ANEUPLOIDIJA: PRIEŽASTYS, TIPAI IR PAVYZDŽIAI - BIOLOGIJA - 2025

Aneuploidija yra būklė, kai ląstelės turi vieną ar daugiau chromosomų pertekliaus arba jo nėra, skirtingai nuo numerio haploidiniai, diploidu ar patys Poliploidinių ląstelių, kurios sudaro apie tam tikros rūšies organizmą.

Aneuploidinėje ląstelėje chromosomų skaičius nepriklauso tobulam haploidų rinkinio kartotiniui, nes jos prarado arba įgijo chromosomas. Paprastai chromosomų pridėjimas arba praradimas atitinka vieną chromosomą arba nelyginį jų skaičių, nors kartais gali būti ir dvi chromosomos.

Šaltinis: pixabay.com

Aneuploidijos priklauso skaitmeniniams chromosomų pakitimams ir jas lengviausia atpažinti citologiškai. Šį chromosomų disbalansą gyvūnai palaiko silpnai, jie yra dažnesni ir mažiau kenksmingi augalų rūšims. Daugybę įgimtų žmogaus apsigimimų sukelia aneuploidija.

Priežastys

Vienos ar kelių chromosomų praradimas ar padidėjimas individo ląstelėse paprastai atsiranda dėl praradimo perkeliant arba nesąmoningo proceso metu mejozės ar mitozės metu. Dėl to keičiasi asmenų genų dozė, o tai savo ruožtu sukelia didelius fenotipinius defektus.

Chromosomų skaičiaus pakitimai gali atsirasti per pirmąjį ar antrąjį mejozės padalijimą arba abu kartu. Jie taip pat gali atsirasti mitozinio pasidalijimo metu.

Šie dalijimosi nepakankamumai įvyksta I mejozės ar II mejozės metu, spermatogenezės ir oogenezės metu, taip pat mitozėje ankstyvuosiuose zigotos dalymuose.

Aneuploidijose nesusijimas atsiranda tada, kai viena iš chromosomų su savo homologine pora pereina į tą patį ląstelės polių arba pridedama prie tos pačios lytinės ląstelės. Tikriausiai tai įvyksta dėl priešlaikinio centromero dalijimosi per pirmąjį mejozinį padalijimą motinos mejozės metu.

Kai gameta su papildoma chromosoma prisijungia prie normalios lytinės lyties, susidaro trisomijos (2n + 1). Kita vertus, kai susijungia gametė, kurioje trūksta chromosomos ir normali chromosoma, susidaro monosomos (2n-1).

Tipai

Aneuploidijos dažnai būna diploidiniams asmenims. Šie chromosomų skaičiaus pokyčiai turi didelę klinikinę reikšmę žmonių rūšims. Jie apima įvairius tipus, tokius kaip nullisomijos, monosomijos, trisomijos ir tetrasomijos.

Nullisomija

Ląstelėse, kuriose yra nullisomologija, prarandami abu homologinės chromosomų poros nariai, parodant juos kaip 2n-2 (n yra haploidinis chromosomų skaičius). Žmonėms, pavyzdžiui, turint 23 homologinių chromosomų poras (n = 23), tai yra 46 chromosomos, homologinės poros praradimas sudarytų 44 chromosomas (22 poras).

Nullisominis individas taip pat apibūdinamas kaip tas, kuriam trūksta homologinių chromosomų somatiniame komplemente.

Monosomija

Monosomija yra vienos chromosomos (2n-1) ištrynimas homologinėje poroje. Žmogui su monosomija ląstelė turėtų tik 45 chromosomas (2n = 45). Monosomijos metu randame monoizosomiją ir monothelosomiją.

Monoizosominėse ląstelėse chromosoma, esanti be savo homologinės poros, yra izochromosoma. Monotelhelominės arba monotelocentrinės ląstelės turi telocentrinę chromosomą be jos homologinės poros.

Trisomija

Trisomijose chromosoma atsiranda arba pridedama tam tikroje homologinėje poroje, tai yra, yra trys tos pačios chromosomos homologinės kopijos. Jis žymimas kaip 2n + 1. Žmonėms su trisominėmis ląstelėmis randama 47 chromosomos.

