TRISOMIJA: DOWNOV SINDROM I SPOLNI KROMOSOMI - BIOLOGIJA - 2026

Trisomija je kromosomski stanje pojedinaca koji nose tri kromosoma umjesto normalnog para. Kod diploida je normalna obloga dva kromosoma iz svakog kromosomskog komplementa koji definira vrstu.

Promjena broja u samo jednom od kromosoma naziva se aneuploidija. Ako bi obuhvatio promjene u ukupnom broju kromosoma, to bi bila prava ploidnost ili eupolidija. Čovjek ima 46 kromosoma u svakoj od svojih somatskih stanica. Ako imaju jednu trisomiju imat će 47 kromosoma.

Kariotip koji prikazuje trisomiju na kromosomu 21. Program američkog ministarstva za ljudski genom., putem Wikimedia Commonsa.

Trisomije su statistički česte i predstavljaju velike promjene za organizam nosač. Mogu se javiti i kod ljudi, a povezane su sa složenim bolestima ili sindromima.

Kod ljudi su svima poznate trisomije. Najposjećenija, najčešća i najpoznatija od svih je trisomija kromosoma 21, najčešći uzrok takozvanog Down sindroma.

Postoje i druge trisomije kod ljudi koje predstavljaju veliki fiziološki trošak za nositelja. Među njima imamo i trisomiju X kromosoma, što predstavlja ogroman izazov za ženu koja pati od nje.

Bilo koji živi eukariotski organizam može imati trisomiju. Općenito, za biljke je svaka promjena u broju kromosoma (aneuploidija) mnogo štetnija od povećanja broja kromosomskih komplementa vrste. U ostalih životinja, u pravilu, aneuploidije su također uzrok više stanja.

Hromosom 21 trisomija (Downov sindrom: 47, +21)

Trisomija (kompletna) kromosoma 21 kod ljudi određuje prisutnost 47 kromosoma u diploidnim somatskim stanicama. Dvadeset i dva para pružaju 44 kromosoma, dok trio na kromosomu 21 osigurava još tri - od kojih je jedan natprosečan. Drugim riječima, riječ je o kromosomu koji je "previše".

Opis i malo povijesti

Hromosom 21 trisomija najčešća je aneuploidija u ljudi. Slično tome, ova je trisomija najčešći uzrok Downovog sindroma. Međutim, iako su druge somatske trisomije češće od onih na kromosomu 21, većina je sklonija smrtonosnijim fazama embriona.

Odnosno, embrioni s trisomijama 21 mogu doseći rođenje, dok drugi trisomski embriji ne mogu. Nadalje, postnatalno preživljavanje mnogo je veće u djece s trisomijom na kromosomu 21 zbog niske frekvencije gena ovog kromosoma.

Drugim riječima, nekoliko gena će se povećati u broju kopija, jer je kromosom 21 najmanji autozom od svih.

Downov sindrom prvi je opisao engleski liječnik John Langdon Down u razdoblju od 1862. do 1866. Međutim, povezanost bolesti s kromosomom 21 uspostavljena je stotinjak godina kasnije. Francuski istraživači Marthe Gautier, Raymond Turpin i Jèrôme Lejeune sudjelovali su u tim istraživanjima.

Genetski uzroci bolesti

Hromosom 21 trisomija uzrokovana je sjedinjenjem dviju gameta, od kojih je jedna nositelj više od jedne kopije, ukupno ili djelomično, kromosoma 21. Postoje tri načina na koja se to može dogoditi.

U prvom, kod jednog od roditelja, nesklađivanje kromosoma 21 tijekom mejoze stvara gimete s dva kromosoma 21 umjesto jednog. Nedisjunkcija znači "nedostatak razdvajanja ili segregacije." Gameta može stvoriti istinsku trisomiju spajanjem druge gamete s jednim primjerkom kromosoma 21.

Drugi manje uobičajeni uzrok ove trisomije jest ono što se naziva Robertsonijeva translokacija. U njemu dugačak krak kromosoma 21 prelazi u drugi kromosom (obično 14). Spajanje jedne od ovih gameta s drugom normalnom stvorit će embrije s normalnim kariotipovima.

