Анатомия-Лексикон

Хромозоми

Определение - какво представляват хромозомите?

Генетичният състав на клетката се съхранява под формата на ДНК (дезоксирибонуклеинова киселина) и нейните основи (аденин, тимин, гуанин и цитозин). Във всички еукариотни клетки (животни, растения, гъби) това присъства в клетъчното ядро под формата на хромозоми. Хромозомата се състои от единична, кохерентна ДНК молекула, която е свързана с определени протеини.

Името хромозома произлиза от гръцки и може да бъде грубо преведено като „цветно тяло“. Това име идва от факта, че много рано в историята на цитологията (1888 г.) учените успяват да ги оцветят с помощта на специални основни багрила и да ги идентифицират в светлинен микроскоп. Те обаче са наистина видими само в определен момент от клетъчния цикъл, митоза (в зародишните клетки, мейоза), когато хромозомата е особено плътна (кондензирана).

Как се изграждат хромозомите?

Ако цялата двойна спирала на ДНК на клетка, т.е. около 3,4 х 109 базови двойки, бяха свързани заедно, това би довело до дължина над един метър. Общата дължина на всички добавени хромозоми е само около 115 µm. Тази разлика в дължината се обяснява с много компактната структура на хромозомите, при която ДНК се навива или спиралира няколко пъти по много специфичен начин.

Хистоните, специална форма на протеини, играят важна роля в това. Има общо 5 различни хистона: H1, H2A, H2B, H3 и H4. Два от последните четири хистона се комбинират, образувайки цилиндрична структура, октамер, около която двойната спирала се навива около два пъти (= супер спирала). Н1 се прикрепя към тази структура, за да я стабилизира.

Този комплекс от ДНК, октамер и Н1 се нарича нуклеозома. Няколко от тези нуклеозоми сега са „като низ от перли“ на относително кратки интервали (10-60 базови двойки) една зад друга. Срезовете между хромозомите се наричат спейсър ДНК. Сега отделните нуклеозоми влизат в контакт отново чрез H1, което създава по-нататъшна спирала и по този начин също компресия.

Получената верига от своя страна е в бримки, които са стабилизирани от скелет, направен от кисели нехистонови протеини, известни също като хертони. Тези бримки от своя страна присъстват в спирали, стабилизирани от протеини, което води до последния етап на компресия. Тази висока степен на компресия обаче се появява само в контекста на клетъчното делене по време на митоза.

В тази фаза можете да видите и характерната форма на хромозомите, която е съставена от две хроматиди. Мястото, където те са свързани, се нарича центромера. Той разделя всяка метафазна хромозома на две къси и две дълги рамена, наричани още p и q рамена.
Ако центромерата лежи приблизително в средата на хромозомата, тя се нарича метацентрична хромозома, ако лежи изцяло в един от краищата на акроцентрична хромозома. Тези между тях се наричат субметацентрични хромозоми. Тези разлики, които вече могат да се видят под светлинния микроскоп, заедно с дължината, позволяват първоначална класификация на хромозомите.

Какви са теломерите?

Теломерите са краищата на хромозомите с повтарящи се последователности (TTAGGG). Те не съдържат никаква подходяща информация, а по-скоро служат за предотвратяване на загубата на по-подходящи ДНК участъци. С всяко клетъчно делене част от хромозомата се губи чрез механизма на репликация на ДНК.

Така че теломерите в известен смисъл са буфер, който забавя точката, в която клетката губи важна информация чрез разделяне. Ако теломерите на клетката са с дължина по-малка от 4000 базови двойки, се инициира програмирана клетъчна смърт (апоптоза). Това предотвратява разпространението на дефектен генетичен материал в организма. Няколко клетки имат теломерази, т.е. ензими, които са в състояние да удължат теломерите отново.

В допълнение към стволовите клетки, от които възникват всички останали клетки, това са зародишни клетки и определени клетки на имунната система. В допълнение, теломеразите се намират и в раковите клетки, поради което се говори за обезсмъртяване на клетка в този контекст.

Прочетете всичко по темата тук: Теломери - Анатомия, функция и болести

Какво представлява хроматинът?

Хроматинът се отнася до цялото съдържание на клетъчно ядро, което може да бъде оцветено с основа. Следователно, в допълнение към ДНК, терминът включва и някои протеини, например хистони и хертони (виж структурата), както и някои РНК фрагменти (hn и snRNA).

