάλλων και εκδηλώνονται σε νεαρή ηλικία με μεγάλη ποικιλία συμπτωμάτων, δηλαδή είναι συγγενή.
Συχνά, η γονιδιακή παθολογία στα παιδιά συνδυάζεται. Για παράδειγμα, οι γενετικές δερματικές παθήσεις συνδυάζονται με μεταβολικές διαταραχές, στειρότητα και ψυχικές ασθένειες.
Διάγνωση, πρόληψη και θεραπεία κληρονομικών ασθενειών
Εάν είναι γνωστό ότι οι γονείς του αγέννητου παιδιού έχουν συγγένεια, τότε πραγματοποιείται προγεννητική διάγνωση κληρονομικών ασθενειών. Σχεδόν όλες οι γονιδιακές ασθένειες στα παιδιά από συγγενείς γάμους είναι συγγενείς και διαγιγνώσκονται στα νεογνά με βάση χαρακτηριστικά συμπτώματα. Σε ορισμένες περιπτώσεις, γίνεται γενετικός έλεγχος.
Αιτιολογική θεραπεία κληρονομικών ασθενειών που σχετίζονται με συγγενείς γάμους, αδύνατο. Ως εκ τούτου, η κύρια μέθοδος πρόληψης γενετικών ασθενειών παραμένει ο προσυμπτωματικός έλεγχος των νεογνών για κληρονομικά νοσήματα και σύνδρομα, η γενετική συμβουλευτική και η ιατρική εκπαίδευση.
Αυτό το φυλλάδιο περιέχει πληροφορίες σχετικά με το τι είναι οι χρωμοσωμικές διαταραχές, πώς μπορούν να κληρονομηθούν και ποια προβλήματα μπορεί να σχετίζονται με αυτές. Αυτό το φυλλάδιο δεν μπορεί να αντικαταστήσει την επικοινωνία σας με το γιατρό σας, αλλά μπορεί να σας βοηθήσει να συζητήσετε θέματα που σας ενδιαφέρουν.
Για να κατανοήσουμε καλύτερα τι είναι οι χρωμοσωμικές διαταραχές, θα είναι αρχικά χρήσιμο να γνωρίζουμε τι είναι τα γονίδια και τα χρωμοσώματα.
Τι είναι τα γονίδια και τα χρωμοσώματα;
Το σώμα μας αποτελείται από εκατομμύρια κύτταρα. Τα περισσότερα κύτταρα περιέχουν ένα πλήρες σύνολο γονιδίων. Ένα άτομο έχει χιλιάδες γονίδια. Τα γονίδια μπορούν να συγκριθούν με οδηγίες που χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο της ανάπτυξης και της συντονισμένης λειτουργίας ολόκληρου του οργανισμού. Τα γονίδια είναι υπεύθυνα για πολλά χαρακτηριστικά του σώματός μας, όπως το χρώμα των ματιών, τον τύπο αίματος ή το ύψος.
Τα γονίδια βρίσκονται σε δομές που μοιάζουν με νήματα που ονομάζονται χρωμοσώματα. Κανονικά, τα περισσότερα κύτταρα στο σώμα περιέχουν 46 χρωμοσώματα. Τα χρωμοσώματα μεταβιβάζονται σε εμάς από τους γονείς μας - 23 από τη μαμά και 23 από τον μπαμπά, έτσι συχνά μοιάζουμε στους γονείς μας. Έτσι, έχουμε δύο σετ 23 χρωμοσωμάτων, ή 23 ζεύγη χρωμοσωμάτων. Επειδή τα γονίδια βρίσκονται στα χρωμοσώματα, κληρονομούμε δύο αντίγραφα από κάθε γονίδιο, ένα αντίγραφο από κάθε γονέα. Τα χρωμοσώματα (και επομένως τα γονίδια) αποτελούνται από μια χημική ένωση που ονομάζεται DNA.
