ANEUPLOIDIJA: UZROCI, VRSTE I PRIMJERI - BIOLOGIJA

Aneuplodije je stanje u kojem se stanice imaju jedan ili više kromosoma u višak ili nedostaje, za razliku od broja haploidne, diploidne ili sami poliploidnih stanica koje čine jedan organizam dane vrste.

U aneuploidnoj ćeliji broj kromosoma ne pripada savršenom višestrukom haploidnom skupu, jer su izgubili ili stekli kromosome. Dodatak ili gubitak kromosoma općenito odgovara jednom kromosomu ili neparnom broju, iako ponekad mogu biti uključena dva kromosoma.

Izvor: pixabay.com

Aneuploidije pripadaju numeričkim kromosomskim promjenama i najlakše su ih citološki identificirati. Ova kromosomska neravnoteža životinje je slabo podržana, što je češća i manje štetna za biljne vrste. Mnoge prirođene malformacije u ljudi uzrokovane su aneuploidijom.

uzroci

Gubitak ili dobitak jednog ili više kromosoma u stanicama pojedinca obično nastaje zbog gubitka translokacijom ili procesa nerazlučivanja tijekom mejoze ili mitoze. Kao rezultat toga, promijenjena je doza gena pojedinaca, što zauzvrat uzrokuje teške fenotipske nedostatke.

Izmjene broja kromosoma mogu se dogoditi tijekom prve ili druge podjele mejoze ili u obje istovremeno. Mogu nastati i tijekom mitotičke podjele.

Ovi neuspjeh diobe provodi se u mejozi I ili mejozi II, tijekom spermatogeneze i oogeneze, koji se javljaju i kod mitoze u ranim odjeljenjima zigote.

U aneuploidijama dolazi do neskladišta kad jedan od kromosoma sa svojim homolognim parom pređe na isti stanični pol ili se doda istoj gameti. To se vjerojatno događa zbog preuranjene podjele centromera tijekom prve mejotičke podjele u majčinoj mejozi.

Kad se gameta s dodatnim kromosomom pridruži normalnoj gameti, nastaju trisomije (2n + 1). S druge strane, kada se gamata s nedostatkom kromosoma i normalnim kromosomom sjedini, nastaju monosomije (2n-1).

vrste

Aneuploidije se često javljaju kod diploidnih pojedinaca. Ove modifikacije u broju kromosoma od velike su kliničke važnosti za ljudsku vrstu. Uključuju različite vrste kao što su nullisomies, monosomies, trisomies i tetrasomies.

nulsomija

U stanicama s nulisomijom gube se oba člana homolognog para kromosoma, predstavljajući ih kao 2n-2 (n je haploidni broj kromosoma). U ljudi, na primjer, s 23 para homolognih kromosoma (n = 23), to jest 46 kromosoma, gubitak homolognog para rezultirao bi 44 kromosoma (22 para).

Nullizomski pojedinac je također opisan kao onaj kojem nedostaje par homolognih kromosoma u svom somatskom komplementu.

monosomijom

Monosomija je brisanje jednog kromosoma (2n-1) u homolognom paru. U ljudskom biću s monosomijom stanica bi imala samo 45 kromosoma (2n = 45). Unutar monozomije nalazimo monoizosomiju i monotelozomiju.

U monoizosomalnim stanicama kromosom prisutan bez svog homolognog para je izokromosom. Monotelozomske ili monotelocentrične stanice posjeduju telocentrični kromosom bez svog homolognog para.

trisomija

U trisomijama dolazi do pojave ili dodavanja kromosoma u nekom homolognom paru, to jest, postoje tri homologne kopije istog kromosoma. Predstavlja se kao 2n + 1. U ljudi s trisomskim stanicama nađeno je 47 kromosoma.

Neka dobro proučena stanja, poput Downovog sindroma, javljaju se kao posljedica trisomije kromosoma 21.

Konstitucija dodatnog kromosoma omogućava razvrstavanje trisomije u:

Primarni trisomski: Kada je dodatni kromosom gotov.
Sekundarni trisomski: Dodatni kromosom je izokromosom.
Tercijarni trisomski: U ovom slučaju krakovi preostalog kromosoma pripadaju dvama različitim kromosomima iz normalnog komplementa.

Tetrasomy

Tetrasomija se javlja kada postoji dodavanje kompletnog para homolognih kromosoma. U čovjeka, tetrasomija rezultira kod pojedinaca s 48 kromosoma. Predstavlja se kao 2n + 2. Par dodatnih kromosoma uvijek je homologni par, odnosno postojat će četiri homologne kopije određenog kromosoma.

U istoj jedinki može se dogoditi više od jedne aneuploidne mutacije, što rezultira dvostrukim trisomskim pojedincima (2n + 1 + 1), dvostrukim monosomskim, nuli tetrasomskim, itd. Sixuplo-monosomni organizmi dobiveni su eksperimentalno, kao što je slučaj s bijelom pšenicom (Triticum aestivum).

Primjeri

Stanične stanice nastale nakon procesa nedisjunkcije kromosoma često su nežive. To je zato što su mnoge od ovih stanica ostale bez genetskih informacija, što ih sprečava da se množe i nestaju.

S druge strane, aneuploidija je važan mehanizam intraspecifične varijacije. U biljci korov Jimson (Datura stramonium) nalazi se haploidni komplement od 12 kromosoma, pa je moguće i 12 različitih trisomija. Svaki trisomik uključuje različit kromosom, a svaki od njih ima jedinstveni fenotip.

U nekim biljkama roda Clarkia, trisomija također djeluje kao važan izvor intraspecifične varijabilnosti.