В зависимост от фазата в клетъчния цикъл или в зависимост от генетичната активност, този материал се предлага с различна плътност. По-плътната форма се нарича хетерохроматин. За да се улесни разбирането, следователно би могъл да се разглежда като „форма за съхранение“ и тук отново да се прави разлика между конститутивен и факултативен хетерохроматин.

Конститутивният хетерохроматин е най-плътната форма, която присъства във всички фази на клетъчния цикъл в най-високото си ниво на кондензация. Той съставлява около 6,5% от човешкия геном и се намира главно близо до центромерите и краищата на хромозомните рамена (теломери) в малка степен, но също така и на други места (главно хромозоми 1, 9, 16, 19 и Y) . В допълнение, по-голямата част от съставния хетерохроматин се намира близо до ядрената мембрана, т.е.по краищата на клетъчното ядро. Пространството в средата е запазено за активния хроматин, еухроматинът.

Факултативният хетерохроматин е малко по-малко плътен и може да се активира и дезактивира при необходимост или в зависимост от етапа на развитие. Добър пример за това е втората Х хромозома при женските кариотипи. Тъй като една Х хромозома всъщност е достатъчна за оцеляването на клетката, както в крайна сметка е достатъчна за мъжете, една от двете се дезактивира в ембрионалната фаза. дезактивираната Х хромозома е известна като тялото на Barr.

Само по време на клетъчното делене, в контекста на митозата, тя се кондензира напълно, при което достига най-високото си компресиране в метафазата. Тъй като обаче различните гени се четат по различен начин често - в края на краищата не всеки протеин се изисква в едно и също количество по всяко време - тук също се прави разлика между активен и неактивен еухроматин.

Прочетете повече за това под: Хроматин

Хаплоидни хромозоми

Хаплоид (гръцки haploos = единичен) означава, че всички хромозоми на клетката присъстват поотделно, т.е.не са по двойки (диплоидни), както обикновено се случва. Това е естественото състояние на всички яйцеклетки и сперматозоиди, при които двете идентични хроматиди първоначално не се разделят в хода на първата мейоза, а вместо това първо се отделят всички двойки хромозоми.

В резултат на това след първата мейоза дъщерните клетки при хората имат само 23 вместо обичайните 46 хромозоми, което съответства на половината от хаплоидния набор от хромозоми. Тъй като тези дъщерни клетки все още имат идентично копие на всяка хромозома, състояща се от 2 хромозоми, се изисква втората мейоза, при която двете хроматиди са разделени една от друга.

Политенови хромозоми

Политен хромозома е хромозома, изградена от голям брой генетично идентични хроматиди. Тъй като такива хромозоми се виждат лесно дори при по-малко увеличение, те понякога се наричат гигантски хромозоми. Предпоставката за това е ендорепликация, при която хромозомите в клетъчното ядро се умножават няколко пъти, без да настъпи клетъчно делене.

Какви са функциите на хромозомите?

Хромозомата като организационна единица на нашия геном служи главно да гарантира, че удвоеният геном е равномерно разпределен между дъщерните клетки по време на клетъчното делене. За да направите това, струва си да разгледате по-отблизо механизмите на клетъчното делене или клетъчния цикъл:

Клетката прекарва по-голямата част от клетъчния цикъл в интерфазата, което означава целият период от време, в който клетката не е веднага на път да се раздели. Това от своя страна се разделя на фази G1, S и G2.

Фазата G1 (G като в пролука, т.е. пролука) веднага следва клетъчното делене. Тук клетката отново се увеличава по размер и изпълнява общите метаболитни функции.

От тук може да премине и към фаза G0. Това означава, че той преминава към етап, който вече не е способен да се дели и в нормални случаи също се променя значително, за да изпълни много специфична функция (клетъчна диференциация). За да се изпълнят тези задачи, много специфични гени се четат по-интензивно, други по-малко или изобщо не.

Ако сегмент от ДНК не е необходим за дълго време, той често се намира в частите на хромозомите, които са били плътно опаковани за дълго време (вж. Хроматин). От една страна, това има за цел да спести място, но освен другите механизми за генна регулация, това е и допълнителна защита срещу случайно четене. Въпреки това, също така е забелязано, че при много специфични условия диференцираните клетки от фазата G0 могат да влязат отново в цикъла.