Εικόνα 1: Γονίδια, χρωμοσώματα και DNA
Τα χρωμοσώματα (βλ. Εικόνα 2), με αριθμό 1 έως 22, είναι τα ίδια σε άνδρες και γυναίκες. Τέτοια χρωμοσώματα ονομάζονται αυτοσώματα. Τα χρωμοσώματα του 23ου ζεύγους είναι διαφορετικά σε γυναίκες και άνδρες και ονομάζονται φυλετικά χρωμοσώματα. Υπάρχουν 2 παραλλαγές των φυλετικών χρωμοσωμάτων: το χρωμόσωμα Χ και το χρωμόσωμα Υ. Φυσιολογικά, οι γυναίκες έχουν δύο χρωμοσώματα Χ (ΧΧ), το ένα από αυτά μεταδίδεται από τη μητέρα και το άλλο από τον πατέρα. Κανονικά, τα αρσενικά έχουν ένα χρωμόσωμα Χ και ένα χρωμόσωμα Υ (ΧΥ), με το χρωμόσωμα Χ να μεταβιβάζεται από τη μητέρα και το χρωμόσωμα Υ από τον πατέρα. Έτσι, το σχήμα 2 δείχνει τα χρωμοσώματα ενός άνδρα, αφού το τελευταίο, 23ο, ζεύγος αντιπροσωπεύεται από τον συνδυασμό XY.
Εικόνα 2: 23 ζεύγη χρωμοσωμάτων κατανεμημένα κατά μέγεθος. Το χρωμόσωμα νούμερο 1 είναι το μεγαλύτερο. Τα δύο τελευταία χρωμοσώματα είναι φυλετικά χρωμοσώματα.
Χρωμοσωμικές αλλαγές
Το σωστό σύνολο χρωμοσωμάτων είναι πολύ σημαντικό για τη φυσιολογική ανθρώπινη ανάπτυξη. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα γονίδια που δίνουν «οδηγίες δράσης» στα κύτταρα του σώματός μας βρίσκονται στα χρωμοσώματα. Οποιαδήποτε αλλαγή στον αριθμό, το μέγεθος ή τη δομή των χρωμοσωμάτων μας θα μπορούσε να σημαίνει αλλαγή στην ποσότητα ή την αλληλουχία των γενετικών πληροφοριών. Τέτοιες αλλαγές μπορεί να οδηγήσουν σε μαθησιακές δυσκολίες, αναπτυξιακές καθυστερήσεις και άλλα προβλήματα υγείας για το παιδί.
Οι χρωμοσωμικές αλλαγές μπορούν να κληρονομηθούν από τους γονείς. Τις περισσότερες φορές, οι χρωμοσωμικές αλλαγές συμβαίνουν κατά τον σχηματισμό ενός ωαρίου ή σπέρματος ή κατά τη διάρκεια της γονιμοποίησης (νέες μεταλλάξεις ή de novo μεταλλάξεις). Αυτές οι αλλαγές δεν μπορούν να ελεγχθούν.
Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι χρωμοσωμικών αλλαγών. Αλλαγή στον αριθμό των χρωμοσωμάτων. Με μια τέτοια αλλαγή, υπάρχει αύξηση ή μείωση στον αριθμό των αντιγράφων οποιουδήποτε χρωμοσώματος. Αλλαγές στη δομή των χρωμοσωμάτων. Με μια τέτοια αλλαγή, το υλικό οποιουδήποτε χρωμοσώματος καταστρέφεται ή αλλάζει η αλληλουχία των γονιδίων. Είναι δυνατή η εμφάνιση πρόσθετου ή απώλειας μέρους του αρχικού χρωμοσωμικού υλικού.
Σε αυτό το φυλλάδιο θα εξετάσουμε τις χρωμοσωμικές διαγραφές, τους διπλασιασμούς, τις εισαγωγές, τις αναστροφές και τα χρωμοσώματα δακτυλίου. Εάν ενδιαφέρεστε για πληροφορίες σχετικά με τις χρωμοσωμικές μετατοπίσεις, ανατρέξτε στο φυλλάδιο «Χρωμοσωματικές Μεταθέσεις».
Αλλαγή στον αριθμό των χρωμοσωμάτων.
Κανονικά, κάθε ανθρώπινο κύτταρο περιέχει 46 χρωμοσώματα. Ωστόσο, μερικές φορές ένα μωρό γεννιέται με περισσότερα ή λιγότερα χρωμοσώματα. Σε αυτή την περίπτωση, εμφανίζεται, κατά συνέπεια, είτε υπερβολικός είτε ανεπαρκής αριθμός γονιδίων που είναι απαραίτητα για τη ρύθμιση της ανάπτυξης και ανάπτυξης του οργανισμού.
