TRISOMIA: DOWNIN OIREYHTYMÄ JA SUKUPUOLIKROMOSOMIT - BIOLOGIA - 2026

Trisomia on kromosomi-ehto yksilöitä, jotka harjoittavat kolme kromosomia sijaan normaalin parin. Diploideissa normaali omaisuus on kaksi kromosomia jokaisesta kromosomikomplementista, joka määrittelee lajin.

Vain yhden kromosomin lukumäärän muutosta kutsutaan aneuploidiaksi. Jos se käsittää muutokset kromosomien kokonaismäärässä, se olisi tosi ploidia tai eupolidia. Ihmisellä on 46 kromosomia jokaisessa somaattisessa solussaan. Jos heillä on yksi trisomy, heillä on 47 kromosomia.

Karyotyyppi, joka osoittaa trisomian kromosomissa 21. Yhdysvaltain energiaministeriön ihmisgenomiohjelma., Wikimedia Commonsin kautta.

Trisomiat ovat tilastollisesti yleisiä ja edustavat suuria muutoksia kantaja-organismissa. Niitä voi esiintyä myös ihmisillä, ja ne liittyvät monimutkaisiin sairauksiin tai oireyhtymiin.

Ihmisissä on trisomia, jotka ovat kaikkien tiedossa. Yleisimmin käyty, yleisin ja tunnetuin kaikista on kromosomin 21 trisomia, yleisin syy ns. Downin oireyhtymään.

Ihmisissä on muita trisomioita, jotka edustavat suuria fysiologisia kustannuksia kantajalle. Niiden joukossa meillä on X-kromosomin trisomia, joka on valtava haaste siitä kärsivälle naiselle.

Kaikilla elävillä eukaryoottisilla organismeilla voi olla trisomia. Yleensä kasveissa mikä tahansa kromosomimäärän muutos (aneuploidia) on paljon vahingollisempaa kuin lajin kromosomikomplementin lukumäärän kasvu. Muilla eläimillä aneuploidiat ovat yleensä syynä myös moniin sairauksiin.

Kromosomin 21 trisomia (Downin oireyhtymä: 47, +21)

Kromosomin 21 trisomia (täydellinen) ihmisillä määrittää 47 kromosomin läsnäolon diploidisissa somaattisissa soluissa. 22 paria tarjoaa 44 kromosomia, kun taas kromosomissa 21 oleva trio tarjoaa kolme muuta - joista yksi on ylimääräinen. Toisin sanoen, se on kromosomi, että "on liikaa".

Kuvaus ja vähän historiaa

Kromosomin 21 trisomia on yleisin aneuploidia ihmisillä. Samoin tämä trisomy on myös yleisin syy Downin oireyhtymään. Vaikka muut somaattiset trisomiat ovat yleisempiä kuin kromosomissa 21, useimmilla on taipumus olla tappavammat alkion vaiheissa.

Toisin sanoen alkioissa, joissa on trisomia 21, voi tulla syntymään, kun taas muut trisomiset alkiat eivät voi. Lisäksi synnytyksen jälkeinen eloonjääminen on paljon suurempi lapsilla, joilla on trisomia kromosomissa 21, johtuen tämän kromosomin matalasta geenitaajuudesta.

Toisin sanoen, muutama geeni kasvaa kopioiden lukumäärässä, koska kromosomi 21 on pienin autosomi kaikista.

Down-oireyhtymää kuvasi ensin englantilainen lääkäri John Langdon Down vuosina 1862-1866. Taudin yhteys kromosomiin 21 kuitenkin todettiin noin sata vuotta myöhemmin. Ranskan tutkijat Marthe Gautier, Raymond Turpin ja Jèrôme Lejeune osallistuivat näihin tutkimuksiin.

Taudin geneettiset syyt

Kromosomin 21 trisomia johtuu kahden sukusolujen yhdistymisestä, joista toinen on useamman kuin yhden kromosomin 21 kokonaisen tai osittaisen kopion kantaja. Tämä tapahtuu kolmella tavalla.

Ensimmäisessä, yhdessä vanhemmista, kromosomien 21 jakautumattomuus meioosin aikana aiheuttaa sukusoluja, joissa on kaksi kromosomia 21 yhden sijaan. Erottamattomuus tarkoittaa "erottumisen tai segregaation puuttumista". Se on sukusolu, joka voi aiheuttaa todellisen trisomian liittymällä toiseen sukusoluun yhdellä kopialla kromosomista 21.

Toinen harvemmin syy tälle trisomialle on ns. Robertsonian translokaatio. Siinä kromosomin 21 pitkä käsi siirtyy toiseen kromosomiin (yleensä 14). Yhden näiden sukusolujen yhdistyminen toisen normaalin kanssa tuottaa alkioita, joilla on normaaleja kariotyyppejä.