Фазата G1 е последвана от S фаза, т.е.фазата, в която се синтезира нова ДНК (репликация на ДНК). Тук цялата ДНК трябва да бъде в най-свободната си форма, т.е.всички хромозоми са напълно разгънати (виж структурата).

В края на фазата на синтез целият генетичен материал присъства в два екземпляра в клетката. Тъй като копието все още е прикрепено към оригиналната хромозома чрез центромерата (виж структурата), не се говори за дублиране на хромозомите.

Сега всяка хромозома се състои от две хроматиди вместо от една, така че по-късно тя може да придобие характерната Х-форма по време на митоза (строго погледнато, Х-формата се отнася само за метацентрични хромозоми). В следващата фаза G2 се извършва непосредствената подготовка за клетъчно делене. Това включва и подробна проверка за грешки при репликация и прекъсвания на нишки, които могат да бъдат поправени, ако е необходимо.

По принцип има два вида клетъчно делене: митоза и мейоза. С изключение на зародишните клетки, всички клетки на организма възникват чрез митоза, чиято единствена задача е образуването на две генетично идентични дъщерни клетки.
Мейозата, от друга страна, има за цел да генерира генетично различни клетки:
В първата стъпка се разделят съответните (хомоложни), но не идентични хромозоми. Едва в следващата стъпка хромозомите, които се състоят от две еднакви хроматиди, се разделят и отново се разпределят по две дъщерни клетки, така че в крайна сметка от една прекурсорна клетка възникват четири зародишни клетки с различен генетичен материал.

Формата и структурата на хромозомите са от съществено значение за двата механизма: Специални "протеинови нишки", т. Нар. Вретенен апарат, се прикрепят към силно кондензираните хромозоми и изтеглят хромозомите в фино регулиран процес от средната равнина (екваториална равнина) към противоположните полюси на клетката около един, за да се осигури равномерно разпределение. Дори малки промени в микроструктурата на хромозомите могат да имат сериозни последици тук.

При всички бозайници съотношението на половите хромозоми X и Y също определя пола на потомството. По принцип всичко зависи от това дали сперматозоидите, които се обединяват с яйцеклетката, имат X или Y хромозома. Тъй като и двете форми на сперматозоиди се произвеждат винаги в абсолютно еднаква степен, вероятността винаги е балансирана и за двата пола. Тази случайна система гарантира по-равномерно разпределение по пол, отколкото би било, например, при фактори на околната среда като температура.

Научете повече по темата: Деление на клетъчното ядро

Как се предава генетичният състав чрез хромозомите?

Днес знаем, че признаците се наследяват чрез гени, които се съхраняват в клетките под формата на ДНК. Те от своя страна са разделени на 46 хромозоми, върху които са разпределени 25 000-30000 човешки гени.

В допълнение към самото свойство, което се нарича фенотип, има и генетичен еквивалент, който се нарича генотип. Мястото, където генът е върху хромозомата, се нарича локус. Тъй като хората имат двойно всяка хромозома, всеки ген също се среща два пъти. Единственото изключение от това са X-хромозомните гени при мъжете, тъй като Y-хромозомата носи само част от генетичната информация, открита в X-хромозомата.

Различните гени, които са в един и същ локус, се наричат алели. Често в един локус има повече от два различни алела. След това се говори за полиморфизъм. Такъв алел може просто да бъде безвреден вариант (нормален вариант), но също така и патологични мутации, които могат да бъдат причина за наследствено заболяване.

Ако мутацията на отделен ген е достатъчна, за да промени фенотипа, се говори за моногенно или менделево наследство. Много от наследствените черти обаче се наследяват чрез няколко взаимодействащи гена и следователно са много по-трудни за изследване.

Тъй като майката и бащата предават по един от двата си гена на детето в менделско наследство, винаги има четири възможни комбинации в следващото поколение, при което те също могат да бъдат еднакви по отношение на едно свойство. Ако и двата алела на индивида имат един и същ ефект върху фенотипа, индивидът е хомозиготен по отношение на тази характеристика и характеристиката е съответно напълно изразена.

