ANEUPLOIDY: ÅRSAGER, TYPER OG EKSEMPLER - BIOLOGI - 2025

Den aneuploidi er den tilstand, hvor cellerne har en eller flere kromosomer i overskud eller mangler, der adskiller sig fra antallet haploide, diploide eller polyploide celler selv, der udgør en organisme af givne arter.

I en aneuploid celle hører antallet af kromosomer ikke til en perfekt multipel af det haploide sæt, da de har mistet eller fået kromosomer. Generelt svarer tilsætningen eller tabet af kromosomer til et enkelt kromosom eller et ulige antal af dem, skønt der undertiden kan være to kromosomer involveret.

Kilde: pixabay.com

Aneuploidier hører til de numeriske kromosomale ændringer og er de nemmeste at identificere cytologisk. Denne kromosomale ubalance understøttes dårligt af dyr, da den er hyppigere og mindre skadelig i plantearter. Mange medfødte misdannelser hos mennesker er forårsaget af aneuploidi.

Årsager

Tabet eller gevinsten af ​​en eller flere kromosomer i et individs celler skyldes generelt tab ved translokation eller processen med nondisjunction under meiose eller mitose. Som et resultat ændres gendosis af individer, hvilket igen forårsager alvorlige fænotypiske defekter.

Ændringer i kromosomnumre kan forekomme under den første eller anden opdeling af meiose eller i begge på samme tid. De kan også opstå under mitotisk opdeling.

Disse opdelingsfejl udføres i meiose I eller meiose II under spermatogenese og oogenese, også forekommende i mitose i de tidlige opdelinger af zygoten.

I aneuploidier forekommer nondisjunktion, når en af ​​kromosomerne med dets homologe par passerer til den samme cellepol eller føjes til den samme gamet. Dette forekommer sandsynligvis på grund af for tidlig opdeling af centromeren under den første meiotiske opdeling i maternel meiose.

Når et gamet med et ekstra kromosom tilslutter sig et normalt gamet, forekommer trisomier (2n + 1). På den anden side produceres monosomier (2n-1), når et gamet med et manglende kromosom og et normalt kromosomforenes.

typer

Aneuploidier forekommer ofte hos diploide individer. Disse ændringer i antallet af kromosomer er af stor klinisk relevans hos den humane art. De inkluderer forskellige typer, såsom nullisomier, monosomier, trisomier og tetrasomier.

Nullisomy

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). Hos mennesker, for eksempel med 23 par homologe kromosomer (n = 23), det vil sige 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

Monosomi er sletningen 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 monosomien finder vi monoisosomien og monothelosomien.

I monoisosomale celler er det kromosom, der er til stede uden dets homologe par, et isokromosom. Monothelosomale eller monotelocentriske celler har et telocentrisk kromosom uden dets homologe par.

trisomi

I trisomier forekommer forekomsten eller tilføjelsen af ​​et kromosom i et eller andet homologt par, det vil sige, der er tre homologe kopier af det samme kromosom. Det er repræsenteret som 2n + 1. Hos mennesker med trisomceller findes 47 kromosomer.

Nogle godt studerede tilstande, såsom Downs syndrom, forekommer som en konsekvens af trisomien i kromosom 21.

Sammensætningen af ​​det ekstra kromosom tillader, at trisomi klassificeres i:

• Primært trisomisk: Når det ekstra kromosom er komplet.
• Sekundær trisomisk: Det ekstra kromosom er et isokromosom.
• Tertiær trisomisk: I dette tilfælde hører armene på det resterende kromosom til to forskellige kromosomer fra det normale komplement.

Tetrasomy

Tetrasomi opstår, når der er tilføjelse af et komplet par homologe kromosomer. Hos mennesker resulterer tetrasomi i individer med 48 kromosomer. Det er repræsenteret som 2n + 2. Parret med yderligere kromosomer er altid et homologt par, dvs. der vil være fire homologe kopier af et givet kromosom.

Hos 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. Sixuplo-monosomiske organismer er blevet opnået eksperimentelt, ligesom tilfældet med hvid hvede (Triticum aestivum).

eksempler

Cellelinjer dannet efter en kromosom-ikke-forbindelsesproces er ofte ikke-synlige. 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) findes en haploid komplement af 12 kromosomer, så 12 forskellige trisomier er mulige. Hver trisomic involverer et andet kromosom, der hver præsenterer en unik fænotype.

I nogle planter af slægten Clarkia fungerer trisomi også som en vigtig kilde til intraspecifik variation.

Aneuploidy hos mennesker

Hos mennesker er omkring halvdelen af ​​de spontane aborter i første trimester af graviditeten forårsaget af en numerisk eller strukturel ændring af kromosomerne.

