IZOCHROMOSOMA: APIBRĖŽIMAS, KILMĖ, SUSIJUSIOS PATOLOGIJOS - BIOLOGIJA - 2025

Isochromosome yra nenormalus metacentrinis chromosoma, kuri sukelia vienas iš tėvų chromosomos ir dėl to dubliavimo rankos, kuri yra išsaugota ginklų praradimo.

Siūlomi du mechanizmai, paaiškinantys tokio tipo genetinių anomalijų atsiradimą. Labiau priimtas iš dviejų teiginių, kad izochromosomos atsiranda ląstelių dalijimosi proceso metu, kaip skersinio centromero dalijimosi, o ne išilginio pjūvio rezultatas.

Izochromosomos formavimas. Autorius: Miguelferig, iš „Wikimedia Commons“.

Kadangi rezultatas yra genetinės informacijos, esančios tėvų chromosomoje, pakitimas, gali kilti daugybė genetinių sutrikimų. Labiausiai ištirtas šių sutrikimų Turnerio sindromas, atsirandantis dėl X chromosomos ilgos rankos dubliavimosi ir trumpos rankos praradimo.

Be to, šios rūšies anomalijos taip pat yra susijusios su daugeliu vėžio rūšių. Todėl izochromosomų tyrimas tapo patrauklia ir svarbia tyrimų sritimi.

Izochromosoma: struktūrinis chromosomų anomalija

Izochromosoma yra struktūrinė chromosomų anomalija, dėl kurios susidaro aberantiška metacentrinė chromosoma. Tai lemia vienos iš chromatido ginklų pametimas ir vėlesnis neišvalytos rankos dubliavimasis.

Kitaip tariant, šioje chromosomoje abi chromatido rankos yra morfologiškai ir genetiškai identiškos. Šis dubliavimasis sukelia dalinę monosomiją arba dalinę trisomiją.

Monosomija yra terminas, naudojamas nurodyti, kad lokuso genetinė informacija randama vienoje kopijoje. Padėtis, kuri nenormali diploidinėse ląstelėse, kai visada yra dvi kopijos. Dabar sakoma, kad ji yra dalinė, kai prarasta informacija randama kitoje poros chromosomoje.

Kita vertus, tokio tipo struktūrinių sutrikimų sukelta trisomija yra dalinė, nes rankos genetinė informacija yra trijose kopijose.

Tačiau dvi iš šių kopijų yra vienodos, vienos rankos dubliavimosi vienos iš poros chromosomų rezultatas.

Kilmė

Izochromosomų generavimo mechanizmai vis dar turi būti išsamiai išaiškinti. Tačiau palaikomi du iki šiol pateikti paaiškinimai.

Pirmasis iš jų, labiausiai priimtas, teigia, kad ląstelių dalijimosi metu centomeras susidaro skersiniu, o ne išilginiu padalijimu, nes tai paprastai vyksta normaliomis sąlygomis. Tai lemia vienos iš tėvų chromosomos ginklų praradimą ir nepažeistos rankos dubliavimąsi.

Antrasis iš mechanizmų yra susijęs su vienos rankos atsiribojimu ir dėl to dukterinių chromatidžių susiliejimu tiesiai virš centromero, sukuriant chromosomą su dviem centromerais (centrinė chromosoma). Savo ruožtu vienas iš šių dviejų centromerų patiria visišką funkcionalumo praradimą, dėl kurio chromosomų segregacija ląstelių dalijimosi metu gali vykti normaliai.

Susijusios patologijos

Dėl izochromosomų susidarymo išbalansuota genetinė informacija, kurią turi tėvų chromosomos. Dėl šių disbalansų dažnai atsiranda genetiniai sutrikimai, kurie virsta specifinėmis patologijomis.

Tarp daugelio sindromų, susijusių su šio tipo struktūriniais anomalijomis, randame Turnerio sindromą. Ši būklė yra geriausiai žinoma, iš tikrųjų ji yra susijusi su pirmuoju pranešimu apie izochromosomą žmonėms. Pastaroji susidaro susidarius X izochromosomai, kurioje buvo prarasta trumpa pradinės chromosomos ranka, o ilgoji ranka buvo dubliuota.

Daugybė tyrimų parodė, kad izochromosomų buvimas skatina daugelio rūšių vėžį, iš kurių išsiskiria lėtinė mieloidinė leukemija, susijusi su iizochromosoma i (17q). Dėl šių išvadų izochromosomos yra labai svarbios tyrėjų dėmesį.

Kas yra chromosoma?

Visose gyvose ląstelėse DNR yra supakuota į labai organizuotas struktūras, vadinamas chromosomomis.

Šis pakavimas eukariotų ląstelėse vyksta dėl DNR sąveikos su baltymais, vadinamais histonais, kurie aštuonių vienetų grupėje (oktameras) sudaro nukleozomą.