Хетерозиготите имат два различни алела, които могат да взаимодействат помежду си по различни начини: Ако един алел е доминиращ над друг, той напълно потиска своята експресия и доминиращата черта става видима във фенотипа. Потиснатият алел се нарича рецесивен.

В случай на кодоминантно наследство, и двата алела могат да се изразят незасегнати един от друг, докато в случай на междинно наследство има комбинация от двете характеристики. Добър пример за това е системата от кръвни групи AB0, в която A и B са доминиращи помежду си, но 0 са доминиращи един над друг.

Какъв е нормалният набор от хромозоми при хората?

Човешките клетки имат 22 независими от пола двойки хромозоми (автозоми) и две полови хромозоми (гонозоми), така че общо 46 хромозоми съставляват един набор от хромозоми.

Автозомите обикновено идват по двойки. Хромозомите на една двойка са сходни по форма и последователност на гените и следователно се наричат хомоложни. Двете Х хромозоми при жените също са хомоложни, докато мъжете имат Х и Y хромозома. Те се различават по формата и броя на наличните гени по такъв начин, че вече не може да се говори за хомология.

Зародишните клетки, т.е. яйцеклетките и сперматозоидите, имат само половината хромозомен набор поради мейоза, а именно 22 отделни автозоми и по една гонозома всяка. Тъй като зародишните клетки се сливат по време на оплождането и понякога разменят цели сегменти (кръстосване), се създава нова комбинация от хромозоми (рекомбинация). Всички хромозоми заедно се наричат кариотип, който с малки изключения (вж. Хромозомни аберации) е идентичен при всички индивиди от същия пол.

Тук можете да разберете всичко по темата: Mitosis - Просто обяснено!

Защо винаги има двойки хромозоми?

По принцип на този въпрос може да се отговори с едно изречение: Тъй като се оказа полезно.Наличието на хромозомни двойки и принципът на рекомбинация са от съществено значение за наследяването по отношение на половото размножаване. По този начин от генетичния материал на два индивида случайно може да се появи напълно нов индивид.

Тази система значително увеличава разнообразието от свойства в даден вид и гарантира, че тя може да се адаптира към променените условия на околната среда много по-бързо и по-гъвкаво, отколкото би било възможно само чрез мутация и селекция.

Двойният набор от хромозоми има и защитен ефект: ако мутация на ген би довела до отказ на функцията, във втората хромозома все още има един вид „резервно копие“. Това не винаги е достатъчно, за да може организмът да компенсира неизправността, особено ако мутиралият алел е доминиращ, но увеличава шанса за това. В допълнение, по този начин мутацията не се предава автоматично на всички потомци, което от своя страна предпазва вида от прекалено радикални мутации.

Какво е хромозомна мутация?

Генетични дефекти могат да възникнат от йонизиращо лъчение (напр. Рентгенови лъчи), химични вещества (напр. Бензопирен в цигарения дим), някои вируси (напр. HP вируси) или с малка вероятност те също могат да възникнат чисто случайно. В развитието му често участват няколко фактора. По принцип такива промени могат да възникнат във всички телесни тъкани, но по практически причини анализът обикновено се ограничава до лимфоцити (специален тип имунни клетки), фибробласти (клетки на съединителната тъкан) и клетки на костния мозък.

Хромозомната мутация е основна структурна промяна в отделните хромозоми. Отсъствието или добавянето на цели хромозоми, от друга страна, би било геномна или плоидна мутация, докато терминът генна мутация се отнася до сравнително малки промени в гена. Терминът хромозомна аберация (лат. Aberrare = да се отклонявам) е малко по-широк и включва всички промени, които могат да бъдат открити със светлинния микроскоп.

Мутациите могат да имат много различни ефекти:

Тихите мутации, т.е.мутации, при които промяната няма ефект върху индивида или неговото потомство, са доста нетипични за хромозомните аберации и по-често се откриват в областта на генни или точкови мутации.
Човек говори за мутация със загуба на функция, когато мутацията води до неправилно сгънат и следователно безфункционален протеин или изобщо без протеин.
Така наречените мутации на печалба от функцията променят вида на ефекта или количеството произведени протеини по такъв начин, че да възникнат напълно нови ефекти. От една страна, това е решаващ механизъм за еволюцията и по този начин за оцеляването на даден вид или появата на нови видове, но от друга страна, както в случая с хромозомата Филаделфия, той също може да има решаващ принос за развитието на ракови клетки.

