Downov syndrom trisomie a pohlavní chromozomy



Jeden trisomie je to chromozomální stav jedinců, kteří namísto normálního páru nesou tři chromozomy. V diploidech, normální obálka je dva chromozomy každý chromosomal doplněk, který definuje druh.

Změna v počtu pouze jednoho chromozomu se nazývá aneuploidie. Pokud by zahrnoval změny celkového počtu chromozomů, byl by to skutečný ploidy nebo eupolidy. Lidská bytost má 46 chromozomů v každé ze svých somatických buněk. Pokud mají jednu trizomii, budou mít 47 chromozomů.

Trisomie jsou statisticky časté a představují velké změny pro nosný organismus. Mohou se také vyskytovat u lidí a jsou spojeny s komplexními chorobami nebo syndromy.

Tam jsou trisomies v lidské bytosti známé všemi. Nejčastěji se vyskytující a nejčastější je trisomie chromozomu 21, nejčastější příčina tzv. Downova syndromu.

Existují i ​​jiné trisomie u člověka, které představují pro nositele velké fyziologické náklady. Mezi nimi máme trizomii chromozomu X, což představuje obrovskou výzvu pro ženu, která trpí.

Každý živý eukaryotický organismus může představovat trizomii. Obecně platí, že u rostlin je jakákoli změna v počtu chromozomů (aneuploidie) mnohem škodlivější než zvýšení počtu chromozomálních doplňků tohoto druhu. U jiných zvířat, obecně platí, že aneuploidie jsou také příčinou více stavů.

Index

  • 1 Trisomie chromozomu 21 (Downův syndrom: 47, +21)
    • 1.1 Popis a trochu historie
    • 1.2 Genetické příčiny onemocnění
  • 2 Projev choroby
  • 3 Diagnostika a studie v jiných živých systémech
  • 4 Trisomie pohlavních chromozomů u lidí
    • 4.1 Trojitý X syndrom (47, XXX)
    • 4.2 Kleinefelterův syndrom (47, XXY)
    • 4.3 Syndrom XYY (47, XYY)
  • 5 Trisomie v jiných organismech
  • 6 Odkazy

Trisomie chromozomu 21 (Downův syndrom: 47, +21)

(Kompletní) trizomie chromozomu 21 u lidí určuje přítomnost 47 chromozomů v diploidních somatických buňkách. Dvacet dva párů poskytuje 44 chromozomů, zatímco trojice chromozomu 21 poskytuje tři další - jeden z nich je nadpočetný. To znamená, že je to chromozóm, který "skončil".

Popis a malá historie

Trisomie chromozomu 21 je nejběžnější aneuploidií u lidí. Stejně tak je tato trizomie také nejčastější příčinou Downova syndromu. Nicméně, i když jsou jiné somatické trisomie častější než u chromozomu 21, většina z nich je obvykle embryonální stadia letální.

To znamená, že embrya s trisomies 21 mohou přijít při narození, zatímco jiná trisomická embrya nemohou. Postnatální přežití je navíc mnohem vyšší u dětí s trizomií na chromozomu 21 v důsledku nízké genové frekvence tohoto chromozomu.

Jinými slovy, existuje jen málo genů, které budou zvýšeny v počtu kopií, protože chromozóm 21 je nejmenším autosomem všech.

Downův syndrom poprvé popsal anglický lékař John Langdon Down v období od roku 1862 do roku 1866. Nicméně asociace onemocnění s chromozómem 21 byla založena o sto let později. Na těchto studiích se podíleli francouzští výzkumníci Marthe Gautier, Raymond Turpin a Jèrôme Lejeune.

Genetické příčiny onemocnění

Trisomie chromozomu 21 je způsobena spojením dvou gamet, z nichž jeden je nosičem více než jedné kopie, úplné nebo částečné, chromozomu 21. Existují tři způsoby, jak to může nastat..