Kromosomista 21 peräisin olevasta aineistosta tulee kuitenkin ylimääräisiä kopioita, mikä on riittävä syy sairauteen. Oireyhtymä voi johtua myös muista kromosomaalisista poikkeavuuksista tai mosaiikista.

Mosaiikissa yksilöllä on solut, joilla on normaalit kariotyypit, vuorotellen soluilla, joilla on poikkeavia kariotyyppejä (trisominen kromosomille 21).

Meioottinen nondisjunktio gaumeenisen feneniinin meioosin tai oogeneesin aikana. Otettu osoitteesta https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Trisomy_due_to_nondisjunction_in_maternal_meiosis_1.png. Wikimedia Commonsin kautta.

Taudin manifestaatio

Downin oireyhtymän taustalla oleva syy on joidenkin entsyymien lisääntynyt ilmentyminen johtuen geenien kolmen kopion olemassaolosta kromosomissa 21 kahden sijasta.

Tämä lisääntynyt ekspressio johtaa muutoksiin yksilön normaalissa fysiologiassa. Jotkut entsyymit, joihin näin vaikutetaan, sisältävät superoksididismutaasin ja kystauksen beeta-syntaasin. Monet muut liittyvät DNA: n synteesiin, primaariseen aineenvaihduntaan ja yksilön kognitiiviseen kapasiteettiin.

Tauti ilmenee eri tasoilla. Yksi tärkeimmistä, ja joka määrittää trisomiosta kärsivien ihmisten elinajan, ovat synnynnäiset sydämen viat.

Muihin sairaita potilaita koskeviin tiloihin kuuluvat mm. Maha-suolikanavan poikkeavuudet, hematologiset, endokrinologiset, ENT- ja tuki- ja liikuntaelinsairaudet sekä visuaaliset poikkeavuudet.

Neurologiset häiriöt ovat myös tärkeitä, ja niihin sisältyy lieviä tai kohtalaisia ​​oppimisvaikeuksia. Useimmilla aikuisilla, joilla on Downin oireyhtymä, kehittyy Alzheimerin tauti.

Diagnoosi ja tutkimukset muissa elävissä järjestelmissä

Downin prenataalinen diagnoosi voidaan suorittaa useilla tavoilla. Tähän sisältyy ultraääni sekä koorion villuksen näytteenotto ja amniokenteesi. Molempia voidaan käyttää kromosomimäärään, mutta ne aiheuttavat tiettyjä riskejä.

Muita nykyaikaisempia määrityksiä ovat FISH-kromosomianalyysi, muut immunohistologiset tekniikat ja geenipolymorfismitestit, jotka perustuvat DNA: n monistukseen PCR: llä.

Kromosomin 21 trisomian tutkiminen jyrsijäjärjestelmissä on antanut meille mahdollisuuden analysoida oireyhtymä kokeilematta ihmisiä. Tällä tavalla genotyyppi- / fenotyyppisuhteet on analysoitu turvallisesti ja luotettavasti.

Samalla tavalla on ollut mahdollista edetä strategioiden ja terapeuttisten aineiden testaamiseen, joita voidaan sitten käyttää ihmisissä. Näiden tutkimusten menestynein jyrsijämalli on osoittautunut hiireksi.

Ihmisten sukukromosomien trisomit

Sukupromosomien aneuploideilla on yleensä vähemmän lääketieteellisiä vaikutuksia kuin ihmisten autosomien vaikutuksilla. Ihmislajien naaraat ovat XX ja urokset XY.

Ihmisten yleisimmät seksuaaliset trisomiat ovat XXX, XXY ja XYY. On selvää, ettei YY-henkilöitä voi olla, paljon vähemmän YYY. XXX-yksilöt ovat morfologisesti naisia, kun taas XXY ja XYY ovat miehiä.

Triple X -oireyhtymä (47, XXX)

Ihmisten XXX yksilöt ovat naisia, joilla on ylimääräinen X-kromosomi. Tilaan liittyvä fenotyyppi vaihtelee iän mukaan, mutta yleensä aikuisilla yksilöillä on normaali fenotyyppi.

Tilastollisesti sanottuna yksi tuhannesta naisesta on XXX. XXX-naisilla on yleinen fenotyyppinen ominaisuus ennenaikainen kasvu ja kehitys ja epätavallisen pitkät alaraajat.

Muilla tasoilla XXX-naisilla on usein kuulo- tai kielenkehityshäiriöitä. Nuoruuden lopussa he yleensä selviävät sosiaaliseen sopeutumiseen liittyvistä ongelmista ja heidän elämänlaatu paranee. XXX-naisten psykiatriset häiriöt ovat kuitenkin yleisempiä kuin XX-naisten.

