Definice izochromozomu, původ, související patologie

1796
Basil Manning

A izochromozom je abnormální metacentrický chromozom, který je způsoben ztrátou jednoho z ramen rodičovského chromozomu a následnou duplikací ramene, která je zachována.

Existují dva mechanismy, které byly navrženy k vysvětlení vzniku tohoto typu genetické abnormality. Čím více přijímaný ze dvou návrhů navrhuje, aby izochromozomy vznikly během procesu buněčného dělení, jako produkt příčného dělení centromery místo podélného.

Tvorba izochromozomu. Autor: Miguelferig [CC0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], z Wikimedia Commons.

Protože výsledek spočívá ve změně genetické informace obsažené v rodičovském chromozomu, mohou vznikat četné genetické poruchy. Turnerův syndrom, ke kterému dochází díky duplikaci dlouhého ramene X chromozomu a ztrátě krátkého ramene, byl nejvíce studován z těchto poruch.

Mnoho typů rakoviny je navíc spojeno s těmito typy abnormalit. Proto se studium izochromozomů stalo atraktivní a důležitou oblastí výzkumu..

Rejstřík článků

  • 1 Isochromozom: strukturální chromozomální abnormalita
  • 2 Původ
  • 3 Přidružené patologie
  • 4 Co je to chromozom?
    • 4.1 Struktura chromozomů
    • 4.2 Chromozomální abnormality
  • 5 Reference 

Isochromozom: strukturální chromozomální abnormalita

Izochromozom je strukturální chromozomální abnormalita, která vede k aberantnímu metacentrickému chromozomu. To je způsobeno ztrátou jednoho z ramen chromatidu a následnou duplikací neopraveného ramene.

Jinými slovy, na tomto chromozomu jsou obě ramena chromatidu morfologicky a geneticky identická. Tato duplikace vede k částečné monosomii nebo částečné trizomii..

Monosomie je termín používaný k označení skutečnosti, že genetická informace obsažená v lokusu se nachází v jedné kopii. Situace, která je abnormální v diploidních buňkách, kde jsou vždy přítomny dvě kopie. Nyní se říká, že je částečné, když se ztracená informace nachází na druhém chromozomu páru..

Na druhou stranu je trizomie způsobená tímto typem strukturálního narušení částečná, protože genetická informace obsažená v paži je přítomna ve třech kopiích. 

Dvě z těchto kopií jsou však stejné, produkt události duplikace jednoho z ramen v jednom z chromozomů páru..

Zdroj

Mechanismy, kterými jsou vytvářeny izochromozomy, zbývá ještě plně objasnit. Připouští se však dvě dosud poskytnutá vysvětlení..

První z nich, nejuznávanější, uvádí, že během buněčného dělení je centromera tvořena příčným a nikoli podélným dělením, jak k němu obvykle dochází za normálních podmínek. To vede ke ztrátě jednoho z ramen rodičovského chromozomu a následné duplikaci ramene, které zůstává neporušené..

Druhý z mechanismů zahrnuje oddělení jednoho z ramen a jeho následnou fúzi dceřiných chromatid těsně nad centromérou, čímž vznikne chromozom se dvěma centromery (dcentrický chromozom). Na druhé straně jeden z těchto dvou centromer zažívá úplnou ztrátu funkčnosti, což umožňuje normální rozdělení chromozomální segregace během buněčného dělení..

Přidružené patologie

Tvorba izochromozomů vede k nerovnováze v množství genetické informace držené rodičovskými chromozomy. Tato nerovnováha často vede k výskytu genetických poruch, které se promítají do konkrétních patologií.

Mezi mnoha syndromy, které jsou spojeny s tímto typem strukturální abnormality, najdeme Turnerův syndrom. Tento stav je nejznámější, ve skutečnosti souvisí s první zprávou o izochromozomu u lidí. Ta druhá pochází z tvorby X izochromozomu, ve kterém bylo ztraceno krátké rameno původního chromozomu a duplikováno dlouhé rameno..

Četné výzkumy ukázaly, že přítomnost izochromozomů je spouštěčem pro rozvoj mnoha typů rakoviny, mezi nimiž vyniká chronická myeloidní leukémie spojená s izochromozomem i (17q). Tato zjištění činí izochromozomy vysoce relevantním zaměřením pro výzkumné pracovníky.

