Anatomia-Leksykon

Aberracja chromosomowa - co to znaczy?

Wstęp - czym jest aberracja chromosomowa?

Aberracja chromosomowa opisuje odchylenie od normalnej struktury ludzkiego chromosomu. Normalny ludzki zestaw chromosomów ma 23 pary chromosomów tego samego typu, które zawierają cały materiał genetyczny. Aberracja chromosomowa może być zarówno odchyleniem numerycznym, jak i strukturalnym zestawu chromosomów.

Aberracje chromosomowe są najczęstszą przyczyną poronień prenatalnych. Istnieją jednak również realne formy aberracji chromosomowych, takie jak zespół Downa (Trisomia 21) lub zespół Klinefeltera (Zespół XXY).

Aberrację chromosomową można rozpoznać po utworzeniu kariogramu. Można to porównać ze zdrowym kariogramem, dzięki czemu odchylenia są natychmiast zauważalne.

Przeczytaj więcej na ten temat w sekcji: Mutacja chromosomów

Co to są numeryczne aberracje chromosomowe?

Numeryczne aberracje chromosomowe opisują zestaw chromosomów, które mają różną liczbę chromosomów. Poszczególne chromosomy mogą być zduplikowane lub ich brakować (Aneuploidia) lub zduplikować cały zestaw chromosomów (Poliploidia).

Najbardziej znaną i rozpowszechnioną numeryczną aberracją chromosomową jest trisomia 21 (zespół Downa). W tej chorobie 21 chromosom występuje w trzech powtórzeniach. Szansa na urodzenie dziecka z trisomią 21 wzrasta wraz z wiekiem matki. Dzieci z zespołem Downa zawodzą:

Niski wzrost
Bruzdy na cztery palce
(Mongoloidalne) osie powieki, które rozciągają się ukośnie na zewnątrz
zmniejszone zdolności motoryczne i inteligencja

W szczególności upośledzenie umysłowe jest bardzo zróżnicowane u poszczególnych pacjentów, tak że indywidualne leczenie, wsparcie i opieka są na pierwszym planie.

Trisomia 21 skraca oczekiwaną długość życia tylko w minimalnym stopniu. Tak jest w przypadku innych form trisomii, takich jak trisomia 13 (Zespół Pataua) i trisomia 18 (Zespół Edwardsa) nie tak, tutaj oczekiwana długość życia jest krótsza niż rok.

Inne numeryczne aberracje chromosomalne wpływające na chromosomy płciowe to zespół Klinefeltera i zespół Ullricha-Turnera.

Zespół Klinefeltera dotyka mężczyzn. Zamiast jednego mają dwa chromosomy X. Najbardziej zauważalnym objawem jest wysoki wzrost spowodowany brakiem testosteronu.

W zespole Turnera chore kobiety nie mają chromosomu X. Z powodu braku estrogenu i gestagenu tkanka łączna rozrasta się przez jajniki, a kobiety pozostają bezpłodne przez całe życie.

Przeczytaj więcej na ten temat pod adresem: Trisomia 13 u nienarodzonego dziecka

Czym są aberracje chromosomów strukturalnych?

Strukturalne aberracje chromosomowe to odchylenia od chromosomów pod względem ich struktury. W przeciwieństwie do liczbowych aberracji chromosomowych, zachowana zostaje normalna liczba chromosomów (23 pary homologiczne, łącznie 46 chromosomów). Istnieje kilka form strukturalnych aberracji chromosomowych, takich jak:

USUNIĘCIE: W przypadku delecji następuje utrata segmentu chromosomu, a tym samym części materiału genetycznego. To jest przykład takiej choroby Syndrom Krzyku Kota. Takie dzieci wyróżniają się wysokimi krzykami, często są niskiego wzrostu, mają słabo rozwinięte mięśnie i małą głowę.
Zespół Wolfa-Hirschhorna jest również spowodowany delecją. Cechą charakterystyczną tej choroby są liczne ataki epilepsji u pacjenta.
TRANSLOKACJA: Kolejną strukturalną aberracją chromosomową jest translokacja. Tutaj segment chromosomu jest przesunięty do innego, niehomologicznego chromosomu. Następnie rozróżnia się translokację wzajemną i niewzajemną.
ODWRÓCENIE: Odwrócenie opisuje strukturalną aberrację chromosomową, w której segment chromosomu jest odwrócony.

