Abnormalita chromozomu - Chromosome abnormality

Tři hlavní mutace jednoho chromozomu: delece (1), duplikace (2) a inverze (3).
Dvě hlavní mutace dvou chromozomů: inzerce (1) a translokace (2).

A chromozomální porucha, chromozomální anomálie, chromozomální aberacenebo chromozomální mutace je chybějící, zvláštní nebo nepravidelná část souboru chromozomální DNA.[1] Může to být z typického počtu chromozomů nebo strukturální abnormality v jednom nebo více chromozomech. Mutace chromozomu dříve byl používán v užším slova smyslu ve smyslu změny v chromozomálním segmentu zahrnující více než jeden gen.[2] Termín "karyotyp „označuje úplnou sadu chromozomů od jednotlivce; lze ji srovnat s„ normálním “karyotypem pro druh přes genetické testování. Tímto způsobem lze detekovat nebo potvrdit anomálii chromozomů. Chromozomové anomálie se obvykle vyskytují, když dojde k chybě buněčné dělení Následující redukční dělení buněk nebo mitóza. Existuje mnoho typů anomálií chromozomů. Lze je rozdělit do dvou základních skupin, numerických a strukturních anomálií.

Numerická abnormalita

Nazývá se abnormální počet chromozomů aneuploidie, a nastane, když jednotlivci buď chybí chromozom z páru (což má za následek monosomie ) nebo má více než dva chromozomy páru (trizomie, tetrasomie, atd.).[3][4] Aneuploidie může být úplná a může zahrnovat celý chromozom, který chybí nebo je přidán, nebo částečná, kde chybí nebo je přidána pouze část chromozomu.[3] Aneuploidie se může objevit u pohlavní chromozomy nebo autosomy.

Příkladem trizomie u lidí je Downův syndrom, což je vývojová porucha způsobená extra kopií chromozomu 21; porucha se proto také nazývá trizomie 21.[5]

Příkladem monosomie u lidí je Turnerův syndrom, kde se jedinec narodil pouze s jedním pohlavním chromozomem, X.[6]

Aneuploidie spermií

Vystavení mužů určitému životnímu stylu, environmentálním a / nebo pracovním rizikům může zvýšit riziko aneuploid spermie.[7] Zejména riziko aneuploidie se zvyšuje o kouření tabáku,[8][9] a pracovní expozice benzen,[10] insekticidy,[11][12] a perfluorované sloučeniny.[13] Zvýšená aneuploidie je často spojena se zvýšeným poškozením DNA u spermií.

Strukturální abnormality

Když se změní struktura chromozomu, může to mít několik forem:[14]

  • Vymazání: Část chromozomu chybí nebo je odstraněna. Mezi známé poruchy u lidí patří Wolf-Hirschhornův syndrom, což je způsobeno částečnou delecí krátkého ramene chromozomu 4; a Jacobsenův syndrom, nazývaná také porucha delece terminálu 11q.
  • Duplikace: Část chromozomu je duplikována, což vede k extra genetickému materiálu. Známé lidské poruchy zahrnují Charcot-Marie-Toothova choroba typu 1A, což může být způsobeno duplikací genu kódujícího periferní myelinový protein 22 (PMP22) na chromozomu 17.
  • Translokace: Část jednoho chromozomu je přenesena do jiného chromozomu. Existují dva hlavní typy translokací:
  • Inverze: Část chromozomu se odlomila, obrátila vzhůru nohama a znovu připojila, proto je genetický materiál obrácen.
  • Vložení: Část jednoho chromozomu byla odstraněna z normálního místa a vložena do jiného chromozomu.
  • Prsteny: Část chromozomu se odlomila a vytvořila kruh nebo kruh. To se může stát se ztrátou genetického materiálu nebo bez něj.
  • Izochromozom: Vytvořeno kopií zrcadlového obrazu segmentu chromozomu včetně centromery.

Syndromy nestability chromozomů jsou skupinou poruch charakterizovaných chromozomální nestabilitou a poškozením. Často vedou ke zvýšené tendenci k rozvoji určitých typů malignit.

