ABERRACJE CHROMOSOMOWE, BIOLOGIA MEDYCZNA


ABERRACJE CHROMOSOMOWE

ABERRACJE CHROMOSOMOWE

Są to mutacje, nieprawidłowości chromosomowe, zmiany w strukturze chromosomów pociągające za sobą zmiany dziedziczne cech organizmów; aberracje chromosomowe dzielą się na 4 grupy: delecje (ubytek), duplikacje (podwojenie), inwersje (odwrócenie o 180 stopni), translokacje (przemieszczenie) odcinków chromosomu; powstają spontanicznie lub pod działaniem czynników zewnętrznych czyli mutagennych. Najlepiej poznanym schorzeniem spowodowanym aberracja chromosomową jest mongolizm czyli zespół Downa.

CZYNNIKI WYWOŁUJĄCE MUTACJE

Mutacje zachodzą spontanicznie we wszystkich żyjących komórkach. Ich częstość jest jednak niska. Częstość mutacji zwiększa się jednak pod wpływem tzw. czynników mutagennych. Powodują one uszkodzenie cząsteczek DNA przy replikacji. Zwiększanie częstości pojawiania się uszkodzeń prowadzi tym samym do zwiększenia się częstości mutacji.

Mutagenny jest:

OGÓLNA BUDOWA CHROMOSOMU

CHROMOSOMY RODZAJE

MUTACJE CHROMOSOMOWE LICZBOWE

Istnieją zmiany dziedziczne dotyczące liczby chromosomów i można je podzielić na 3 rodzaje:

-autopoliploidia

-allopoliploidia = amfiploidia

ANEUPLOIDIA

Są to zmiany dotyczące części garnituru chromosomalnego. Ma miejsce, gdy w normalnym diploidalnym zestawie chromosomów nastąpi utrata lub dodanie jednego chromosomu. Mutacje te możemy zapisać matematycznie:

Przyczyną mutacji aneuploidalnych jest zjawisko określane jako non-disjunctio. Polega ona na tym ze chromosomy homologiczne, które połączyły się ze sobą w zygotenie podziału mejotycznego, nie rozdzielają się w diplotenie. W wyniku czego powstają gamety n+1 lub

n-1, a po dołączeniu drugiej gamety powstają zygoty 2n+1 lub 2n-1. Mutacjami aneuploidalnymi są również te, w których usunięciu lub zwielokrotnieniu ulegają cale pary chromosomów homologicznych. Należą do nich:

EUPLOIDIA

Są to zmiany dotyczące całego garnituru chromosomalnego, który w ich wyniku ulega zwielokrotnieniu lub pomniejszenie. Wśród euploidii można wyróżnić:

Alloploidami są np.:

1. muł - krzyżówka konia z osłem

2 .żubroń - krzyżówka żubra z krową

3. tigrolew - krzyżówka lwa i tygrysa

Garnitur chromosomalny takich zwierząt możemy zapisać jako n1 + n2. Mutanty tego typu powstają przez zapłodnienie komórki jajowej obcym plemnikiem, lecz są one nie płodne, przez to, że ich chromosomy nie są homologiczne i nie może dojść do mejozy i wytworzenia gamet.

Przykłady mutacji liczbowych:

1.Zespół Downa - trisomia 21 pary (mongolizm)

Najczęstsze cechy charakterystyczne:

U noworodków z zespołem Downa występuje również wiotkość mięśni spowodowana słabym ich naprężeniem. Waga i wzrost przeciętna przy urodzeniu, jednak potem następuje spowolnienie rozwoju fizycznego (wady serca, wzroku i zaburzenia słuchu). W starszym wieku osoby z zespołem Downa są podatne na chorobę Alzheimera. Osoby z zespołem Downa mogą dożyć nawet 60 lat. W prawie 100% przypadków choroba powoduje bezpłodność u mężczyzn. Wśród kobiet z zespołem Downa są osoby płodne.

2.Zespół Edwarda - trisomia 18

Zespół Edwarda jest to trisomia chromosomu 18 (47, XX+18/47,XY,+18). Częstość występowania- 1:30 000. Przyczyną jest nondysjunkcja w I lub II podziale mejotycznym. Występuje przyrost masy DNA o około 2,8%. Około 95% płodów z taką wadą ulega poronieniu. Z dzieci które przyjdą na świat, 30% umiera w pierwszym miesiącu życia, natomiast tylko 10% przeżywa 1 rok.

Objawy:

3.Zespół Pataua - trisomia 13

Zespół Pataua jest to trisomia 13 (47XX+13/47,XY,+13) Częstość występowania to od 1:5000 do 1:15000.

Spowodowany jest nierozejściem się chromosomów podczas I lub II podziału mejotycznego u któregoś z rodziców (opóźnione rozchodzenie się chromosomów w anafazie). W efekcie ilość DNA w tej aberracji jest o 3,6% większa niż w prawidłowym kariotypie.

Objawy:

Stwierdzono zależność między wiekiem matki, a częstością występowania dzieci z zespołem Pataua. Około 70% dzieci z zespołem Pataua umiera w ciągu pierwszego półrocza życia, a 5% dożywa 3 lat.

Zmiany liczby chromosomów płciowych są lepiej tolerowane.