Ogólnie rozróżnia się zrównoważoną i niezrównoważoną zmianę chromosomu w strukturalnych aberracjach chromosomowych. Zrównoważony nie ma wartości chorobowej dla noszącego, podczas gdy niezrównoważony prowadzi do fizycznych objawów.

Może Cię również zainteresować: Zestaw chromosomów

Przyczyny nieprawidłowości chromosomalnych

Istnieją różne przyczyny numerycznych i strukturalnych aberracji chromosomowych. Numeryczna aberracja chromosomowa ma różną liczbę chromosomów, przez co same chromosomy wyglądają normalnie.

W a Aneuploidia jeśli pojedyncze chromosomy są zduplikowane lub ich brakuje, jak na przykład w trisomii 21. Najczęstszą przyczyną tego jest brak dysjunkcji (Brak separacji) chromosomów podczas mejozy. Mejoza ma za zadanie wytwarzać komórki rozrodcze. Zawierają one pojedynczy chromosom chromatyd jako materiał genetyczny, który jest dostępny do zapłodnienia.

Jeśli homologiczne chromosomy nie są rozdzielone (Mejoza I.) lub do nierozdzielenia chromatyd siostrzanych (Mejoza II), w komórce zarodkowej znajdują się dwie chromatydy. Jeśli ta komórka jajowa jest zapłodniona, komórka ma łącznie trzy chromatydy i jedna mówi o jednej Trisomia.

W przypadku strukturalnych aberracji chromosomowych przyczyna nie leży w podziałach mejozy. W tym typie aberracji chromosomów zestaw chromosomów składa się z pożądanych 23 homologicznych par chromosomów, chociaż poszczególne chromosomy mają inną strukturę.

Odchylenie to może na przykład oznaczać mutacje genów już opisane powyżej:

Usunięcie (brakuje fragmentu chromosomu)
Duplikacja (fragment chromosomu jest zduplikowany)
Translokacja (część jednego chromosomu została włączona do innego chromosomu)

Przyczyną tych odchyleń jest zwykle błędne przejście podczas mejozy. Drugą przyczyną jest wadliwa naprawa pęknięć dwuniciowych w genomie.

To również może Cię zainteresować: Podział jądra komórkowego

Co to jest test aberracji chromosomowej?

Istnieją różne testy, które można wykorzystać do wykrycia aberracji chromosomalnych u nienarodzonego dziecka. Istnieją jednak tak zwane testy aberracji chromosomowych in vitro i in vivo, które są wykorzystywane w toksykologii.

Test aberracji chromosomowych in vitro

Test aberracji chromosomowych in vitro polega na poddaniu hodowli komórkowej działaniu substancji, co do której istnieje podejrzenie, że powoduje aberracje chromosomowe. Hodowla komórkowa składa się z komórek pochodzących od ssaków. Na przykład możliwe są komórki myszy lub limfocyty z krwi ludzkiej.

Komórki te są najpierw hodowane, aby rosły w optymalnych warunkach. Następnie są traktowane substancją, która ma być badana. Na przykład może to być rozpuszczona substancja, którą dodaje się do hodowli komórkowej.

Po pewnym czasie ekspozycji komórki są następnie badane pod mikroskopem. W szczególności patrzy się na chromosomy w metafazie i sprawdza je pod kątem zmian.

Przydatne jest również utworzenie kultury kontrolnej, która nie została poddana działaniu substancji testowej. Dzięki tej kontroli zestawy chromosomów można lepiej porównywać ze sobą.

Test aberracji chromosomowych in vivo

Test aberracji chromosomowych in vivo jest podobny do testu in vitro, z tą różnicą, że substancja testowa jest wprowadzana bezpośrednio do szpiku kostnego żywego ssaka. Stworzyło to realistyczne warunki, ponieważ substancja jest w organizmie.