Autosomale monosomier er for eksempel ikke levedygtige. Mange trisomier, såsom den på kromosom 16, aborteres ofte, og i X-kromosommonosomien eller Turner-syndromet er cellerne levedygtige, men X0-zygoterne afbrydes for tidligt.

Aneuploidi af sexkromosomerne

De mest almindelige tilfælde af aneuploidier hos mænd er relateret til kønskromosomer. Ændringer i kromosomantal tolereres bedre end autosomale kromosomændringer.

Aneuploidy påvirker et gens kopienummer, men ikke dets nukleotidsekvens. Når dosis af nogle gener ændres, ændres koncentrationerne af genprodukter 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, at den samme funktionelle dosis af generne, der er relateret til kromosomet, eksisterer hos hunner og hanner.

På denne måde inaktiveres de yderligere X-kromosomer i disse organismer, hvilket gør det muligt for aneuploidi i disse kromosomer at være mindre ødelæggende.

Nogle sygdomme såsom Turner syndrom og Klinefelter syndrom er forårsaget af aneuploidier i kønskromosomer.

Klinefelter syndrom

Personer med denne tilstand er fænotypisk mandlige med nogle udbredte træk. Tilstedeværelsen af ​​et ekstra X-kromosom hos mandlige individer er årsagen til denne sygdom, hvor disse individer har 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. Desuden er de sterile og kan have en dårlig mental udvikling. I mildere tilfælde er der en mandlig fænotype og normal kognitiv udvikling.

Klinefelter syndrom forekommer hos cirka en ud af 800 levende fødte mænd.

Turner syndrom

Turner syndrom er forårsaget af det delvise eller totale tab af et X-kromosom og forekommer hos kvinder. Denne kromosomale ændring sker under gametogenese ved en postzygotisk nondisjunktionsproces.

Forskellige ændringer i karyotype producerer forskellige fænotyper i Turners syndrom. Når materialet i den lange arm i et af X-kromosomerne (terminal eller interstitiel) går tabt, forekommer primær eller sekundær æggesvigt og små størrelser hos patienter med denne tilstand. Lymfødem og gonadal dysgenese er også almindelige.

Generelt er fænotypen på kvinder med denne sygdom normal, undtagen for kort statur. Diagnosen af ​​dette syndrom afhænger derfor af undersøgelsen og tilstedeværelsen af ​​den cytogenetiske ændring.

Denne sygdom forekommer hos cirka en ud af hver 3000 kvindelige nyfødte med en højere hyppighed af spontane aborter, dvs. ikke mere end 5% af de embryoner, der dannes med denne ændring, formår at udvikle sig fuldt ud, indtil de når en periode.

Autosomal aneuploidy

Personer født med autosomale kromosomanuuploider er sjældne. I de fleste tilfælde, hvor disse typer af mutationer forekommer, forekommer spontane aborter, med undtagelse af aneuploidier af små autosomer såsom trisomi af kromosom 21.

Det antages, at da der ikke er nogen kompensationsmekanismer for genetiske doser i autosomale kromosomer, er ændringer i deres sammensætning langt mindre tolereret af organismer.

Downs syndrom

Den lille størrelse af kromosomer 21 tillader tilstedeværelsen af ​​yderligere kopier af gener, hvilket er mindre ødelæggende 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 cirka en ud af hver 700 fødsler denne tilstand.

Det anslås, at 95% af tilfældene er forårsaget af nondisjunction, hvilket forårsager fri trisomi 21. De resterende 5% produceres ved translokation, ofte mellem kromosomer 21 og 14. Udbredelsen af ​​denne tilstand afhænger i vid udstrækning af moderens alder ved undfangelsen.

Det er blevet konstateret, at mellem 85 og 90% af tilfældene er tilstedeværelsen af ​​fri trisomi 21 forbundet med moralske meiotiske ændringer. Personer med denne tilstand er kendetegnet ved at være hypotoniske, hyperextensible og hyporeflektive.

Derudover har de en moderat lille kraniet, med en flad, grenhårsfugl, en lille næse og ører og en lille, nedadvinklet mund med hyppigt fremspring af tungen.

Referencer

1. Creighton, TE (1999). Encyclopedia of Molecular biology. John Wiley og Sons, Inc.
2. Guzmán, MEH (2005). Medfødte misdannelser. University Publishing House.
3. Jenkins, JB (2009). Genetik Ed. Jeg vendte om.
4. Jiménez, LF, & Merchant, H. (2003). Cellulær og molekylærbiologi. Pearson uddannelse.
5. Lacadena, JR (1996). Cytogenetik. Redaktionel kompletense.
6. Pierce, BA (2009). Genetik: En konceptuel tilgang. Panamerican Medical Ed.