Međutim, bit će dodatnih kopija nasljeđenog materijala iz kromosoma 21, što je dovoljan uzrok bolesti. Sindrom može biti uzrokovan i drugim kromosomskim aberacijama ili mozaicizmom.

U mozaiku, pojedinac ima stanice s normalnim kariotipovima, naizmjenično s ćelijama s aberrantnim kariotipovima (trisomski za kromosom 21).

Mejotska nedisjunkcija za vrijeme feneninske gametske mejoze ili oogeneze. Preuzeto sa https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Trisomy_due_to_nondisjunction_in_maternal_meiosis_1.png. Via Wikimedia Commons.

Manifestacija bolesti

Osnovni uzrok Down sindroma je pojačana ekspresija nekih enzima zbog postojanja tri kopije gena na kromosomu 21, umjesto dva.

Ova povećana ekspresija dovodi do promjena u normalnoj fiziologiji pojedinca. Neki od tako zahvaćenih enzima uključuju superoksid dismutazu i beta-sintazu cistacije. Mnogi drugi su povezani sa sintezom DNK, primarnim metabolizmom i kognitivnim sposobnostima pojedinca.

Bolest se manifestira na različitim razinama. Jedna od najvažnijih, koja određuje životni vijek oboljelih od trisomije, jesu prirođene srčane mane.

Ostala stanja koja pogađaju bolesne osobe uključuju abnormalnosti gastrointestinalnog trakta, hematološke, endokrinološke, ENT i mišićno-koštane poremećaje, kao i vidne nepravilnosti.

Neurološki poremećaji su također važni i uključuju blage do umjerene poteškoće u učenju. Većina odraslih pojedinaca s Downovim sindromom razvija Alzheimerovu bolest.

Dijagnoza i studije u drugim živim sustavima

Prenatalna dijagnoza Down može se provesti na više načina. To uključuje ultrazvuk, kao i uzorkovanje korionskog vilusa i amniocentezu. Oba se mogu upotrijebiti za brojanje kromosoma, ali predstavljaju određene rizike.

Ostala modernija ispitivanja uključuju kromosomsku analizu pomoću FISH-a, druge imunohistološke tehnike i testove genetičkog polimorfizma temeljenog na umnožavanju DNK PCR-om.

Proučavanje trisomije kromosoma 21 u sustavima glodavaca omogućilo nam je analizu sindroma bez eksperimentiranja s ljudima. Na taj način su sigurno i pouzdano analizirani odnosi genotipa / fenotipa.

Na isti je način moguće pristupiti ispitivanju strategija i terapijskih sredstava koja se tada mogu koristiti kod ljudi. Najuspješniji model glodavaca za ove studije pokazao se kao miš.

Trisomije spolnih kromosoma kod ljudi

Općenito, aneuploidije spolnih kromosoma imaju manje medicinskih posljedica od onih autozoma kod ljudi. Ženke ljudske vrste su XX, a mužjaci XY.

Najčešće seksualne trisomije kod ljudi su XXX, XXY i XYY. Očito ne može biti YY pojedinaca, još manje YYY. XXX jedinke su morfološki ženske, dok su XXY i XYY muški.

Triple X sindrom (47, XXX)

XXX jedinke u ljudi su žene s dodatnim X kromosomom. Fenotip povezan sa stanjem varira s godinama, ali uglavnom odrasli pojedinci imaju normalan fenotip.

Statistički gledano, jedna na tisuću žena je XXX. Uobičajena fenotipska osobina kod XXX žena je prijevremeni rast i razvoj i neobično dugi donji udovi.

Na ostalim razinama, XXX žene često imaju poremećaj u razvoju sluha ili jezika. Na kraju adolescencije obično prevladavaju probleme povezane s njihovom socijalnom prilagodbom i poboljšava im se kvaliteta života. Međutim, psihijatrijski poremećaji kod XXX žena su češći nego kod žena XX.