Dědictví

Většina abnormalit chromozomů se vyskytuje jako nehoda ve vaječné buňce nebo spermatu, a proto je anomálie přítomna v každé buňce těla. Některé anomálie se však mohou stát po početí, což vede k Mozaika (kde některé buňky mají anomálii a některé nikoli). Chromozomální anomálie mohou být zděděny od rodiče nebo mohou býtde novo ". Proto se chromozomové studie často provádějí na rodičích, když se zjistí, že dítě má anomálii. Pokud rodiče nemají abnormalitu, nebylo to původně zdědil; může však být přenášen na další generace.

Získané abnormality chromozomů

Většina rakovin, pokud ne všechny, může způsobit abnormality chromozomů,[15] buď s tvorbou hybridních genů a fúzních proteinů, deregulací genů a nadměrnou expresí proteinů, nebo ztrátou tumor supresorových genů (viz „Mitelman Database“) [16] a Atlas genetiky a cytogenetiky v onkologii a hematologii,[17]). Kromě toho určité konzistentní chromozomální abnormality mohou z normálních buněk udělat leukemickou buňku, jako je translokace genu, což vede k jeho nevhodné expresi.[18]

Poškození DNA během spermatogeneze

Během mitotický a meiotický buněčné dělení savců gametogeneze, Oprava DNA je efektivní při odstraňování Poškození DNA.[19] Nicméně v spermatogeneze schopnost opravit poškození DNA podstatně klesá ve druhé části procesu jako haploidní spermatidy podstoupit velkou jadernou energii chromatin přestavba na vysoce zhutněný spermie jádra. Jak přezkoumali Marchetti a kol.,[20] několik posledních týdnů vývoje spermií oplodnění jsou vysoce náchylní k akumulaci poškození DNA spermií. Takové poškození DNA spermií může být přeneseno neopravené do vajíčka, kde je odstraněno mateřským opravným zařízením. Mohou však vést k chybám v opravě DNA matky ze spermií zygoti s chromozomálními strukturálními aberacemi.

Melfalan je bifunkční alkylační činidlo často se používá v chemoterapie. Meiotické mezivláknové poškození DNA způsobené melfalanem může uniknout otcovské opravě a způsobit chromozomální aberace v zygote chybnou matkou.[20] Oprava DNA před a po oplodnění se tedy jeví jako důležitá pro zabránění abnormalit chromozomů a zajištění genom integrita conceptus.

Detekce

V závislosti na informacích, které chce člověk získat, jsou zapotřebí různé techniky a vzorky.

