Aneuploidy: สาเหตุประเภทและตัวอย่าง

Aneuploidy เป็นเงื่อนไขของเซลล์ที่มีโครโมโซมหนึ่งหรือมากกว่านั้นในส่วนที่เกินหรือขาดหายไปซึ่งแตกต่างจากจำนวนเดี่ยวจำนวนซ้ำจำนวนซ้ำหรือจำนวนโพลิพลอยด์ของเซลล์ที่ประกอบขึ้นเป็นสิ่งมีชีวิตบางชนิด

ในเซลล์ aneuploid จำนวนของโครโมโซมไม่ได้อยู่ในชุดที่สมบูรณ์แบบของชุดเดี่ยวเนื่องจากพวกเขาสูญเสียหรือได้รับโครโมโซม โดยทั่วไปการเพิ่มหรือสูญเสียของโครโมโซมสอดคล้องกับโครโมโซมเดี่ยวหรือจำนวนโครโมโซมที่เป็นเลขคี่แม้ว่าบางครั้งอาจมีโครโมโซมสองอันที่เกี่ยวข้อง

Aneuploidies เป็นของการเปลี่ยนแปลงโครโมโซมเชิงตัวเลขและเป็นวิธีที่ง่ายที่สุดในการระบุเซลล์วิทยา ความไม่สมดุลของโครโมโซมนี้ได้รับการสนับสนุนจากสัตว์เพียงเล็กน้อยซึ่งเป็นสัตว์ที่พบได้บ่อยและไม่เป็นอันตรายต่อพืช ความพิการ แต่กำเนิดจำนวนมากในมนุษย์เกิดจาก aneuploidy

สาเหตุ

การสูญเสียหรือการได้รับหนึ่งหรือมากกว่าหนึ่งของโครโมโซมในเซลล์ของแต่ละคนมักจะเกิดจากการสูญเสียการโยกย้ายหรือกระบวนการของการไม่แยกระหว่างไมโอซิสหรือไมโทซิส เป็นผลให้ปริมาณยีนของแต่ละบุคคลมีการเปลี่ยนแปลงซึ่งจะทำให้เกิดข้อบกพร่องฟีโนไทป์ที่ร้ายแรง

การเปลี่ยนแปลงในจำนวนของโครโมโซมสามารถเกิดขึ้นได้ในช่วงที่หนึ่งหรือสองของไมโอซิสหรือทั้งสองในเวลาเดียวกัน พวกเขายังสามารถเกิดขึ้นในระหว่างการแบ่งทิคส์

ความผิดพลาดเหล่านี้ในการแบ่งจะดำเนินการในไมโอซิส I หรือไมโอซิสที่สองในระหว่างการสร้างอสุจิและ oogenesis ที่เกิดขึ้นใน mitosis ในส่วนต้นของตัวอ่อน

ใน aneuploidies, การไม่แยกเกิดขึ้นเมื่อหนึ่งในโครโมโซมที่มีคู่คล้ายคลึงกันของพวกเขาผ่านไปยังขั้วเซลล์เดียวกันหรือถูกเพิ่มเข้าไปใน gamete เดียวกัน สิ่งนี้อาจเกิดขึ้นได้เนื่องจากการแบ่ง centromere ก่อนกำหนดในระหว่างการแบ่ง meiotic ครั้งแรกใน miosal meiosis

เมื่อการแข่งขันที่มีโครโมโซมเพิ่มเติมผูกกับการแข่งขันปกติจะมีการผลิตทริโอเมียน (2n + 1) ในทางกลับกันเมื่อมีการเชื่อมโยงกับการหายไปของโครโมโซมและปกติหนึ่ง monosomies (2n-1)

