ISOKROMOSOM: DEFINITION, OPRINDELSE, TILKNYTTEDE PATOLOGIER - BIOLOGI - 2025

Et isokromosom er et unormalt metacentrisk kromosom, der er forårsaget af tabet af en af ​​armene i det forældre kromosom og den deraf følgende duplikering af den arm, der er bevaret.

Der er to mekanismer, der er blevet foreslået til at forklare genereringen af ​​denne type genetisk abnormalitet. Jo mere accepteret af de to foreslår, at isokromosomer stammer under processen med celledeling, som et produkt af en tværgående deling af centromererne snarere end i længderetningen.

Dannelse af et isokromosom. Af Miguelferig fra Wikimedia Commons.

Eftersom resultatet består af en ændring af den genetiske information indeholdt i forældrekromosomet, kan adskillige genetiske lidelser komme fra. Turnersyndrom, der opstår på grund af duplikationen af ​​X-kromosomets lange arm og tabet af den korte arm, har været den mest studerede af disse lidelser.

Derudover er mange typer kræft også forbundet med disse typer af abnormiteter. Derfor er undersøgelsen af ​​isochromosomes blevet et attraktivt og vigtigt forskningsfelt.

Isochromosome: en strukturel kromosomal abnormalitet

Et isochromosom er en strukturel kromosomal abnormalitet, der resulterer i et afvigende metacentrisk kromosom. Dette er forårsaget af tabet af en af ​​armene på en chromatid og den efterfølgende duplikering af den ikke-befæstede arm.

Med andre ord, på dette kromosom er begge armer af en kromatid morfologisk og genetisk identiske. Denne duplikering resulterer i delvis monosomi eller delvis trisomi.

Monosomy er et udtryk, der bruges til at henvise til det faktum, at den genetiske information indeholdt i et locus findes i en enkelt kopi. En situation, der er unormal i diploide celler, hvor der altid er to kopier til stede. Det siges nu, at det er delvist, når den mistede information findes på parets andet kromosom.

På den anden side er trisomien forårsaget af denne type strukturelle forstyrrelser delvis, fordi den genetiske information indeholdt i en arm findes i tre eksemplarer.

To af disse kopier er imidlertid de samme, et produkt af duplikationshændelsen for en af ​​armene i en af ​​parets kromosomer.

Oprindelse

De mekanismer, hvormed isokromosomer genereres, skal stadig belyst fuldt ud. To til dags dato forklarede to forklaringer.

Den første af dem, den mest accepterede, siger, at centromeren under celledeling dannes ved tværgående og ikke langsgående opdeling, da den normalt forekommer under normale forhold. Dette fører til tab af en af ​​armene i det forældre kromosom og den efterfølgende duplikering af armen, der forbliver intakt.

Den anden af ​​mekanismerne involverer løsrivelsen af ​​en af ​​armene og dens deraf følgende fusion af datterchromatiderne lige over centromeren, hvilket giver anledning til et kromosom med to centromerer (dcentrisk kromosom). Til gengæld oplever en af ​​disse to centromerer et totalt tab af funktionalitet, hvilket gør det muligt for kromosomal adskillelse under celledeling at forekomme normalt.

Tilhørende patologier

Dannelsen af ​​isokromosomer resulterer i en ubalance i mængden af ​​genetisk information, som de forældrechromosomer opbevarer. Disse ubalancer fører ofte til udseendet af genetiske lidelser, der oversættes til specifikke patologier.

Blandt de mange syndromer, der er forbundet med denne type strukturel abnormitet, finder vi Turner syndrom. Denne tilstand er den bedst kendte, faktisk er den relateret til den første rapport om et isokromosom hos mennesker. Det sidstnævnte stammer fra dannelsen af ​​et X-isokromosom, hvor den korte arm på det originale kromosom er gået tabt, og den lange arm er duplikeret.

Adskillige undersøgelser har vist, at tilstedeværelsen af ​​isochromosomes er udløseren til udvikling af adskillige kræftformer, blandt hvilke den kroniske myeloide leukæmi, der er forbundet med isochromosome i (17q), skiller sig ud. Disse fund gør isokromosomer til et meget relevant fokus for forskere.

Hvad er et kromosom?

I alle levende celler pakkes DNA i stærkt organiserede strukturer kaldet kromosomer.

Denne emballage i eukaryote celler finder sted takket være interaktionen af ​​DNA med proteiner kaldet histoner, som i en gruppe på otte enheder (oktamer) danner et nukleosom.