Viz také

Reference

  1. ^ NHGRI. 2006. Abnormality chromozomu Archivováno 2006-09-25 na Wayback Machine
  2. ^ Rieger, R .; Michaelis, A .; Green, M.M. (1968). "Mutace". Slovník genetiky a cytogenetiky: Klasický a molekulární. New York: Springer-Verlag. ISBN  9780387076683.
  3. ^ A b Gardner, R. J. M. (2012). Abnormality chromozomů a genetické poradenství. Sutherland, Grant R., Shaffer, Lisa G. (4. vydání). Oxford: Oxford University Press. ISBN  978-0-19-974915-7. OCLC  769344040.
  4. ^ „Numerické abnormality: Přehled trizomií a monosomií - Encyklopedie zdraví - Lékařské centrum University of Rochester“. www.urmc.rochester.edu. Citováno 2020-11-17.
  5. ^ Patterson, David (01.07.2009). "Molekulárně genetická analýza Downova syndromu". Genetika člověka. 126 (1): 195–214. doi:10.1007 / s00439-009-0696-8. ISSN  1432-1203.
  6. ^ "Turnerův syndrom". Národní institut zdraví dětí a lidského rozvoje. Citováno 2020-11-17.
  7. ^ Templado C, Uroz L, Estop A (2013). „Nové poznatky o původu a důležitosti aneuploidie u lidských spermií“. Mol. Hučení. Reprod. 19 (10): 634–43. doi:10,1093 / mol / gat039. PMID  23720770.
  8. ^ Shi Q, Ko E, Barclay L, Hoang T, Rademaker A, Martin R (2001). "Kouření cigaret a aneuploidie v lidských spermiích". Mol. Reprod. Dev. 59 (4): 417–21. doi:10,1002 / mrd.1048. PMID  11468778.
  9. ^ Rubes J, Lowe X, Moore D, Perreault S, Slott V, Evenson D, Selevan SG, Wyrobek AJ (1998). „Kouření cigaret je spojeno se zvýšenou disomií spermií u dospívajících mužů“. Plod Sterilní. 70 (4): 715–23. doi:10.1016 / S0015-0282 (98) 00261-1. PMID  9797104.
  10. ^ Xing C, Marchetti F, Li G, Weldon RH, Kurtovich E, Young S, Schmid TE, Zhang L, Rappaport S, Waidyanatha S, Wyrobek AJ, Eskenazi B (2010). „Expozice benzenu poblíž povoleného limitu USA je spojena s aneuploidií spermií“. Environ. Perspektiva zdraví. 118 (6): 833–9. doi:10,1289 / ehp.0901531. PMC  2898861. PMID  20418200.
  11. ^ Xia Y, Bian Q, Xu L, Cheng S, Song L, Liu J, Wu W, Wang S, Wang X (2004). „Genotoxické účinky na lidské spermie mezi pracovníky továrny na pesticidy vystavenými fenvalerátu“. Toxikologie. 203 (1–3): 49–60. doi:10.1016 / j.tox.2004.05.018. PMID  15363581.
  12. ^ Xia Y, Cheng S, Bian Q, Xu L, Collins MD, Chang HC, Song L, Liu J, Wang S, Wang X (2005). „Genotoxické účinky pracovníků vystavených karbarylu na spermie“. Toxicol. Sci. 85 (1): 615–23. doi:10.1093 / toxsci / kfi066. PMID  15615886.
  13. ^ Governini L, Guerranti C, De Leo V, Boschi L, Luddi A, Gori M, Orvieto R, Piomboni P (2014). "Chromozomální aneuploidie a fragmentace DNA lidských spermií od pacientů vystavených perfluorovaným sloučeninám". Andrologia. 47 (9): 1012–9. doi:10.1111 / a.12371. PMID  25382683.
  14. ^ „Abnormality chromozomu“. atlasgeneticsoncology.org. Archivováno z původního dne 14. srpna 2006. Citováno 9. května 2018.
  15. ^ „Chromozomy, leukémie, pevné nádory, dědičné rakoviny“. atlasgeneticsoncology.org. Archivováno z původního dne 28. ledna 2015. Citováno 9. května 2018.
  16. ^ „Mitelman Database of Aromrations Chromosome and Gene Fusions on Cancer“. Archivováno z původního dne 2016-05-29.
  17. ^ „Atlas genetiky a cytogenetiky v onkologii a hematologii“. atlasgeneticsoncology.org. Archivováno od originálu na 2011-02-23.
  18. ^ Chaganti, R. S .; Nanjangud, G .; Schmidt, H .; Teruya-Feldstein, J. (říjen 2000). „Opakující se chromozomální abnormality u nehodgkinského lymfomu: biologický a klinický význam“. Semináře z hematologie. 37 (4): 396–411. doi:10.1016 / s0037-1963 (00) 90019-2. ISSN  0037-1963. PMID  11071361.
  19. ^ Baarends WM, van der Laan R, Grootegoed JA (2001). "Mechanismy opravy DNA a gametogeneze". Reprodukce. 121 (1): 31–9. doi:10.1530 / reprod / 121.1.31. PMID  11226027.
  20. ^ A b Marchetti F, Bishop J, Gingerich J, Wyrobek AJ (2015). „Meiotické interstrandové poškození DNA uniká otcovské opravě a způsobuje chromozomální aberace v zygote chybnou matkou“. Sci Rep. 5: 7689. doi:10.1038 / srep07689. PMC  4286742. PMID  25567288.

externí odkazy