V prvním z nich, u jednoho z rodičů, nedisjekce chromozomů 21 během meiózy vede ke vzniku gamet se dvěma chromozomy 21 namísto jednoho. Non-disjunkce znamená "nedostatek separace nebo segregace". Je to gameta, která může vést k pravému trizomii tím, že spojí další gametu s jedinou kopií chromozomu 21.

Další méně častou příčinou této trizomie je tzv. Robertsonova translokace. Dlouhé rameno chromozomu 21 se v něm přemísťuje do jiného chromozomu (obvykle 14). Sjednocení jednoho z těchto gamet s jiným normálním bude mít za následek vznik embryí s normálními karyotypy.

Existují však další kopie dědičného materiálu chromozomu 21, který je dostatečnou příčinou onemocnění. Syndrom může být také způsoben jinými chromozomálními aberacemi nebo mozaikou.

V mozaice, jedinec představuje buňky s normálními karyotypy, střídavě s buňkami s aberantními karyotypy (trisomic pro chromosome 21) \ t.

Projev choroby

Základní příčinou Downova syndromu je zvýšená exprese některých enzymů v důsledku existence tří kopií genů na chromozomu 21 namísto dvou.

Tato zvýšená exprese vede ke změnám v normální fyziologii jedince. Některé z takto postižených enzymů zahrnují superoxid dismutázu a cystaci beta-syntázy. Mnoho dalších je spojeno se syntézou DNA, primárním metabolismem a kognitivní schopností jedince.

Onemocnění se projevuje na různých úrovních. Vrozené srdeční vady jsou některé z nejdůležitějších, které určují délku života osob postižených trizomií..

Mezi další stavy, které postihuje nemocné jedince, patří abnormality gastrointestinálního traktu, hematologické, endokrinní, otorinolaryngologické a muskuloskeletální poruchy, jakož i poruchy zraku..

Důležité jsou také neurologické poruchy a zahrnují mírné až středně těžké poruchy učení. Většina dospělých jedinců s Downovým syndromem má Alzheimerovu chorobu.

Diagnostika a studie v jiných živých systémech

Prenatální diagnostika Down může být provedena několika způsoby. To zahrnuje ultrazvuk, stejně jako odběr vzorků choriových vlasů a amniocentézy. Oba mohou být použity pro počítání chromozomů, ale představují určitá rizika.

Další modernější testy zahrnují chromozomální analýzu pomocí FISH, další imunohistologické techniky a testy genetického polymorfismu založené na amplifikaci DNA pomocí PCR..

Studium trizomie chromozomu 21 v systémech hlodavců nám umožnilo analyzovat syndrom bez experimentování s lidmi. Vztahy genotyp / fenotyp tak byly bezpečně a spolehlivě analyzovány.

Stejným způsobem bylo možné přistoupit k testování strategií a terapeutických činidel, která mohou být později použita u lidí. Ukázalo se, že nejúspěšnějším modelem hlodavců pro tyto studie je myš.

Trisomie pohlavních chromozomů u lidí

Obecně platí, že aneuploidie pohlavních chromozomů mají méně zdravotních následků než autosomy u lidí. Samice lidského druhu jsou XX a samci XY.

Nejčastější sexuální trisomie u lidí jsou XXX, XXY a XYY. Je zřejmé, že nemohou být jednotlivci YY, natož YYY. XXX jedinci morfologicky jsou ženy, zatímco XXY a XYY jsou muži.

Syndrom trojitého X (47, XXX)

XXX jedinci u lidí jsou ženy s dalším X chromozomem. Fenotyp spojený se stavem se mění s věkem, ale u dospělých jedinců má normální fenotyp.

Statisticky vzato, jeden z každých tisíc žen je XXX. Fenotypová vlastnost běžná u XXX žen je předčasný vývoj a růst a neobvykle dlouhé dolní končetiny.

Na jiných úrovních mají XXX ženy často poruchy sluchu nebo rozvoje jazyka. Na konci dospívání obvykle překonávají problémy spojené s jejich sociální adaptací a zlepšují kvalitu svého života. Psychiatrické poruchy u XXX žen jsou však častější než u XX žen.