U ženki se jedan od X kromosoma inaktivira tijekom normalnog razvoja jedinke. Smatra se da su dvije od njih inaktivirane na XXX ženke. Ipak, vjeruje se da većina posljedica proizašlih iz trisomije nastaje zbog genetske neravnoteže.

To znači da takva inaktivacija nije učinkovita ili dovoljna da se izbjegnu razlike u ekspresiji određenih (ili svih) gena. Ovo je jedan od najgledanijih aspekata bolesti s molekularnog gledišta.

Kao i u slučaju drugih trisomija, studija kariotipa i dalje podržava prenatalno otkrivanje trostruke X trisomije.

Kleinefelterov sindrom (47, XXY)

Kažu se da su ove jedinke mužjaci vrste s dodatnim X kromosomom. Znakovi aneuploidije variraju ovisno o dobi pojedinca, a obično se dijagnosticira samo kada su odrasli.

To znači da ova seksualna aneuploidija ne izaziva velike osjećaje poput onih uzrokovanih trisomijama u autosomskim kromosomima.

Mužjaci XXY odraslih proizvode malo ili nimalo sperme, imaju testise i mali penis, kao i smanjeni libido. Viši su od prosjeka, ali imaju i manje dlaka na licu i tijelu.

Mogu imati povećane grudi (ginekomastija), smanjenu mišićnu masu i slabe kosti. Davanje testosterona obično je korisno u liječenju nekih endokrinoloških aspekata povezanih sa stanjem.

XYY sindrom (47, XYY)

Ovaj sindrom doživljavaju muškarci ljudske vrste (XY) koji imaju dodatni Y kromosom. Posljedice prisutnosti dodatnog Y kromosoma nisu tako dramatične kao one koje se primjećuju u drugim trisomijama.

Osobe XYY su fenotipsko mužjaci, redovito visoki i s blago izduženim udovima. Oni proizvode normalne količine testosterona i nemaju određene probleme u ponašanju ili učenju kao što se prije mislilo.

Mnogi pojedinci XYY-a nisu svjesni svog kromosomskog statusa. Fenotipski su normalni, a također plodni.

Trisomije u drugim organizmima

Učinak aneuploidija u biljkama analiziran je i uspoređen s učinkom promjene euploidije. Općenito, promjene broja u jednom ili nekoliko kromosoma štetno su za normalno funkcioniranje pojedinca nego promjene u kompletnim setovima kromosoma.

Kao i u opisanim slučajevima, čini se da neravnoteže u izražavanju predstavljaju štetne učinke razlika.

Reference

1. Herault, Y., Delabar, JM, Fisher, EMC, Tybulewicz, VLJ, Yu, E., Brault, V. (2017) Modeli glodavaca u istraživanju Downovog sindroma: utjecaj i budućnost. Društvo biologa, 10: 1165-1186. doi: 10.1242 / dmm.029728
2. khtar, F., Bokhari, SRA 2018. Downov sindrom (Trisomija 21). U: StatPearls. Otok blaga (FL): StatPearls Publishing; 2018. siječnja. Dostupno od: ncbi.nlm.nih.gov
3. Otter, M., Schrander-Stumpel, CT, Curfs, LM (2010) Triple X sindrom: pregled literature. Europski časopis za humanu genetiku, 18: 265-271.
4. Papavassiliou, P., Charalsawadi, C., Rafferty, K., Jackson-Cook, C. (2014) Mozaicizam za trisomiju 21: pregled. Američko Journsl iz medicinske Genetice, Dio A, 167A: 26–39.
5. Santorum, M., Wright, D., Syngelaki, A., Karagioti, N., Nicolaides, KH (2017) Točnost kombiniranog testa prvog tromjesečja u probiru za trisomije 21, 18 i 13. Ultrazvuk u akušerstvu i ginekologiji, 49: 714-720.
6. Tartaglia, NR, Howell, S., Sutherland, A., Wilson, R., Wilson, L. (2010) Pregled trisomije X (47, XXX). Orphanet časopis za rijetke bolesti, 5, ojrd.com