Ένα από τα πιο κοινά παραδείγματα γενετικής διαταραχής που προκαλείται από υπερβολικό αριθμό χρωμοσωμάτων είναι το σύνδρομο Down. Τα κύτταρα των ατόμων με αυτή την ασθένεια έχουν 47 χρωμοσώματα αντί για τα συνηθισμένα 46, επειδή υπάρχουν τρία αντίγραφα του χρωμοσώματος 21 αντί για δύο. Άλλα παραδείγματα ασθενειών που προκαλούνται από υπερβολικό αριθμό χρωμοσωμάτων είναι τα σύνδρομα Edwards και Patau.
Εικόνα 3: Χρωμοσώματα κοριτσιού (τελευταίο ζεύγος χρωμοσωμάτων XX) με σύνδρομο Down. Τρία αντίγραφα του χρωμοσώματος 21 είναι ορατά αντί για δύο.
Αλλαγές στη δομή των χρωμοσωμάτων.
Οι αλλαγές στη δομή των χρωμοσωμάτων συμβαίνουν όταν το υλικό σε ένα συγκεκριμένο χρωμόσωμα έχει υποστεί βλάβη ή η αλληλουχία των γονιδίων αλλάζει. Οι δομικές αλλαγές περιλαμβάνουν επίσης περίσσεια ή απώλεια κάποιου χρωμοσωμικού υλικού. Αυτό μπορεί να συμβεί με διάφορους τρόπους, που περιγράφονται παρακάτω.
Οι αλλαγές στη δομή των χρωμοσωμάτων μπορεί να είναι πολύ μικρές και μπορεί να είναι δύσκολο να ανιχνευθούν από τους τεχνικούς του εργαστηρίου. Ωστόσο, ακόμη και αν διαπιστωθεί μια δομική αλλαγή, είναι συχνά δύσκολο να προβλεφθεί ο αντίκτυπος αυτής της αλλαγής στην υγεία ενός συγκεκριμένου παιδιού. Αυτό μπορεί να είναι απογοητευτικό για τους γονείς που θέλουν ολοκληρωμένες πληροφορίες για το μέλλον του παιδιού τους.
Μετακινήσεις
Εάν θέλετε να μάθετε περισσότερα για τις μεταθέσεις, ανατρέξτε στο φυλλάδιο Χρωμοσωμικές Μεταθέσεις.
Διαγραφές
Ο όρος «χρωμοσωμική διαγραφή» σημαίνει ότι μέρος ενός χρωμοσώματος χάνεται ή συντομεύεται. Η διαγραφή μπορεί να συμβεί σε οποιοδήποτε χρωμόσωμα και κατά μήκος οποιουδήποτε τμήματος του χρωμοσώματος. Η διαγραφή μπορεί να είναι οποιουδήποτε μεγέθους. Εάν το υλικό (γονίδια) που χάθηκε κατά τη διαγραφή περιείχε σημαντικές πληροφορίες για τον οργανισμό, τότε το παιδί μπορεί να έχει μαθησιακές δυσκολίες, αναπτυξιακές καθυστερήσεις και άλλα προβλήματα υγείας. Η σοβαρότητα αυτών των εκδηλώσεων εξαρτάται από το μέγεθος του χαμένου τμήματος και τη θέση μέσα στο χρωμόσωμα. Ένα παράδειγμα μιας τέτοιας ασθένειας είναι το σύνδρομο Joubert.
Επικαλύψεις
Ο όρος "χρωμοσωμικός διπλασιασμός" σημαίνει ότι μέρος ενός χρωμοσώματος διπλασιάζεται, με αποτέλεσμα την περίσσεια γενετικής πληροφορίας. Αυτή η περίσσεια χρωμοσωμικού υλικού σημαίνει ότι το σώμα λαμβάνει πάρα πολλές «οδηγίες» και αυτό μπορεί να οδηγήσει σε μαθησιακές δυσκολίες, αναπτυξιακές καθυστερήσεις και άλλα προβλήματα υγείας για το παιδί. Ένα παράδειγμα ασθένειας που προκαλείται από διπλασιασμό μέρους του χρωμοσωμικού υλικού είναι η κινητική-αισθητηριακή νευροπάθεια τύπου ΙΑ.