ชนิด

Aneuploidies เกิดขึ้นบ่อยในคนที่ซ้ำ การดัดแปลงเหล่านี้ในจำนวนของโครโมโซมมีความเกี่ยวข้องทางคลินิกที่ดีในสายพันธุ์มนุษย์ พวกเขารวมถึงประเภทที่แตกต่างกันเช่น nulisomies, monosomies, trisomies และ tetrasomies

nullisomy

ในเซลล์ที่มี nulisomy สมาชิกของโครโมโซมคู่ที่เหมือนกันทั้งหมดจะหายไปถูกแทนด้วย 2n-2 (n คือจำนวนโครโมโซมเดี่ยวที่มีโคโลนี) ในมนุษย์เช่น 23 คู่ของโครโมโซมคล้ายคลึงกัน (n = 23) เช่น 46 โครโมโซมการสูญเสียของคู่คล้ายคลึงกันจะส่งผลให้ 44 โครโมโซม (22 คู่)

แต่ละคนก็อธิบายว่า nulisomic หนึ่งขาดคู่คล้ายคลึงกันในโครโมโซมโซมาติกประกอบโซมาติก

monosomy

Monosomy เป็นการลบเดียวของโครโมโซม (2n-1) ในคู่ที่คล้ายคลึงกัน ในมนุษย์ที่มี monosomy เซลล์จะมีเพียง 45 โครโมโซม (2n = 45) ภายในการทำ monosomy เราจะพบ monoisosomy และ monotelosomy

ในเซลล์ monoisosomal โครโมโซมที่ไม่มีคู่คล้ายคลึงกันของมันคือ isochromosome เซลล์ Monotelosomal หรือ monototecentric มีโครโมโซมแบบ telocentric โดยไม่มีคู่ที่คล้ายคลึงกัน

trisomy

ใน trisomies เกิดขึ้นการปรากฏตัวหรือการเพิ่มขึ้นของโครโมโซมในคู่คล้ายคลึงกันบางอย่างที่จะบอกว่ามีสามสำเนาคล้ายคลึงกันของโครโมโซมเดียวกัน มันถูกแสดงเป็น 2n + 1 ในมนุษย์ที่มีเซลล์ trisomic พบ 47 โครโมโซม

เงื่อนไขบางอย่างที่มีการศึกษาสูงเช่นดาวน์ซินโดรมเกิดขึ้นอันเป็นผลมาจาก trisomy ของโครโมโซม 21

รัฐธรรมนูญของโครโมโซมเสริมอนุญาตให้จำแนก trisomy ใน:

• Trisomy หลัก: เมื่อโครโมโซมพิเศษเสร็จสมบูรณ์
• trisomy รอง: โครโมโซมเสริมคือ isochromosome
• Trisomy ระดับอุดมศึกษา: ในกรณีนี้แขนของโครโมโซมที่เหลืออยู่นั้นเป็นของโครโมโซมสองส่วนที่แตกต่างกันของส่วนประกอบปกติ

tetrasomy

Tetrasomy เกิดขึ้นเมื่อมีการเพิ่มโครโมโซมแบบคู่ที่สมบูรณ์ ในผู้ชาย tetrasomy ส่งผลให้บุคคลที่มีโครโมโซม 48 ชนิด มันถูกแสดงเป็น 2n + 2 โครโมโซมเพิ่มเติมคู่หนึ่งเป็นคู่ที่เหมือนกันเสมอนั่นคือจะมีสำเนาของโครโมโซมที่แน่นอนสี่ชุด

ในบุคคลเดียวกันการกลายพันธุ์ของ aneuploid มากกว่าหนึ่งสามารถสร้างผลในคู่ trisomic (2n + 1 + 1) คู่ monosomic, null tetrasomal ฯลฯ บุคคล สิ่งมีชีวิต Sextuple-monosomic ได้รับการทดลองเช่นเดียวกับกรณีของข้าวสาลีสีขาว ( Triticum aestivum )

ตัวอย่าง

เส้นของเซลล์ที่เกิดขึ้นหลังจากกระบวนการไม่แยกตัวของโครโมโซมมักไม่สามารถทำได้ นี่เป็นเพราะเซลล์เหล่านี้จำนวนมากถูกทิ้งไว้โดยไม่มีข้อมูลทางพันธุกรรมซึ่งป้องกันไม่ให้มันทวีคูณและหายไป