U žen je jeden z chromozomů X inaktivován během normálního vývoje jedince. Předpokládá se, že XXX ženy inaktivují dva z nich. Předpokládá se však, že většina důsledků vyplývajících z trizomie je způsobena genetickou nerovnováhou.

To znamená, že taková inaktivace není účinná nebo dostatečná k tomu, aby se zabránilo rozdílům v expresi určitých (nebo všech) genů. To je jeden z nejvíce studovaných aspektů nemoci z molekulárního hlediska.

Stejně jako v případě jiných trisomií je prenatální detekce trojité trojzoměry X stále založena na studii karyotypu..

Kleinefelterův syndrom (47, XXY)

Říká se, že tito jedinci jsou samci tohoto druhu s dalším X chromozomem. Příznaky aneuploidie se liší v závislosti na věku jedince a obvykle pouze tehdy, když jsou dospělí, je diagnostikován stav.

To znamená, že tato sexuální aneuploidie nevede ke vzniku postižení tak velkých, jako jsou ty, které způsobují trisomie v autosomálních chromozomech..

Dospělí samci XXY produkují malé nebo žádné spermie, varlata a malý penis a snížené libido. Jsou vyšší než průměrné, ale mají také menší ochlupení obličeje a těla.

Mohou mít zvětšená prsa (gynekomastie), sníženou svalovou hmotu a slabé kosti. Podávání testosteronu je obvykle užitečné při léčbě některých endokrinologických aspektů souvisejících se stavem.

Syndrom XYY (47, XYY)

Tento syndrom pociťují samci lidského druhu (XY), kteří mají další chromozom Y. Důsledky přítomnosti dalšího chromozomu Y nejsou tak dramatické jako u jiných trisomií.

Jedinci XYY jsou fenotypicky samec, pravidelně vysoký a s mírně prodlouženými končetinami. Produkují normální množství testosteronu a nepředstavují určité problémy s chováním nebo učením, jak bylo v minulosti uvažováno.

Mnoho jedinců XYY nevědí o svém chromozomálním stavu. Jsou fenotypicky normální a navíc plodné.

Trisomie v jiných organismech

Byl analyzován vliv aneuploidií na rostliny a porovnán s účinkem změny euploidie. Obecně, změny v číslech v jednom nebo méně chromozomech jsou více škodlivé pro normální fungování jedince než změny v kompletních souborech chromozomů.

Zdá se, že nerovnováha ve výrazech, stejně jako v popsaných případech, způsobuje škodlivé účinky rozdílů.

Odkazy

  1. Herault, Y., Delabar, J. M., Fisher, E. M. C., Tybulewicz, V.L.J., Yu, E., Brault, V. (2017) Modely hlodavců ve výzkumu Downova syndromu: dopad a budoucnost. Společnost biologů, 10: 1165-1186. doi: 10.1242 / dmm.029728
  2. khtar, F., Bokhari, S.R.A. 2018. Downův syndrom (Trisomie 21) [Aktualizováno 2018 27. října]. V: StatPearls [Internet]. Ostrov pokladů (FL): StatPearls Publishing; 2018 Jan-. K dispozici na adrese: ncbi.nlm.nih.gov
  3. Otter, M., Schrander-Stumpel, C. T., Curfs, L.M. (2010) syndrom Triple X: přehled literatury. European Journal of Human Genetics, 18: 265-271.
  4. Papavassiliou, P., Charalsawadi, C., Rafferty, K., Jackson-Cook, C. (2014) Mosaicismus pro trizomii 21: přehled. American Journsl lékařské genetiky část A, 167A: 26-39.
  5. Santorum, M., Wright, D., Syngelaki, A., Karagioti, N., Nicolaides, KH (2017) Přesnost kombinovaného testu prvního trimestru při screeningu na trisomie 21, 18 a 13. Ultrazvuk v porodnictví a gynekologii, 49 : 714-720.
  6. Tartaglia, N. R., Howell, S., Sutherland, A., Wilson, R., Wilson, L. (2010) Přehled trizomie X (47, XXX). Orphanet žurnál vzácných nemocí, 5, ojrd.com