Εισαγωγές
Μια χρωμοσωμική εισαγωγή (εισαγωγή) σημαίνει ότι μέρος του υλικού του χρωμοσώματος είναι "εκτός θέσης" στο ίδιο ή άλλο χρωμόσωμα. Εάν η συνολική ποσότητα του χρωμοσωμικού υλικού δεν έχει αλλάξει, τότε ένα τέτοιο άτομο είναι συνήθως υγιές. Ωστόσο, εάν μια τέτοια κίνηση οδηγεί σε αλλαγή στην ποσότητα του χρωμοσωμικού υλικού, τότε το άτομο μπορεί να αντιμετωπίσει μαθησιακές δυσκολίες, αναπτυξιακές καθυστερήσεις και άλλα προβλήματα υγείας του παιδιού.
Χρωμοσώματα δακτυλίου
Ο όρος «χρωμόσωμα δακτυλίου» σημαίνει ότι τα άκρα του χρωμοσώματος έχουν ενωθεί μεταξύ τους και το χρωμόσωμα έχει αποκτήσει το σχήμα δακτυλίου (κανονικά, τα ανθρώπινα χρωμοσώματα έχουν γραμμική δομή). Αυτό συμβαίνει συνήθως όταν και τα δύο άκρα του ίδιου χρωμοσώματος βραχύνονται. Τα υπόλοιπα άκρα του χρωμοσώματος γίνονται «κολλώδη» και ενώνονται μεταξύ τους για να σχηματίσουν έναν «δακτύλιο». Οι συνέπειες του σχηματισμού χρωμοσωμάτων δακτυλίου για το σώμα εξαρτώνται από το μέγεθος των διαγραφών στα άκρα του χρωμοσώματος.
Αναστροφές
Η χρωμοσωμική αναστροφή σημαίνει μια αλλαγή σε ένα χρωμόσωμα στο οποίο μέρος του χρωμοσώματος είναι γυρισμένο και τα γονίδια σε αυτήν την περιοχή είναι διατεταγμένα με την αντίστροφη σειρά. Στις περισσότερες περιπτώσεις, ο φορέας της αναστροφής είναι υγιής.
Εάν ένας γονέας έχει μια ασυνήθιστη χρωμοσωμική αναδιάταξη, πώς μπορεί αυτό να επηρεάσει το παιδί;
Υπάρχουν διάφορα πιθανά αποτελέσματα για κάθε εγκυμοσύνη:
- Το παιδί μπορεί να λάβει ένα εντελώς φυσιολογικό σύνολο χρωμοσωμάτων.
- Το παιδί μπορεί να κληρονομήσει την ίδια χρωμοσωμική αναδιάταξη που έχει ο γονέας.
- Το παιδί μπορεί να έχει μαθησιακές δυσκολίες, αναπτυξιακές καθυστερήσεις ή άλλα προβλήματα υγείας.
- Είναι δυνατή η αυθόρμητη διακοπή της εγκυμοσύνης.
Έτσι, ένας φορέας μιας χρωμοσωμικής αναδιάταξης μπορεί να γεννήσει υγιή παιδιά και σε πολλές περιπτώσεις αυτό ακριβώς συμβαίνει. Δεδομένου ότι κάθε αλλαγή είναι μοναδική, η συγκεκριμένη κατάστασή σας θα πρέπει να συζητηθεί με έναν γενετιστή. Συμβαίνει συχνά ένα παιδί να γεννιέται με χρωμοσωμική αναδιάταξη, παρά το γεγονός ότι το χρωμοσωμικό σύνολο των γονέων είναι φυσιολογικό. Τέτοιες αναδιαρθρώσεις ονομάζονται νεοεμφανιζόμενες, ή προέκυψαν «de novo» (από τη λατινική λέξη). Σε αυτές τις περιπτώσεις, ο κίνδυνος επαναγέννησης παιδιού με χρωμοσωμική αναδιάταξη στους ίδιους γονείς είναι πολύ μικρός.