ในทางกลับกัน aneuploidy เป็นกลไกสำคัญของการแปรปรวนแบบ intraspecific ในโรงงานของ Stramonium ( Datura stramonium ) เป็นส่วนประกอบของโครโมโซม 12 โครโมโซมดังนั้นจึงมี 12 trisomals ที่แตกต่างกัน trisomic แต่ละอันมีโครโมโซมที่แตกต่างกัน

ในพืชบางชนิดของ Clarkia สกุล trisomy ยังทำหน้าที่เป็นแหล่งสำคัญของความแปรปรวน intraspecific

Aneuploidy ในมนุษย์

ในมนุษย์ประมาณครึ่งหนึ่งของการทำแท้งโดยธรรมชาติของไตรมาสแรกของการตั้งครรภ์นั้นเกิดจากการเปลี่ยนแปลงเชิงตัวเลขหรือเชิงโครงสร้างของโครโมโซม

ยกตัวอย่างเช่น monosomies อัตโนมัติไม่สามารถใช้งานได้ trisomies จำนวนมากเช่นนั้นของโครโมโซม 16 มักถูกยกเลิกและใน monosomy ของ X chromosome หรือ Turner syndrome เซลล์จะทำงานได้ แต่ X0 zygotes จะถูกยกเลิกก่อนกำหนด

Aneuploidy ของโครโมโซมเพศ

กรณีที่พบบ่อยที่สุดของ aneuploidies ในมนุษย์เกี่ยวข้องกับโครโมโซมเพศ การเปลี่ยนแปลงในจำนวนของโครโมโซมจะได้รับการยอมรับในวิธีที่ดีกว่าการดัดแปลงของโครโมโซมของ autosomal

Aneuploidy มีผลต่อจำนวนสำเนาของยีน แต่ไม่ใช่ลำดับนิวคลีโอไทด์ โดยการปรับขนาดของยีนบางตัวความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์ยีนจะเปลี่ยนไป ในกรณีของโครโมโซมเพศมีข้อยกเว้นความสัมพันธ์นี้ระหว่างจำนวนของยีนและโปรตีนที่ผลิต

ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมบางตัว (หนูและคน) การยับยั้งการทำงานของโครโมโซม X เกิดขึ้นซึ่งทำให้ในหญิงและชายมีปริมาณการทำงานที่เหมือนกันของยีนที่เกี่ยวข้องกับโครโมโซมดังกล่าว

ด้วยวิธีนี้โครโมโซม X เพิ่มเติมถูกปิดการใช้งานในสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ทำให้เป็นไปได้ว่า aneuploidy ในโครโมโซมเหล่านี้จะเป็นอันตรายน้อยกว่า

โรคบางชนิดเช่น Turner syndrome และ Klinefelter syndrome เกิดจาก aneuploidies ในโครโมโซมเพศ

ดาวน์ซินโดร Klinefelter

บุคคลที่มีสภาพนี้เป็นผู้ชายฟีโนไทป์กับคุณสมบัติบางอย่างที่ทำให้อ่อนแอ การปรากฏตัวของโครโมโซมเอ็กซ์พิเศษในบุคคลชายเป็นสาเหตุของโรคนี้กล่าวว่าบุคคลที่มี 47 โครโมโซม (XXY)

ในกรณีของความรุนแรงของเงื่อนไขนี้ผู้ชายนำเสนอเสียงที่คมชัดมาก, ขายาว, การพัฒนาเล็กน้อยของผมร่างกายและสะโพกและหน้าอกหญิงทำเครื่องหมายมาก นอกจากนี้พวกมันปลอดเชื้อและอาจมีการพัฒนาจิตใจเล็กน้อย ในกรณีที่รุนแรงน้อยกว่าจะมีฟีโนไทป์ของผู้ชายและการพัฒนาความรู้ความเข้าใจปกติ

กลุ่มอาการ Klinefelter เกิดขึ้นประมาณหนึ่งในทุก ๆ 800 คนของการมีชีวิตอยู่ของผู้ชาย