Най-известната от различните форми на хромозомни аберации вероятно са числените аберации, при които отделни хромозоми присъстват само веднъж (монозомия) или дори трикратно (тризомия).

Ако това се отнася само за една хромозома, тя се нарича анеуплоидия и целият набор от хромозоми е засегнат от полиплоидия (три- и тетраплоидия). В повечето случаи това малтретиране възниква в хода на развитието на зародишните клетки чрез неразделяне (недисюнкция) на хромозомите по време на клетъчното делене (мейоза). Това води до неравномерно разпределение на хромозомите върху дъщерните клетки и по този начин до числена аберация при детето.

Монозомиите на неполови хромозоми (= автозоми) са несъвместими с живота и поради това не се срещат при живи деца. С изключение на тризомии 13, 18 и 21, автозомните тризомии почти винаги водят до спонтанни аборти.

Във всеки случай, за разлика от аберациите на половите хромозоми, които също могат да бъдат незабележими, винаги има сериозни клинични симптоми и като правило повече или по-малко изразени външни аномалии (дисморфизми).

Такова малтретиране може да се случи и по-късно в живота с митотично клетъчно делене (всички клетки с изключение на зародишните клетки). Тъй като в допълнение към засегнатите клетки има непроменени клетки, се говори за соматична мозайка. Под соматични (гръцки soma = тяло) се разбират всички клетки, които не са зародишни клетки. Тъй като е засегната само малка част от клетките на тялото, симптомите обикновено са много по-леки. Следователно видовете мозайка често остават неоткрити за дълго време.

Тук можете да разберете всичко по темата: Хромозомна мутация

Какво представлява хромозомната аберация?

Структурната хромозомна аберация основно отговаря на дефиницията на хромозомната мутация (виж по-горе). Ако количеството генетичен материал остава същото и просто се разпределя по различен начин, се говори за балансирана аберация.

Това често се прави чрез транслокация, т.е.прехвърляне на хромозомен сегмент в друга хромозома. Ако това е обмен между две хромозоми, единият говори за реципрочна транслокация. Тъй като за производството на протеини са необходими само около 2% от генома, вероятността такъв ген е в точката на прекъсване и по този начин губи своята функция или е нарушена в него. Следователно такава балансирана аберация често остава незабелязана и се предава в продължение на няколко поколения.

Това обаче може да доведе до неправилно разпределение на хромозомите по време на развитието на зародишните клетки, което може да доведе до безплодие, спонтанни аборти или потомство с небалансирана аберация.

Неуравновесената аберация може също да възникне спонтанно, т.е.без фамилна анамнеза. Вероятността дете да се роди живо с небалансирана аберация зависи силно от засегнатите хромозоми и варира между 0 и 60%. Това води до загуба (= заличаване) или дублиране (= дублиране) на хромозомен сегмент. В този контекст се говори и за частични моно- и тризомии.

В някои случаи те се срещат заедно в два различни региона, като частичната монозомия обикновено е по-решаваща за появата на клинични симптоми. Това са видни примери за изтриване Синдром на котешки писък и синдром на Вълк-Хиршхорн.

Говори се за микроделеция, когато промяната вече не може да бъде определена със светлинния микроскоп, т.е. когато става въпрос за загубата на един или няколко гена. Това явление се счита за причина за синдрома на Prader-Willi и синдрома на Angelman и е тясно свързано с развитието на рециобластома.

Преместването на Робъртсън е специален случай:
Две акроцентрични хромозоми (13, 14, 15, 21, 22) се обединяват в своята центромера и образуват една хромозома, след като късите рамена са загубени (виж структурата). Въпреки че това води до намален брой хромозоми, това се нарича балансирана аберация, тъй като загубата на късите рамена в тези хромозоми може лесно да бъде компенсирана. И тук ефектите често се забелязват само в следващите поколения, тъй като има много голяма вероятност от спонтанни аборти или живи деца с тризомия.

Ако има две прекъсвания в хромозомата, може да се случи междинният сегмент да се завърти на 180 ° и да се включи в хромозомата. Този процес, известен като инверсия, е небалансиран само ако точката на прекъсване се намира в активен ген (2% от общия генетичен материал). В зависимост от това дали центромерата е вътре или извън обърнатия сегмент, това е пери- или парацентрична инверсия. Тези промени могат също да допринесат за неравномерното разпределение на генетичния материал върху зародишните клетки.