Διάγνωση χρωμοσωμικών ανακατατάξεων
Είναι δυνατή η διεξαγωγή γενετικής ανάλυσης για τον εντοπισμό φορέων χρωμοσωμικών αναδιατάξεων. Για ανάλυση, λαμβάνεται δείγμα αίματος και τα αιμοσφαίρια εξετάζονται σε εξειδικευμένο εργαστήριο για τον εντοπισμό χρωμοσωμικών ανακατατάξεων. Αυτή η ανάλυση ονομάζεται καρυότυπος. Είναι επίσης δυνατό να γίνει ένα τεστ κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης για την αξιολόγηση των εμβρυϊκών χρωμοσωμάτων. Αυτή η εξέταση ονομάζεται προγεννητική διάγνωση και αυτό το θέμα πρέπει να συζητηθεί με έναν γενετιστή. Λεπτομερέστερες πληροφορίες για αυτό το θέμα παρέχονται στα φυλλάδια «Δειγματοληψία χοριακής λάχνης» και «Αμνιοπαρακέντηση».
Πώς επηρεάζει αυτό τα άλλα μέλη της οικογένειας;
Εάν ένα από τα μέλη της οικογένειάς σας έχει χρωμοσωμική αναδιάταξη, μπορεί να θέλετε να συζητήσετε το θέμα με άλλα μέλη της οικογένειας. Αυτό θα δώσει σε άλλους συγγενείς την ευκαιρία, εάν το επιθυμούν, να υποβληθούν σε εξέταση (ανάλυση χρωμοσωμάτων στα αιμοσφαίρια) για να διαπιστωθεί εάν είναι φορείς χρωμοσωμικής αναδιάταξης. Αυτό μπορεί να είναι ιδιαίτερα σημαντικό για συγγενείς που έχουν ήδη παιδιά ή προγραμματίζουν εγκυμοσύνη. Εάν δεν φέρουν τη χρωμοσωμική αναδιάταξη, δεν μπορούν να τη μεταδώσουν στα παιδιά τους. Εάν είναι φορείς, μπορεί να τους προσφερθεί εξέταση κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης για την ανάλυση των εμβρυϊκών χρωμοσωμάτων.
Μερικοί άνθρωποι δυσκολεύονται να συζητήσουν προβλήματα που σχετίζονται με χρωμοσωμικές ανακατατάξεις με μέλη της οικογένειας. Μπορεί να φοβούνται μήπως ενοχλήσουν μέλη της οικογένειας. Σε ορισμένες οικογένειες, εξαιτίας αυτού, οι άνθρωποι αντιμετωπίζουν δυσκολίες στην επικοινωνία και χάνουν την αμοιβαία κατανόηση με τους συγγενείς. Οι γενετικοί γιατροί έχουν συνήθως μεγάλη εμπειρία στην αντιμετώπιση αυτού του τύπου οικογενειακών καταστάσεων και μπορούν να σας βοηθήσουν να συζητήσετε το πρόβλημα με άλλα μέλη της οικογένειας.
Τι είναι σημαντικό να θυμάστε
- Οι χρωμοσωμικές ανακατατάξεις μπορούν είτε να κληρονομηθούν από τους γονείς είτε να συμβούν κατά τη διάρκεια της γονιμοποίησης.
- Η περεστρόικα δεν μπορεί να διορθωθεί - παραμένει για τη ζωή.
- Η περεστρόικα δεν είναι μεταδοτική· για παράδειγμα, ο φορέας της μπορεί να είναι αιμοδότης.
- Οι άνθρωποι συχνά αισθάνονται ένοχοι επειδή υπάρχει ένα πρόβλημα όπως μια χρωμοσωμική αναδιάταξη στην οικογένειά τους. Είναι σημαντικό να θυμάστε ότι αυτό δεν είναι λάθος κανενός ή αποτέλεσμα πράξεων κανενός άλλου.
- Οι περισσότεροι φορείς ισορροπημένων ανακατατάξεων μπορούν να έχουν υγιή παιδιά.
- Σε επαφή με 0
- Google+ 0
- Εντάξει 0
- Facebook 0