Tutaj również zestaw chromosomów jest sprawdzany pod kątem odchyleń. Te dwie metody można stosować do testowania substancji pod kątem ich działania mutagennego.

Jakie są testy?

Istnieje kilka testów, których można użyć do zbadania aberracji chromosomowych. Z jednej strony istnieją opcje badania, które można wykorzystać do sprawdzenia, czy substancja (np. nikotyna) Uruchamia aberracje chromosomowe, a tym samym zwiększa ryzyko zachorowania na raka. Te testy nazywane są In vitro- i Testy aberracji chromosomowych in vivo i są przeprowadzane przez toksykologów.
Istnieją jednak testy, które można wykonać u kobiet w ciąży, aby sprawdzić, czy nienarodzone dziecko ma aberrację chromosomową. Istnieje kilka opcji.

Pierwszą opcją jest analiza chromosomów, która do dziś jest złotym standardem. Jako materiał testowy można na przykład zastosować płyn owodniowy lub krew pępowinową. Pod mikroskopem można rozpoznać zarówno numeryczne, jak i strukturalne aberracje chromosomowe.

Drugą opcją byłoby proste badanie ultrasonograficzne, które często pozwala wykryć zmianę chromosomu. Jedną z oznak zaburzeń chromosomowych jest brak kości nosowej.

Kolejny test, który zajmuje mniej czasu niż analiza chromosomów (Czas trwania: ok. Kilka dni) to test FISH (Czas trwania: maksymalnie 2 dni). Za pomocą testu FISH (Test fluorescencyjnej hybrydyzacji in situ) chromosomy 13, 18, 21 oraz chromosomy X i Y w materiale płodowym (np. płyn owodniowy) są pokazane w kolorze. Liczbową aberrację chromosomową można zatem określić, po prostu ją zliczając.

Możesz być również zainteresowany tym tematem: Funkcje jądra komórkowego

KLINIKA: Jakie choroby są spowodowane aberracjami chromosomowymi?

Aberracje chromosomowe są odpowiedzialne za dużą liczbę samoistnych poronień przed urodzeniem oraz za wiele chorób. Spośród nich w szczególności pięć jest szeroko rozpowszechnionych.

Zespół Downa

Najbardziej znaną z nich jest trisomia 21, lepiej znana jako zespół Downa.
Te dzieci odznaczają się niskim wzrostem, czteropalczastymi bruzdami na dłoniach i często obniżoną inteligencją. Wiąże się również ze zwiększoną częstością występowania wad serca i wad rozwojowych przewodu pokarmowego.
Jednak przy dobrym leczeniu i wsparciu dzieci mogą mieć prawie normalną długość życia.

Zespół Patau a zespół Edwardsa

Choroby związane z trisomią obejmują również zespół Pataua (trisomia 13) i zespół Edwardsa (trisomia 18), przy czym oczekiwana długość życia w przypadku obu chorób wynosi mniej niż rok.

Szczególnie zespół Pataua powoduje dużą liczbę poronień, dlatego wiele dzieci umiera przed urodzeniem. Opisano jednak również przypadki, w których zakres wad rozwojowych jest mniejszy i osiągają wiek 10 lat.

Przeczytaj więcej na ten temat: Trisomia 13 u nienarodzonego dziecka

Zespół Klinefeltera

Podobnie jak trisomie, zespół Klinefeltera jest numeryczną aberracją chromosomową. W tej chorobie pacjenci płci męskiej mają dodatkowy chromosom X i są zauważalni ze względu na wysoki wzrost i niedoczynność jąder z towarzyszącymi zmianami hormonalnymi.

Zespół Ullricha-Turnera

W przeciwieństwie do zespołu Ullricha-Turnera brakuje chromosomu X, więc ci pacjenci mają łącznie tylko 45 chromosomów. Dotyczy to tylko kobiet.
Pacjentki mają zniekształcone narządy płciowe i pozostają bezpłodne przez całe życie. Ponadto często wyróżniają się poszerzeniem szyi na skutek tzw. Skórki skrzydeł.