При парацентрична инверсия, при която центромерата не е в обърнатия сегмент, също могат да се появят зародишни клетки с две или без центромера. В резултат на това съответната хромозома се губи по време на първите клетъчни деления, което почти сигурно води до спонтанен аборт.

Вмъкването е инсталиране на хромозомен фрагмент на друго място. И тук потомството се засяга предимно по подобен начин. Пръстенна хромозома може да възникне по-специално след изтриване на крайните части. Видът и размерът на последователностите са определящи за тежестта на симптомите. В допълнение, това може да доведе до неправилно разпределение и по този начин до мозайка в клетките на тялото.

Ако метафазната хромозома се отдели неправилно по време на клетъчното делене, могат да се получат изохромозоми. Това са две абсолютно еднакви хромозоми, които се състоят само от дълги или само къси рамена. В случая на X хромозомата това може да се прояви като синдром на Ulrich-Turner (монозомия X).

Прочетете повече информация по тази тема: Хромозомна аберация

Тризомия 21

Тризомията 21, по-известна като синдром на Даун, е може би най-честата числена хромозомна аберация сред живородените, като мъжете са засегнати малко по-често (1.3: 1).

Вероятността за поява на тризомия 21 зависи от различни демографски фактори, като средната възраст при раждане на майките, и варира леко от регион до регион.

95% от тризомията 21 възниква в резултат на грешка в разделянето в контекста на мейозата (делене на зародишните клетки), а именно недисюнкция, т.е.неспособността да се отделят сестринските хроматиди.

Те са известни като свободни тризомии и възникват 90% при майката, 5% при бащата и още 5% при ембрионалния геном.

Други 3% са резултат от небалансирани транслокации или на хромозома 14, или като 21; 21 транслокация, създавайки нормална и двойна хромозома 21. Останалите 2% са мозаечни видове, при които тризомията не е възникнала в зародишните клетки и следователно не засяга всички телесни клетки. Видовете мозайка често са толкова меки, че могат да останат напълно неоткрити за дълго време.

Във всеки случай трябва да се извърши хромозомно изследване, за да се разграничи симптоматично идентичната свободна тризомия от евентуално наследената транслокационна тризомия. Тогава може да последва семейна история от предишните поколения.

Интересувате ли се от тази тема? Прочетете следващата статия за това: Тризомия 21

Тризомия 13

Синдромът на тризомия 13 или Патау има честота 1: 5000 и е много по-рядък от синдрома на Даун. Причините (свободни тризомии, транслокации и видове мозайки) и тяхното процентно разпределение са до голяма степен идентични.

На теория почти всички случаи могат да бъдат диагностицирани пренатално с помощта на ултразвук или тест PAPP-A. Тъй като тестът PAPP-A не е задължително част от рутинните прегледи, около 80% от случаите в Централна Европа се диагностицират преди раждането.

Остатък от растеж, двустранна цепнатина на устната и небцето и необичайно малки очи (микрофталмия) вече могат да се видят на ултразвука. Освен това обикновено се наблюдават малформации на предния мозък и лицето с различна степен на тежест (холопрозенцефалия).

Докато при лобарната форма мозъчните полукълба са почти напълно разделени и се създават странични вентрикули, при полу-лобарната форма често се отделя само задната част на мозъка и липсват страничните вентрикули. При най-тежката форма, алобарната форма, няма отделяне на мозъчните полукълба.

Кърмачетата с полу- или алобарна форма обикновено умират веднага след раждането. След един месец смъртността е около 50% от живородените. До 5-годишна възраст смъртността от тризомия 13 се увеличава до 90%. Поради малформациите в мозъка, в повечето случаи болните остават приковани до леглото за цял живот и не могат да говорят, поради което са зависими от пълна грижа. Освен това може да има и далечни физически прояви на Trismoie 13.

Прочетете повече по темата на: Тризомия 13 при нероденото дете

Тризомия 16

По принцип тризомията 16 е най-често срещаната тризомия (около 32% от всички тризомии), но живите деца с тризомия 16 са много редки. По принцип живорожденията се случват само при частични тризомии или мозаечни видове. Сред тризомиите обаче той е най-често отговорен за мъртвородени деца: 32 от 100 спонтанни аборта поради хромозомни аберации могат да бъдат проследени обратно до тази форма на тризомия.