Naisilla yksi X-kromosomeista inaktivoituu yksilön normaalin kehityksen aikana. Kahden heistä uskotaan olevan inaktivoituneita XXX-naisilla. Uskotaan kuitenkin, että suurin osa trisomian seurauksista johtuu geneettisestä epätasapainosta.

Tämä tarkoittaa, että tällainen inaktivointi ei ole tehokasta tai riittävää välttämään eroja tiettyjen (tai kaikkien) geenien ilmentymisessä. Tämä on yksi taudin tutkituimmista näkökohdista molekyylin kannalta.

Kuten muidenkin trisomioiden kohdalla, karjatyyppitutkimus tukee edelleen kolmi X-trisomian prenataalista havaitsemista.

Kleinefelterin oireyhtymä (47, XXY)

Näiden yksilöiden sanotaan olevan niiden lajien uroksia, joilla on ylimääräinen X-kromosomi. Aneuploidian merkit vaihtelevat yksilön iän mukaan, ja diagnosoitu tila on yleensä vain aikuisina.

Tämä tarkoittaa, että tämä seksuaalinen aneuploidia ei aiheuta yhtä suuria tunteita kuin autosomaalisten kromosomien trisomiat.

XXY aikuiset urokset tuottavat vähän tai ei lainkaan siittiöitä, heillä on kiveksiä ja pieni penis ja heikentynyt libido. Ne ovat keskimääräistä korkeampia, mutta niissä on myös vähemmän kasvojen ja vartalon hiuksia.

Heillä voi olla suurennetut rinnat (gynekomastia), vähentynyt lihasmassa ja heikot luut. Testosteronin antaminen on yleensä hyödyllistä hoidettaessa joitain sairauteen liittyviä endokrinologisia näkökohtia.

XYY-oireyhtymä (47, XYY)

Tämä oireyhtymä on kokenut ihmislajien (XY) uroksilla, joilla on ylimääräinen Y-kromosomi. Y-ylimmän kromosomin esiintymisen seuraukset eivät ole niin dramaattisia kuin muissa trisomioissa.

XYY-yksilöt ovat fenotyyppisesti miehiä, säännöllisesti korkeita ja hiukan pitkänomaisten raajojen kanssa. Ne tuottavat normaalia määrää testosteronia, eikä heillä ole erityisiä käyttäytymis- tai oppimisongelmia, kuten aiemmin ajateltiin.

Monet XYY-yksilöt eivät ole tietoisia kromosomaalisesta asemastaan. Ne ovat fenotyyppisesti normaaleja ja hedelmällisiä.

Trisomit muissa organismeissa

Kasvien aneuploidioiden vaikutuksia on analysoitu ja verrattu euploidian muutoksen vaikutuksiin. Yleensä lukumäärän muutokset yhdessä tai muutamassa kromosomissa vahingoittavat yksilön normaalia toimintaa kuin muutokset täydellisissä kromosomisarjoissa.

Kuten kuvatuissa tapauksissa, ilmaisun epätasapaino näyttää näyttävän ottavan huomioon erojen vahingolliset vaikutukset.

Viitteet

1. Herault, Y., Delabar, JM, Fisher, EMC, Tybulewicz, VLJ, Yu, E., Brault, V. (2017) Jyrsijämallit Downin oireyhtymän tutkimuksessa: vaikutus ja tulevaisuus. Company of Biologists, 10: 1165-1186. doi: 10.1242 / dmm.029728
2. khtar, F., Bokhari, SRA 2018. Downin oireyhtymä (Trisomy 21). Julkaisussa: StatPearls. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2018 tammikuu. Saatavana osoitteesta: ncbi.nlm.nih.gov
3. Otter, M., Schrander-Stumpel, CT, Curfs, LM (2010) Triple X -oireyhtymä: katsaus kirjallisuuteen. European Journal of Human Genetics, 18: 265 - 271.
4. Papavassiliou, P., Charalsawadi, C., Rafferty, K., Jackson-Cook, C. (2014) Mosaicism for trisomy 21: review. American Journsl of Medical Genetica, osa A, 167A: 26–39.
5. Santorum, M., Wright, D., Syngelaki, A., Karagioti, N., Nicolaides, KH (2017) Ensimmäisen raskauskolmanneksen yhdistelmätestin tarkkuus trisomioiden 21, 18 ja 13 seulonnassa.: 714-720.
6. Tartaglia, NR, Howell, S., Sutherland, A., Wilson, R., Wilson, L. (2010) Review of trisomy X (47, XXX). Orphanet Journal of Rare Diseases, 5, ojrd.com