Kai kurios gerai ištirtos ligos, tokios kaip Dauno sindromas, atsiranda kaip 21 chromosomos trisomija.

Papildomos chromosomos sudėtis leidžia trisomiją suskirstyti į:

• Pirminė trisominė: kai papildoma chromosoma yra baigta.
• Antrinė trisomika: papildoma chromosoma yra izochromosoma.
• Tretinė trisominė: šiuo atveju likusios chromosomos rankos priklauso dviem skirtingoms chromosomoms nuo normalaus komplemento.

Tetrazomija

Tetrazomija atsiranda, kai pridedama visa homologinių chromosomų pora. Žmogui tetrasomija lemia asmenis, turinčius 48 chromosomas. Jis vaizduojamas kaip 2n + 2. Papildomų chromosomų pora visada yra homologinė pora, tai yra, bus keturios tam tikros chromosomos homologinės kopijos.

Tame pačiame individe gali įvykti daugiau nei viena aneuploidinė mutacija, dėl kurios atsiranda dvigubai trisominiai individai (2n + 1 + 1), dvigubi monosominiai, nuli tetrasominiai ir kt. Kaip ir baltųjų kviečių (Triticum aestivum) atveju, buvo gauti šeši vienaląsčiai organizmai.

Pavyzdžiai

Ląstelių linijos, suformuotos po chromosomų atskyrimo proceso, dažnai yra negyvybingos. Taip yra todėl, kad daugelis šių ląstelių liko be genetinės informacijos, o tai neleidžia joms daugintis ir išnykti.

Kita vertus, aneuploidija yra svarbus intraspecifinio kitimo mechanizmas. Jimsono piktžolių augale (Datura stramonium) randamas 12 chromosomų haploidinis komplementas, todėl galimos 12 skirtingų trisomijų. Kiekviena trisomika apima skirtingą chromosomą, kiekviena turi unikalų fenotipą.

Kai kuriuose Clarkia genties augaluose trisomija taip pat veikia kaip svarbus skirtingo kintamumo šaltinis.

Aneuploidija žmonėms

Žmonėms maždaug pusę savaiminių abortų pirmąjį nėštumo trimestrą sukelia skaitmeninis ar struktūrinis chromosomų pakitimas.

Pavyzdžiui, autosominės monosomijos nėra perspektyvios. Daugybė trisomijų, tokių kaip 16 chromosoma, dažnai nutraukiamos, o X chromosomos monosomijos ar Turnerio sindromo metu ląstelės yra gyvybingos, tačiau X0 zigotos nutraukiamos per anksti.

Lyties chromosomų anuploidija

Dažniausi aneuploidijų atvejai vyrams yra susiję su lytinėmis chromosomomis. Chromosomos skaičiaus pakitimai yra geriau toleruojami nei autosominiai chromosomų pakitimai.

Aneuploidija daro įtaką geno kopijos numeriui, bet ne jo nukleotidų sekai. Keičiantis kai kurių genų dozei, paeiliui keičiasi ir genų produktų koncentracijos. Lyties chromosomų atveju yra skirtumas tarp genų skaičiaus ir gaminamų baltymų.

Kai kuriems žinduoliams (pelėms ir žmonėms) įvyksta X chromosomos inaktyvacija, leidžianti patelėms ir vyrams egzistuoti ta pačia funkcine doze genų, susijusių su minėta chromosoma.

Tokiu būdu šiuose organizmuose inaktyvuojamos papildomos X chromosomos, todėl aneuploidija šiose chromosomose gali būti mažiau pažeidžiama.

Kai kurias ligas, tokias kaip Turnerio sindromas ir Klinefelterio sindromas, sukelia aneuploidijos lytinėse chromosomose.

Klinefelterio sindromas

Asmenys, turintys šią ligą, yra fenotipiškai vyrai, pasižymintys tam tikrais bruožais. Papildoma X chromosoma vyrams yra šios ligos priežastis, kai šie asmenys turi 47 chromosomas (XXY).