Следователно са документирани предимно пренатални, т.е.пренатални, идентифицируеми характеристики. Тук се отбелязват различни сърдечни дефекти, забавен растеж, единична пъпна артерия (иначе двойна) и повишена прозрачност на шията, което се обяснява с натрупване на течности поради все още не напълно развитата лимфна система и повишената еластичност на кожата в тази област. В допълнение, физиологичната пъпна херния, т.е. временното изместване на голяма част от червата през пъпа навън, често не регресира правилно, което е известно като омфалоцеле или счупване на пъпната връв.

Флексионна контрактура с кръстосани пръсти също често може да бъде открита при ултразвук. При малкото живородени деца се забелязва генерализирана мускулна хипотония, т.е. обща мускулна слабост. Това води до слабост при пиене и може да гарантира, че бебето трябва да бъде хранено изкуствено. Често се появява и браздата с четири пръста, която е толкова характерна за тризомиите. И тук честотата на поява на тризомията е пряко свързана с възрастта на майката.

Тризомия 18

Синдром на Едуардс, т.е. тризомия 18, се среща с честота 1: 3000. С пренаталната диагностика е същото като със синдрома на Патау: И тук едни и същи изследвания биха позволили всички пациенти да бъдат открити напълно преди раждането. Причините и тяхното разпространение могат да бъдат сравнени с други тризомии (вж. Тризомия 21).

Освен това при тризомия 18 се наблюдават частични тризомии, които, подобно на мозаечните видове, водят до много по-леки клинични течения. Свързаните дисморфизми също са изключително характерни за синдрома на Едуардс: При раждането пациентите имат силно намалено телесно тегло от 2 кг (норма: 2,8-4,2 кг), отстъпващо широко чело, обикновено слабо развита долна половина на лицето с малка уста отварящи се, тесни прорези на клепачите и завъртяни назад, промяна на формата на ушите (ухото на фавна). Забележима е и задната част на главата, която е необичайно силно развита за новородено. Ребрата са необичайно тесни и крехки. Новородените също имат постоянно напрежение (тонус) на цялата мускулатура, което обаче регресира при оцелелите след първите няколко седмици.

Друга характерна особеност е кръстосването на 2-ри и 5-ти пръст над 3-ти и 4-ти с общия брой начукани пръсти, докато стъпалата са необичайно дълги (изпъкнали), имат особено изразена пета, закърнели нокти на краката и отстъпил голям палец на крака .

Сериозните малформации на органите са често срещани и обикновено се появяват в комбинация: сърдечни и бъбречни дефекти, малформация (малротация) на червата, сраствания на перитонеума (mesenterium commune), запушване на хранопровода (атрезия на хранопровода) и много други.

Поради тези малформации, смъртността е около 50% през първите 4 дни, само около 5-10% живеят до над една година. Оцеляването в зряла възраст е абсолютното изключение. Във всеки случай интелектуалното увреждане е силно изразено и не може да говори, приковано е към леглото и инконтинент, така че напълно зависи от външна помощ.

За по-подробна информация за тризомия 18, моля, прочетете и нашата подробна статия по темата:

Тризомия 18 (Синдром на Едуардс)
Тризомия 18 при нероденото дете

Тризомия X

Тризомията X е най-незабележимата форма на числена хромозомна аберация, външният вид на засегнатите, които са логично всички жени, не се различава значително от другите жени. Някои се открояват, защото са особено високи и имат донякъде „пълни“ черти на лицето. Психичното развитие също може да бъде до голяма степен нормално, вариращо от гранично нормално до леко умствено увреждане.

Този дефицит на интелигентност обаче е малко по-сериозен, отколкото при другите тризомии на половите хромозоми (XXY и XYY). С честота 1: 1000 всъщност не е толкова рядко, но тъй като тризомията обикновено не е свързана с клинично значими симптоми, повечето жени със заболяването вероятно никога няма да бъдат диагностицирани през целия си живот.

Носителите се откриват най-вече случайно по време на семеен преглед или по време на пренатална диагностика.Фертилитетът може да бъде леко намален и процентът на аберации на половите хромозоми в следващото поколение може да бъде леко увеличен, така че се препоръчва генетично консултиране, ако искате да имате деца.