Nukleosomą (pagrindinį chromatino organizacinį vienetą) sudaro histono oktameras, sudarytas iš H2A, H2B, H3 ir H4 histonų dimerų. Oktamerio struktūra primena siūlų ritę, per kurią suvyniojama didžioji DNR molekulė.

DNR molekulės apvija per daugybę nukleosomų, sujungtų tarpinėmis sritimis, susietomis su kito tipo histonu (H1), vadinamu linkeriais, pagaliau sukelia chromosomas. Pastaruosius galima pamatyti mikroskopu kaip gerai apibrėžtus kūnus ląstelių dalijimosi procesų (mitozės ir mejozės) metu.

Kiekviena diploidinė rūšis turi aiškiai apibrėžtą chromosomų porų skaičių. Kiekviena pora turi skirtingą dydį ir formą, kad būtų lengva ją identifikuoti.

Chromosomų struktūra

Chromosomos turi gana paprastą struktūrą, sudarytą iš dviejų lygiagrečių ginklų (chromatidų), sujungtų per centromerą, tankiai supakuotos DNR struktūros.

Kiekvienas centromeras padalija chromatidą į dvi svirtis, iš kurių viena yra trumpo ilgio, vadinamos „P rankena“, ir kita, ilgesnio ilgio, vadinama „Q ranka“. Kiekvienoje chromatidės dalyje genai yra išdėstyti tose pačiose vietose.

Izochromosomos formavimas. Autorius: Miguelferig, iš „Wikimedia Commons“

Centromero padėtis kiekviename chromatide sukelia skirtingus chromosomų struktūrinius tipus:

- Akrocentriniai: tie, kuriuose centromeras užima labai arti vieno galo esančią padėtį, o kito kraštas yra labai ilgas.

- Metacentrinis: šio tipo chromosomose centromeras užima vidurinę vietą, todėl atsiranda vienodo ilgio rankos.

- Submetacentriniai: tai yra, centromeras yra tik šiek tiek pasislinkęs nuo centro, gaunant rankas, kurios skiriasi labai mažai.

Chromosomų anomalijos

Kiekvienoje iš chromosomų, sudarančių individo kariotipą, yra milijonai genų, koduojančių begalinį skaičių baltymų, atliekančių skirtingas funkcijas, taip pat reguliavimo sekos.

Bet koks įvykis, sukeliantis chromosomų struktūros, skaičiaus ar dydžio pokyčius, gali pakeisti juose esančios genetinės informacijos kiekį, kokybę ir vietą. Šie pokyčiai gali sukelti katastrofiškas žmonių vystymosi ir funkcionavimo sąlygas.

Šie anomalijos paprastai atsiranda gametogenezės metu arba ankstyvajame embriono vystymosi etape ir, nors jie paprastai būna labai skirtingi, jie buvo supaprastinti į dvi kategorijas: struktūrinius chromosomų anomalijas ir skaitinius chromosomų anomalijas.

Pirmieji yra susiję su standartinio chromosomų skaičiaus kitimais, tai yra, jie susiję su chromosomų praradimu ar padidėjimu, o antrieji - su chromosomos dalies praradimu, dubliavimu ar apversimu.

Nuorodos

1. Alberts B, Johnsonas AD, Lewis J, Morganas D, Raffas M, Robertsas K, Walteris P. (2014 m.) Molekulinė ląstelės biologija (6-asis leidimas). „WW Norton & Company“, Niujorkas, NY, JAV.
2. Annunziato A. DNR pakuotė: Nukleosomos ir chromatinas. Gamtos ugdymas. 2008; 1:26.
3. Caspersson T, Lindsten J, Zech L. Turnerio sindromo struktūrinių X chromosomų aberacijų pobūdis, atskleistas chinakrino garstyčių fluorescencijos analize. Hereditas. 1970; 66: 287-292.
4. de la Chapelle A. Kaip atsiranda žmogaus izochromosoma? Vėžinis genetinis citogenetas. 1982; 5: 173-179.
5. Fraccaro M, Ikkos D, Lindsten J, Luft R, Kaijser K. Naujo tipo chromosomų anomalijos lytinių liaukų disgenezėje. Lancetas. 1960; 2: 1144.
6. Pirmasis tarptautinis chromosomų leukemijos seminaras. Fiziologiškai teigiamos lėtinės granulocitinės leukemijos chromosomos. Br J Haematol. 1978; 39: 305-309.
7. Mitelman F, Levan G. Žmogaus neoplazmų specifinių chromosomų aberacijų grupavimas. Hereditas. 1978; 89: 207–232.
8. Simpson JL. Seksualinės diferenciacijos sutrikimai. 1970. Academic Press, Niujorkas, San Franciskas, Londonas.
9. Vinuesa M, Slavutsky I, Larripa I. Izochromosomų buvimas sergant hematologinėmis ligomis. Vėžinis genetinis citogenetas. 1987; 25: 47-54.