1.Zespół Turnera - X0

Zespół Turnera - monosomia chromosomu X u kobiet (występuje pojedynczy chromosom X zamiast dwóch) lub na skutek nondysjunkcji (rozchodzenia się chromosomów podczas mejozy). Efektem jest niski wzrost, słaby zaznaczone cechy żeńskie, niedorozwinięci cech płciowych zewnętrznych i wewnętrznych, a w wyniku tego bezpłodność (około 1% chorych kobiet jest płodnych - mozaicyzm). Inne cechy fenotypowe to: poduszeczkowate obrzęki stóp w okresie noworodkowym, nadmiar skóry na karku, płetwiasta szyja, nisko osadzone zrotowane ku tyłowi uszy, szeroko rozstawione brodawki sutkowe, hipoplazja paznokci, koślawość łokci, rozwój psychiczny zwykle prawidłowy. Anomalia chromosomalna powodująca ten zespół chorobowy występuje raz na 3 000 dziewczynek.

2.Zespół Klinefeltera - XXY

Zespół Klinefeltera - aberracja chromosomalna polegając na obecności w kariotypie człowieka dodatkowych chromosomów płciowych X. Dwóm lub nawet trzem chromosomom X towarzyszy w kariotypie chromosom Y (XXY lub XXXY)

Zwiększona liczba chromosomów X w tej parze (u ludzi zdrowych występuje XY) powoduje charakterystyczne objawy chorobowe. Mężczyźni z zespołem Klinefeltera to osoby wysokiego wzrostu (średni wzrost chorych to 182 cm), słabiej umięśnieni o kobiecej sylwetce, gynoidalna, wynikającej z charakterystycznej budowy klatki piersiowej i miednicy. Chorym rozwijają się piersi i rzadko występuje mutacja głosu. Obserwuje się zmniejszenie rozmiaru jąder, brak spermatogenezy, a w konsekwencji niepłodność. Rozmieszczenie owłosienia może być albo typowo męskie albo kobiece, zwykle jednak skąpe. Niski poziom testosteronu oraz nieznaczne obniżenie poziomu inteligencji, chociaż nie jest to konieczne.

3.Zespół potrójnego chromosomu - X

(zespół supersamicy, 2n+1 = 2A+XXX) - trisomia chromosomu płciowego X. Głównym uznawanym obecnie objawem genotypowym choroby jest występowanie dwóch ciałek Barra w komórkach. Może też wystąpić obniżona inteligencja.

4.Zespół - XYY

(zespół supersamca, 2n+1=2A+XYY)- występowanie u mężczyzn dodatkowego chromosomu Y. Objawami są: wysoki wzrost, silny trądzik, niekiedy deformacje szkieletu i upośledzenie umysłowe. Według niektórych źródeł może występować większa agresywność i skłonność do popełniania przestępstw.

Mutacje struktury chromosomów:

Mutacje struktury chromosomów są to zmiany powstające na skutek pęknięć, a następnie łączenia się odcinków w odmiennym już porządku. Mają one ogromne znaczenia dla ewolucji ponieważ zmieniają położenia genów, a tym samym wpływają na szansę rekombinacji.

Mutacje chromosomowe dzieli się na:

1.|Delecje- to utrata odcinka chromosomu (A-B-D-E)

Delecja to jeden z typów spontanicznej mutacji genowej dotyczącej zmiany składu nukleotydowego DNA.

Polega na utracie jednej lub kilku par nukleotydów z DNA genowego. Delecja trójki nukleotydów powoduje brak jednego aminokwasu w łańcuchu (delecja kodonu kodującego dany aminokwas lub połączenie dwóch uszkodzonych kodonów w jeden nowy). Delecja liczby nukleotydów nie będących wielokrotnością liczby trzy prowadzi do przesunięcia ramki odczytu i zmiany wszystkich kodonów od miejsca delecji począwszy. Delecja kilkuset nukleotydów oznacza zmianę prowadzącą nawet do usunięcia całego genu.

2.Duplikacje - to podwojenie odcinka chromosomu ( A-B-B-C-D-E)

Duplikacja polega na podwojeniu fragmentu chromosomu na skutek niesymetrycznej wymiany odcinków chromatyd i czasie błędnego crossing-over.

3.Inwersja - to odwrócenie fragmentu chromosomu o 180 stopni (A-B-D-C-E z odwróceniem orientacji odcinków C i D)

4.Translokacje - to przeniesienie odcinków między niehomologicznymi chromosomami (przed translokacją: A-B-C-D-E oraz P-Q-R-S-T, po translacji: A-B-C-S-T oraz P-Q-R-D-E)

5.Deficjencja - utrata części chromosomu, przeważnie są następstwem pękania nici DNA i złamań chromosomu, wadliwego zajścia procesu crosing-over, a także łączenia się w pary chromosomów niehomologicznych, na ogół letalne.

6.Chromosomy pierścieniowe - to złączenie się końców chromosomów w pętle. Letalne. Wywołują drastyczne zmiany fenotypowe lub znacznie obniżają płodność.

7.Izochromosomy - jedno ramię chromosomu podwojone, a drugiego brak.

Zespół cri-du-chat

Mikrodelecje

Disomia jednorodzicielska


Wyszukiwarka