Nukleosomet (basisk enhed til organisering af kromatin) består af en histonoktamer sammensat af histondimerer H2A, H2B, H3 og H4. Okthamerstrukturen ligner en trådrulle, gennem hvilken det store DNA-molekyle gennemvikles.

Afvikling af DNA-molekylet gennem et stort antal nukleosomer, der er bundet sammen af ​​spacerregioner forbundet med en anden type histon (H1) kaldet linkere, giver endelig anledning til kromosomer. Det sidstnævnte kan ses under mikroskopet som veldefinerede organer under celledelingsprocesserne (mitose og meiose).

Hver diploide art har et veldefineret antal kromosompar. Hvert par er karakteristisk i størrelse og form for let identifikation.

Kromosomers struktur

Kromosomer har en temmelig enkel struktur, der består af to parallelle arme (kromatider), der er samlet gennem centromeren, en tætpakket DNA-struktur.

Centromersektioner hver kromatid i to arme, en med kort længde kaldet "P arm" og en med større længde kaldet "Q arm". I hver af armene på hvert kromatid er generne anbragt på identiske steder.

Dannelse af et isokromosom. Af Miguelferig fra Wikimedia Commons

Centromerens placering langs hver kromatid giver anledning til forskellige strukturelle kromosomtyper:

- Akrocentrisk: dem, hvor centromeren indtager en position meget tæt på den ene af ekstremerne, med oprindelse i en meget lang arm i forhold til den anden.

- Metacentrisk: i denne type kromosomer indtager centromeren en midtplacering, hvilket giver anledning til arme med samme længde.

- Submetacentrisk: disse er, centromeren er kun lidt forskudt fra midten, hvilket giver arme, der afviger meget lidt i længden.

Kromosomafvigelser

Hvert af kromosomerne, der udgør et karyotype af et individ, har millioner af gener, der koder for et uendeligt antal proteiner, der udfører forskellige funktioner samt regulatoriske sekvenser.

Enhver hændelse, der introducerer variationer i kromosomers struktur, antal eller størrelse, kan føre til ændringer i mængde, kvalitet og placering af den genetiske information, der er indeholdt i dem. Disse ændringer kan føre til katastrofale forhold, både i udvikling og i individers funktion.

Disse abnormiteter genereres generelt under gametogenese eller under de tidlige stadier af embryonisk udvikling, og selv om de har en tendens til at være ekstremt forskellige, er de blevet forenklet i to kategorier: strukturelle kromosomale abnormaliteter og numeriske kromosomale abnormiteter.

Førstnævnte involverer variationer i standardantallet af kromosomer, det vil sige, de henviser til tab eller forøgelse af kromosomer, mens sidstnævnte henviser til tab, duplikering eller inversion af en del af kromosomet

Referencer

1. Alberts B, Johnson AD, Lewis J, Morgan D, Raff M, Roberts K, Walter P. (2014) Molecular Biology of the Cell (6. udgave). WW Norton & Company, New York, NY, USA.
2. Annunziato A. DNA-emballage: Nukleosomer og kromatin. Naturuddannelse. 2008; 01:26.
3. Caspersson T, Lindsten J, Zech L. Karakteren af ​​strukturelle X-kromosomafvigelser i Turners syndrom som afsløret ved quinacrine sennepsfluorescensanalyse. Hereditas. 1970; 66: 287-292.
4. de la Chapelle A. Hvordan opstår menneskelig isokromosom? Cancer Genet Cytogenet. 1982; 5: 173-179.
5. Fraccaro M, Ikkos D, Lindsten J, Luft R, Kaijser K. En ny type kromosomal abnormalitet i gonadal dysgenese. Lancet. 1960; 2: 1144.
6. Første internationale workshop om kromosomer i leukæmi. Kromosomer i phi-positiv kronisk granulocytisk leukæmi. Br J Haematol. 1978; 39: 305-309.
7. Mitelman F, Levan G. Clustering af afvigelser for specifikke kromosomer i humane neoplasmer. Hereditas. 1978; 89: 207-232.
8. Simpson JL. Forstyrrelser i seksuel differentiering. 1970. Academic Press, New York, San Francisco, London.
9. Vinuesa M, Slavutsky I, Larripa I. Tilstedeværelse af isokromosomer i hæmatologiske sygdomme. Cancer Genet Cytogenet. 1987; 25: 47-54.