เทอร์เนอร์ซินโดรม

เทอร์เนอร์ซินโดรมเกิดจากการสูญเสียโครโมโซม X บางส่วนหรือทั้งหมดและเกิดขึ้นในผู้หญิง การเปลี่ยนแปลงโครโมโซมนี้เกิดขึ้นในระหว่างการเกิดเซลล์สืบพันธุ์โดยกระบวนการโพสต์จีโอติกแบบไม่ยุบตัว

การเปลี่ยนแปลงของโครโมโซมต่างกันทำให้เกิดฟีโนไทป์ที่แตกต่างกันในกลุ่มอาการเทอร์เนอร์ เมื่อวัสดุหายไปจากแขนยาวของโครโมโซม X อันใดอันหนึ่ง (ขั้วหรือสิ่งของคั่นระหว่างหน้า) ความล้มเหลวของรังไข่หลักหรือรองและขนาดเล็กเกิดขึ้นในผู้ป่วยที่มีอาการนี้ นอกจากนี้ยังเป็นเรื่องธรรมดาที่มีต่อมน้ำเหลืองและอวัยวะสืบพันธุ์ผิดปกติ

โดยทั่วไปแล้วฟีโนไทป์ของผู้หญิงที่เป็นโรคนี้ถือเป็นเรื่องปกติยกเว้นในสัดส่วนที่สั้น การวินิจฉัยของโรคนี้ขึ้นอยู่กับการศึกษาและการปรากฏตัวของการเปลี่ยนแปลงทางเซลล์

โรคนี้เกิดขึ้นในทารกแรกเกิดประมาณ 3, 000 รายในเพศหญิงซึ่งมีความถี่สูงกว่าการทำแท้งที่เกิดขึ้นเองนั่นคือไม่เกิน 5% ของทารกในครรภ์ที่เกิดขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงนี้

autosomal aneuploidy

คนที่เกิดมาพร้อมกับ aneuploidies ใน autosomal chromosomes นั้นหายาก ในกรณีส่วนใหญ่ที่การกลายพันธุ์ชนิดนี้เกิดขึ้นการทำแท้งโดยธรรมชาติเกิดขึ้นยกเว้น aneuploidies ของ autosomes เล็ก ๆ เช่น trisomy ของโครโมโซม 21

เป็นที่เชื่อกันว่าเนื่องจากไม่มีกลไกการชดเชยสำหรับปริมาณทางพันธุกรรมในโครโมโซม autosomal การเปลี่ยนแปลงในองค์ประกอบของพวกเขาจะยอมรับได้น้อยมากโดยสิ่งมีชีวิต

กลุ่มอาการดาวน์

โครโมโซมขนาดเล็ก 21 ช่วยให้สามารถมีสำเนาของยีนเพิ่มเติมซึ่งเป็นอันตรายน้อยกว่าในโครโมโซมขนาดใหญ่ โครโมโซมเหล่านี้มียีนน้อยกว่า autosome อื่น ๆ

ดาวน์ซินโดรมเป็น autosomal aneuploidy ที่พบมากที่สุดในมนุษย์ ในสหรัฐอเมริกาประมาณหนึ่งในทุก ๆ 700 เกิดมีเงื่อนไขนี้

มีการประมาณการว่า 95% ของผู้ป่วยเกิดจากการไม่แยกกันทำให้เกิด trisomy ฟรี 21 ส่วนที่เหลืออีก 5% ผลิตโดยการโยกย้ายมักจะอยู่ระหว่างโครโมโซม 21 และ 14 ความชุกของสภาพนี้ขึ้นอยู่กับอายุของมารดาที่ความคิด

มันได้รับการพิจารณาแล้วว่าระหว่าง 85 และ 90% ของกรณีการปรากฏตัวของ trisomy 21 ฟรีที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลง meiotic มารดา บุคคลที่นำเสนอสภาพนี้มีลักษณะโดยการ hypotonic, hyperextensible และ hyporeflective

นอกจากนี้พวกเขามีกะโหลกศีรษะขนาดเล็กพอสมควรมีหัวท้ายทอยแบนและเหงือกจมูกและหูขนาดเล็กและปากที่มีมุมลงต่ำขนาดเล็กและมีการยื่นออกมาบ่อยของลิ้น