Sunkiais šios būklės atvejais vyrai turi labai aukštą balsą, ilgas kojas, mažai išsivysčiusi kūno plaukai ir labai ryškūs moteriški klubai ir krūtys. Be to, jie yra sterilūs ir gali turėti silpną protinį išsivystymą. Lengvesniais atvejais yra vyriškas fenotipas ir normalus pažintinis išsivystymas.

Klinefelterio sindromas pasireiškia maždaug vienam iš 800 gyvų vyrų.

Turnerio sindromas

Turnerio sindromą sukelia dalinis ar visiškas X chromosomos praradimas ir pasireiškia moterims. Šis chromosomų pakitimas įvyksta gametogenezės metu, vykstant postzigotiniam atskyrimo procesui.

Skirtingi kariotipo pokyčiai sukelia skirtingus Turnerio sindromo fenotipus. Kai prarandama vienos iš X chromosomų (galinės ar intersticinės) ilgos rankos medžiaga, sergantiesiems šia liga pasireiškia pirminis ar antrinis kiaušidžių nepakankamumas ir maži dydžiai. Taip pat dažna limfedema ir lytinių liaukų disgenezė.

Paprastai šia liga sergančių moterų fenotipas yra normalus, išskyrus trumpą ūgį. Taigi šio sindromo diagnozė priklauso nuo tyrimo ir citogenetinio pakitimo.

Ši liga pasireiškia maždaug vienai iš 3000 naujagimių, darančių savaiminių persileidimų dažnį, tai yra, ne daugiau kaip 5% embrionų, suformuotų atlikus šį pakitimą, pavyksta visiškai išsivystyti iki termino pabaigos.

Autosominė aneuploidija

Asmenys, gimę su autosominėmis chromosomų aneuploidijomis, yra reti. Daugeliu atvejų, kai įvyksta šios rūšies mutacijos, įvyksta savaiminiai abortai, išskyrus mažų autosomų aneuploidijas, tokias kaip 21 chromosomos trisomija.

Manoma, kad kadangi nėra autosominių chromosomų genetinių dozių kompensavimo mechanizmų, organizmai daug mažiau toleruoja jų sudėtį.

Dauno sindromas

Mažas 21 chromosomos dydis leidžia turėti papildomų genų kopijų, nes jos mažiau kenkia nei didesnės chromosomos. Šios chromosomos turi mažiau genų nei bet kuri kita autosoma.

Dauno sindromas yra dažniausia autosominė aneuploidija žmonėms. Jungtinėse Valstijose šia liga serga maždaug kas 700 gimdymų.

Apskaičiuota, kad 95% atvejų priežastis yra nesusijimas, sukeliantis laisvą trisomiją 21. Likę 5% susidaro translokacijos būdu, dažnai tarp 21 ir 14 chromosomų. Šios būklės paplitimas labai priklauso nuo motinos amžiaus, kai ji pastoja.

Nustatyta, kad 85–90% atvejų laisva 21-oji trisomija yra susijusi su motinos mejoziniais pakitimais. Asmenims, turintiems šią ligą, būdinga hipotonija, padidėjęs jautrumas ir hiporefleksija.

Be to, jie turi vidutiniškai mažą kaukolę su plokščia ir šakotinefazine pakaušio dalimi, mažą nosį ir ausis bei mažą, žemyn nukreiptą burną, dažnai liežuvio išsikišimą.

Nuorodos

1. Creighton, TE (1999). Molekulinės biologijos enciklopedija. John Wiley ir Sons, Inc.
2. Guzmánas, MEH (2005). Įgimtas apsigimimas. Universiteto leidykla.
3. Jenkins, JB (2009). Genetika Ed., Aš atbuline eiga.
4. Jiménez, LF, ir prekybininkas, H. (2003). Ląstelių ir molekulių biologija. Pearsono išsilavinimas.
5. Lacadena, JR (1996). Citogenetika. Redakcijos komplimentas.
6. Pierce, BA (2009). Genetika: konceptualus požiūris. Panamerican Medical Ed.