Aneuploidija u ljudi

Kod ljudi je otprilike polovina spontanih pobačaja u prvom tromjesečju gestacije uzrokovana brojčanom ili strukturnom izmjenom kromosoma.

Autosomne monomomije, na primjer, nisu održive. Mnoge trisomije poput one kromosoma 16 često se prekidaju, a u monosomiji X kromosoma X ili Turnerovom sindromu stanice su održive, ali X0 zigote se prevremeno prekidaju.

Aneuploidija spolnih kromosoma

Najčešći slučajevi aneuploidije kod muškaraca povezani su sa spolnim kromosomima. Promjene broja kromosoma bolje se podnose nego autosomne promjene kromosoma.

Aneuploidija utječe na broj kopija gena, ali ne i na njegov nukleotidni slijed. Kako se doza nekih gena mijenja, koncentracije genskih proizvoda se mijenjaju zauzvrat. U slučaju spolnih kromosoma, postoji iznimka od tog odnosa između broja gena i proizvedenog proteina.

Kod nekih sisavaca (miševa i ljudi) dolazi do inaktivacije X kromosoma X, što omogućava da jednaka funkcionalna doza gena povezanih sa spomenutim kromosomom postoji u žena i muškaraca.

Na taj se način dodatni X kromosomi inaktiviraju u tim organizmima, što omogućava da aneuploidija u tim kromosomima bude manje štetna.

Neke bolesti poput Turnerovog sindroma i Klinefelterovog sindroma uzrokovane su aneuploidijama u spolnim kromosomima.

Klinefelterov sindrom

Pojedinci s ovim stanjem su fenotipski muškarci, s nekim vidljivim osobinama. Prisutnost dodatnog X kromosoma kod muškaraca je uzrok ove bolesti, pri čemu ti pojedinci imaju 47 kromosoma (XXY).

U teškim slučajevima ovog stanja, muškarci imaju vrlo jake glasove, duge noge, mali razvoj dlake na tijelu i vrlo izražene ženske bokove i grudi. Nadalje, sterilni su i mogu imati loš mentalni razvoj. U blažim slučajevima postoji muški fenotip i normalan kognitivni razvoj.

Klinefelterov sindrom javlja se u otprilike jednom od 800 živo rođenih muškaraca.

Turnerov sindrom

Turnerov sindrom uzrokovan je djelomičnim ili potpunim gubitkom X kromosoma i javlja se kod žena. Ova kromosomska promjena nastaje tijekom gametogeneze postzigotskim procesom nesindikacije.

Različite promjene kariotipa stvaraju različite fenotipe kod Turnerovog sindroma. Kada se izgubi materijal dugog kraka jednog od X kromosoma X (terminalni ili intersticijski), kod pacijenata s ovim stanjem javlja se primarno ili sekundarno zatajenje jajnika i male veličine. Česti su i limfedem i disgeneza gonade.

Fenotip žena kod ove bolesti općenito je normalan, osim kratkog rasta. Dijagnoza ovog sindroma ovisi, dakle, o studiji i prisutnosti citogenetske promjene.

Ova se bolest javlja kod otprilike jedne na svakih 3000 novorođenčadi, s većom učestalošću spontanih pobačaja, odnosno ne više od 5% embrija nastalih ovom izmjenom uspijeva se razviti u potpunosti do postizanja termina.

Autosomna aneuploidija

Pojedinci rođeni s aneuploidijama autozomskih kromosoma rijetki su. U većini slučajeva u kojima se događa ova vrsta mutacija dolazi do spontanih pobačaja, s izuzetkom aneuploidija malih autosoma, poput trisomije kromosoma 21.

Smatra se da, budući da ne postoje mehanizmi kompenzacije za genetske doze u autosomskim kromosomima, promjene u njihovom sastavu organizmi znatno manje podnose.

Downov sindrom

Mala veličina kromosoma 21 omogućuje prisustvo dodatnih kopija gena, što je manje štetno nego kod većih kromosoma. Ovi kromosomi imaju manje gena nego bilo koji drugi autosom.

Downov sindrom najčešća je autosomna aneuploidija u ljudi. U Sjedinjenim Državama otprilike jedan na svakih 700 rođenih ima ovo stanje.

Procjenjuje se da je 95% slučajeva uzrokovano neskladacijom, što uzrokuje slobodnu trisomiju21. Preostalih 5% nastaje translokacijom, često između kromosoma 21 i 14. Prevalencija ovog stanja uvelike ovisi o dobi majke pri začeću.

Utvrđeno je da je između 85 i 90% slučajeva prisutnost slobodne trisomije 21 povezana s majčinskim mejotičkim promjenama. Pojedinci s ovim stanjem karakterizirani su hipotoničnošću, hiperekstenzivnošću i hiporefleksijom.

Osim toga, imaju umjereno malu lubanju, s ravnim, granatiranim ušima, malim nosom i ušima i malim ustima usmjerenim prema dolje s čestim izbočenjem jezika.

Reference

Creighton, TE (1999). Enciklopedija molekularne biologije. John Wiley and Sons, Inc.
Guzmán, MEH (2005). Kongenitalne malformacije. Sveučilišna izdavačka kuća.
Jenkins, JB (2009). Genetika Ed., Preokrenuo sam se.
Jiménez, LF, i Merchant, H. (2003). Stanična i molekularna biologija. Pearsonovo obrazovanje.
Lacadena, JR (1996). Citogenetika. Urednički saučesnik.
Pierce, BA (2009). Genetika: konceptualni pristup. Panamerican Medical Ed.

ANEUPLOIDIJA: UZROCI, VRSTE I PRIMJERI - BIOLOGIJA - 2026