Co je to chromozom?

Ve všech živých buňkách je DNA zabalena ve vysoce organizovaných strukturách nazývaných chromozomy..

Toto balení v eukaryotických buňkách probíhá díky interakci DNA s proteiny zvanými histony, které ve skupině osmi jednotek (oktamer) tvoří nukleosom.

Nukleosom (základní jednotka organizace chromatinu) se skládá z histonového oktameru složeného z histonových dimerů H2A, H2B, H3 a H4. Struktura oktameru připomíná cívku niti, kterou je navinuta velká molekula DNA.

Navíjení molekuly DNA prostřednictvím velkého počtu nukleosomů spojených dohromady spacerovými oblastmi spojenými s jiným typem histonu (H1) nazývaným linkery, nakonec vede k vzniku chromozomů. Posledně uvedené lze pod mikroskopem vnímat jako přesně definované orgány během procesů buněčného dělení (mitózy a meiózy)..

Každý diploidní druh má přesně definovaný počet párů chromozomů. Každý pár se vyznačuje velikostí a tvarem pro snadnou identifikaci..

Struktura chromozomů

Chromozomy mají poměrně jednoduchou strukturu, kterou tvoří dvě paralelní ramena (chromatidy), která jsou spojena centromérou, hustě zabalenou strukturou DNA..

Centromérové ​​řezy každý chromatid rozdělily do dvou ramen, z nichž krátká se nazývala „P-ruka“ a ta delší se nazývala „Q-ruka“. V každém z ramen každé chromatidy jsou geny uspořádány na stejných místech.

Tvorba izochromozomu. Autor: Miguelferig [public domain (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)] z Wikimedia Commons

Pozice centromery podél každé chromatidy vede k různým strukturním typům chromozomů:

- Acrocentrický: ty, ve kterých centroméra zaujímá pozici velmi blízkou jednomu z extrémů, která má vůči druhému velmi dlouhou paži.

- Metacentrika: v tomto typu chromozomů zaujímá centroméra střední polohu, což vede ke vzniku ramen stejné délky.

- Submetacentrický: V nich je centromera jen mírně posunuta od středu, čímž se získají ramena, která se liší velmi malou délkou..

Chromozomální abnormality

Každý z chromozomů, které tvoří karyotyp jedince, obsahuje miliony genů, které kódují nekonečné množství proteinů, které plní různé funkce, a také regulační sekvence..

Jakákoli událost, která zavádí změny ve struktuře, počtu nebo velikosti chromozomů, může vést ke změnám v množství, kvalitě a umístění genetické informace v nich obsažené. Tyto změny mohou vést ke katastrofickým podmínkám, a to jak ve vývoji, tak ve fungování jednotlivců..

Tyto abnormality se obvykle generují během gametogeneze nebo v raných stádiích embryonálního vývoje, a ačkoli mají tendenci se extrémně lišit, byly zjednodušeny do dvou kategorií: strukturální chromozomální abnormality a numerické chromozomální abnormality..

První zahrnují variace ve standardním počtu chromozomů, to znamená, že se zmiňují o ztrátě nebo zisku chromozomů, zatímco ty druhé odkazují na ztrátu, duplikaci nebo inverzi části chromozomu.

Reference

  1. Alberts B, Johnson AD, Lewis J, Morgan D, Raff M, Roberts K, Walter P. (2014) Molecular Biology of the Cell (6. vydání). W.W. Norton & Company, New York, NY, USA.
  2. Annunziato A. Obal DNA: Nukleosomy a chromatin. Přírodní výchova. 2008; 1:26.
  3. Caspersson T, Lindsten J, Zech L. Povaha strukturních aberací chromozomu X u Turnerova syndromu, jak ji odhalila fluorescenční analýza chinakrinové hořčice. Hereditas. 1970; 66: 287-292.
  4. de la Chapelle A. Jak vzniká lidský izochromozom? Cancer Genet Cytogenet. 1982; 5: 173-179.
  5. Fraccaro M, Ikkos D, Lindsten J, Luft R, Kaijser K. Nový typ chromozomální abnormality v gonadální dysgenezi. Lanceta. 1960; 2: 1144.
  6. První mezinárodní seminář o chromozomech v leukémii. Chromozomy u Phi-pozitivní chronické granulocytární leukémie. