MONOSOMIER: EGENSKABER OG EKSEMPLER - BIOLOGI - 2025

Den monosomi refererer til den kromosomale konstitution af fysiske personer i et kromosom i stedet for den normale par i diploide organismer. Det vil sige, hvis der er 23 par kromosomer, er der monosomi for en af ​​dem, hvis kun et af kromosomerne er til stede. Et individ med en monosomi i dette tilfælde vil præsentere 45 kromosomer i stedet for 46.

Monosomier kan være samlede eller delvis. I det første tilfælde mangler hele kromosomet. I det andet bestemmer en sletning af kun en del af kromosomet den delvise mangel på information om det berørte kromosom.

Karyotype af en kvinde med kun et X-kromosom i stedet for to. Ingen maskine-læselig forfatter leveret. Cat ~ commonswiki antog (baseret på ophavsretskrav)., via Wikimedia Commons

Da en monosomi kun påvirker et par kromosomer af en diploid art, betragtes den for eksempel som aneuploidi. De ægte ploidieændringer eller euploider påvirker tværtimod det komplette antal kromosomer, der definerer en art.

Karakteristika ved monosomier

Monosomier kan påvirke somatiske kromosomer eller kønskromosomer. Den eneste monosomi af kønskromosomer hos mennesker er X-kromosomet.

Disse personer er XO-kvinder og har det, der kaldes Turner-syndrom. Der er ingen YO-monosomik, fordi ethvert menneske kræver et X-kromosom for at eksistere.

Kvinder er XX og mænd XY. I tilfælde af aneuplodia kan kvinder også være XXX (trisomi af X) eller XO (monosomi af X). Aneuploide mænd kan være XXY (Kleinefelter syndrom) eller XYY. Disse to sidste er også trisomier.

Samlede autosomale monosomier er ofte dødelige, da de fører til alvorlige udviklingsfejl. Desuden kan enhver (og alle) mutationer manifestere sig, da individet vil være hæmizygot for alle generne i det ensomme kromosom.

Aneuploide organismer opstår generelt ved fusion af gameter, hvoraf den ene har en numerisk kromosomafvigelse. Aneuploidier kan også opstå fra somatisk væv og ser ud til at spille en vigtig rolle i udseendet og udviklingen af ​​visse typer kræft.

Delvis monosomi af kromosom 5 hos mennesker: det grædende kattesyndrom

En delvis (eller total) sletning i den korte arm af kromosom 5 er årsagen til det såkaldte cri-du-chat-syndrom. Det er også kendt som Lejeune-syndrom til ære for sin opdager, den franske forsker Jèrôme Lejeune. På fransk betyder cri-du-chat "grædende kat".

80% af gameterne, hvor sletningen, der kendetegner dette syndrom, forekommer er af faderlig oprindelse. De fleste deletioner er spontane og forekommer de novo under gametogenese. I mindretals tilfælde opstår det afvigende gamet fra andre typer begivenheder, såsom translokationer eller ulige kromosomale segregeringer.

Karakteristika for sygdommen

På grund af problemer i strubehovedet og nervesystemet, der er afledt af tilstanden, græder berørte børn svarende til små katte. Denne type gråd forsvinder, når barnet bliver lidt ældre.

På fysisk plan kan de have et hoved, små kæber og slynge meget. Det mest relevante fysiske tegn på dette syndrom er imidlertid ikke synligt for det blotte øje. Det handler om cerebellar hypoplasia, en medfødt lidelse i hjernens morfogenese.

I resten af ​​deres liv får de berørte mennesker problemer med at fodre (sutte og sluge vanskeligheder), gå i vægt og vokse. De vil også have alvorlig motorisk, intellektuel og talehæmning.

På adfærdsniveau præsenterer mennesker med dette syndrom normalt nogle lidelser, der inkluderer hyperaktivitet, aggressivitet og "udbrud". De har også en tendens til at have gentagne bevægelser. I meget sjældne tilfælde kan individet udvise normalt udseende og adfærd bortset fra indlæringsvanskeligheder.

Behandling af sygdommen

Berørte personer kræver konstant lægehjælp, især til behandlinger, der er relateret til motor- og talevansker. Hvis der opstår hjerteproblemer, vil operation sandsynligvis være påkrævet.

Nogle gener, der bidrager til manifestationen af ​​sygdommen

Generene i det manglende fragment, inklusive hele den korte arm af kromosom 5, er i den hæmizygote tilstand. Det vil sige i kun en kopi fra det andet komplette kromosom af parret.

Den genetiske sammensætning af dette kromosom vil derfor bestemme nogle af årsagerne til sygdommen. Nogle kan forklares med den mangelfulde ekspression af et muteret gen. Andre tværtimod på grund af virkningen af ​​gendoseringen afledt af eksistensen af ​​en enkelt kopi af genet i stedet for to.

Nogle af generne, der bidrager til udviklingen af ​​sygdommen gennem genetisk dosering, inkluderer TERT (til accelereret telomere shortenig). Mennesker, der er berørt af syndromet, har mangler ved vedligeholdelse af telomer. Telomerforkortelse er knyttet til udseendet af forskellige sygdomme og tidlig aldring.

På den anden side afbryder SEMA5A-genet i en hemizygot tilstand normal hjerneudvikling hos individer med deletioner på kromosom 5. På sin side ser det ud til, at den hemizygote tilstand af MARCH6-genet forklarer det karakteristiske kattegræde hos dem, der er berørt med trisomi.

Total monosomi af X-kromosomet: Turner-syndrom (45, X)

Autosomale monosomier er som regel altid dødelige. Interessant nok er X-kromosommonosomien imidlertid ikke, da mange XO-embryoner formår at overleve.

Årsagen ser ud til at ligge i X-kromosomets rolle i seksuel bestemmelse hos pattedyr. Da hunnerne af arten er XX og hannerne XY, er det et uundværligt kromosom. Y-kromosomet er kun essentielt for seksuel bestemmelse af mænd, ikke for deres overlevelse.

X-kromosomet bærer næsten 10% af den genetiske information hos mennesker. Naturligvis er deres tilstedeværelse ikke et alternativ; det er obligatorisk. Derudover er det altid delvist til stede. Det vil sige, at hos mænd er der kun en kopi af X.

Men også hos kvinder, funktionelt set. I henhold til Lyon-hypotesen (allerede bekræftet) hos kvinder udtrykkes kun en af ​​X-kromosomerne. Den anden inaktiveres af genetiske og epigenetiske mekanismer.

I denne forstand er alle pattedyr, mandlige og kvindelige, hæmizygote for X. XO-kvinder, men i en anden tilstand ikke uden problemer.

Syndromoversigt

Der er ingen påvist årsag til syndromet hos 45 kvinder af X-karyotype. Turner syndrom påvirker 1 ud af 2.500 levende kvinder.

Derfor er det en sjælden aneuploidi sammenlignet med for eksempel XXY eller XXX trisomier. Generelt er XO-graviditeter ikke levedygtige. Anslået 99% af XO-graviditeter ender med abort.

Tilknyttede fysiske og somatiske egenskaber

Det kendetegnende fysiske træk ved Turners syndrom er kort statur. XO-hunner er små ved fødslen, oplever ikke den eksplosive vækst, der er forbundet med puberteten, og da voksne når et maksimum på 144 cm i højden.

Andre somatiske træk, der er forbundet med syndromet, inkluderer medfødt hjertesygdom såvel som nyre abnormaliteter. Kvinder, der er ramt af Turner-syndrom, har en øget risiko for otitis media, hypertension, diabetes mellitus, skjoldbruskkirtelsygdomme og fedme.

Mental udvikling og færdigheder

IO for kvinder fra XO svarer til deres XX-kammerater. Det er dog muligt, at der kan observeres underskud i rumlig orientering, i håndskrift og ved at løse matematiske problemer. De præsenterer ikke problemer, f.eks. Ved aritmetiske beregninger, men de tæller også.

Tale er normal, men problemer kan opstå, når otitis media ikke behandles. Mange af disse mangler antages at være et resultat af nedsat østrogenproduktion. Motoriske evner kan også vise en vis forsinkelse.

Behandling af symptomer på syndromet

Med hensyn til kort status kan kvinder med Turners syndrom modtage injektioner med rekombinant væksthormon i løbet af barndommen. De kan forvente at nå mindst 150 cm i højden.

Hormonerstatningsterapi bør påbegyndes i alderen 12 til 15 år for at sikre en korrekt overgang til ungdom og voksen alder. Denne terapi skal i de fleste tilfælde forlænges for at forhindre for tidlig koronar hjertesygdom og osteoporose.

Med resten af ​​betingelserne er medicinsk rådgivning og opfølgning essentiel under udviklingen og voksen tilstand af XO kvinder. Rådgivning er også vigtig, da fysiske mangler kan påvirke din følelsesmæssige udvikling.

Monosomier i andre organismer

Monosomier blev først opdaget og rapporteret af Barbara McClintock i 1929 fra hendes arbejde med majs. Som i majs har monosomier i andre diploide planter en større effekt end i polyploide planter.

Bárbara MClintock i 1947. Smithsonian Institution / Science Service; Gendannet af Adam Cuerden via Wikimedia Commons.

Tabet af et kromosom af parret i en diploid plante giver anledning til genetiske ubalancer, som følgelig ændrer enzymniveauer. Således kan alle de metaboliske veje, hvor de deltager, blive påvirket.

Som en konsekvens ændres de normale fænotyper af individet. På den anden side er monosomika let at studere, da deres hemizygote tilstand gør genetisk analyse af mutanter lettere.

Disse planter er meget nyttige i grundlæggende videnskab, for eksempel til at studere meiose og kromosomsegregationsbegivenheder. Det er f.eks. Observeret, at ikke alle kromosomer i forskellige monosomer opfører sig på samme måde.

Alt dette vil afhænge af eksistensen af ​​homologe regioner i kromosomer, som ikke nødvendigvis er dem i det rette par. I anvendt videnskab er en specifik monosomal plante lettere at manipulere end en disomic. Derefter kan du gå videre til konventionelle kryds for at generere nye sorter (uden monosomien).

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. Álvarez-Nava, F., Lanes, R. (2018) Epigenetics in Turner syndrom. Clinical Epigenetics, 10. doi: 10.1186 / s13148-018-0477-0
3. Demaliaj, E., Cerekja, A., Piazze, J. (2012) Kapitel 7: Aneuploidier af sexkromosomer. I: Storchova, Z. (red.), Aneuploidi i sundhed og sygdom. InTech, Rijeka, Kroatien. ISBN: 978-953-51-0608-1.
4. Nguyen, JM, Qualmann, KJ, Okashah, R., Reilly, A., Alexeyev, MF, Campbell, DJ (2015) 5p sletninger: aktuelle viden og fremtidige retninger. American Journal of Medical Genetics Del C: Seminarer i Medical Genetics, 169: 224-238.
5. Goodenough, UW (1984) Genetik. WB Saunders Co. Ltd, Philadelphia, PA, USA.
6. Griffiths, AJF, Wessler, R., Carroll, SB, Doebley, J. (2015). En introduktion til genetisk analyse (11. udgave). New York: WH Freeman, New York, NY, USA.
7. Yadav, MC, 1,2 ∗, Sachan, JKS, Sarkar, KR (2009) Monosomisk analyse afslører duplikerede kromosomale segmenter i majs genom. Journal of Genetics, 88: 331-335.