Както при другите тризомии, тризомията X най-често се развива като свободна тризомия, т.е.поради липса на разделение (недисюнкция) на сестринските хроматиди. И тук обикновено възниква по време на узряването на майчините яйцеклетки, въпреки че вероятността се увеличава с възрастта.

Крехък X синдром

Синдромът на крехък X или синдром на Мартин Бел се предпочита при мъжете, тъй като те имат само една Х хромозома и следователно са по-засегнати от промяната.

Това се случва с честота 1: 1250 сред живородените мъжки раждания за една година, което го прави най-честата форма на неспецифична умствена изостаналост, т.е.

Синдромът на крехък X обикновено може да се появи при момичета в малко по-слаба форма, което се дължи на случайното инактивиране на една от Х хромозомите. Колкото по-висок е делът на изключената здрава Х хромозома, толкова по-силни са симптомите.

През повечето време обаче жените са носители на премутацията, която все още не предизвиква никакви клинични симптоми, но значително увеличава вероятността от пълна мутация при техните синове. В много редки случаи мъжете също могат да бъдат носители на премутацията, която след това могат да предадат само на дъщери, които обаче обикновено са клинично здрави (парадокс на Шерман).

Синдромът се задейства от изключително увеличен брой триплети CGG (определена базова последователност) в гена FMR (крехко място-умствена изостаналост); вместо 10-50 копия, премутацията 50-200, когато е напълно развита 200- 2000 копия.

Под светлинния микроскоп това изглежда като счупване на дългата ръка, което даде името на синдрома. Това води до дезактивиране на засегнатия ген, което от своя страна причинява симптомите.

Засегнатите хора показват забавено развитие на речта и движението и могат да покажат поведенчески проблеми, които могат да отидат в посока на хиперактивност, но също така и на аутизъм. Чисто външните аномалии (признаци на дисморфизъм) са дълго лице с изпъкнала брадичка и изпъкнали уши. С пубертета тестисите често се увеличават значително (макроорхидия) и чертите на лицето стават по-груби. Има леко натрупване на психологически аномалии и особено ранна менопауза сред жените носители на премутацията.

Какво представлява хромозомният анализ?

Хромозомният анализ е процес в цитогенетиката, с който могат да се открият числени или структурни хромозомни аберации.

Такъв анализ би се използвал, например, ако веднага се подозира хромозомен синдром, т.е. в случай на малформации (дисморфизми) или интелектуални увреждания (изоставане), но също така и в случай на безплодие, редовни спонтанни аборти (аборти) и някои видове рак (напр. лимфоми или левкемия).

Това обикновено изисква лимфоцити, специален вид имунни клетки, които се получават от кръвта на пациента. Тъй като по този начин може да се получи само сравнително малко количество, клетките се стимулират да се разделят с фитохемаглутинин и след това лимфоцитите могат да се култивират в лабораторията.

В някои случаи вместо това се вземат проби (биопсии) от кожата или гръбначния мозък, с подобна процедура. Целта е да се получи възможно най-много ДНК материал, който в момента е в средата на клетъчното делене. В метафазата всички хромозоми са подредени на едно ниво приблизително в средата на клетката, за да бъдат привлечени към противоположните страни (полюсите) на клетката в следващата стъпка, анафазата.

В този момент хромозомите са особено плътно опаковани (силно кондензирани). Добавя се вретеновата отрова колхицин, който действа точно в тази фаза на клетъчния цикъл, така че метафазните хромозоми се натрупват. След това те се изолират и оцветяват с помощта на специални методи за оцветяване.

Най-често срещаната е GTG лентата, при която хромозомите се третират с трипсин, храносмилателен ензим и пигмента Giemsa. Особено гъсто опакованите региони и богатите на аденин и тимин са показани тъмни.

Получените G-ленти са характерни за всяка хромозома и с опростени термини се считат за регионите с по-малко гени. Снимка на хромозомите, оцветени по този начин, се прави с хиляднократно увеличение и се създава кариограма с помощта на компютърна програма. В допълнение към лентовия модел, размерът на хромозомата и положението на центромерата се използват, за да помогнат за съответното подреждане на хромозомите. Но има и други методи за лентообразуване, които могат да имат много различни предимства.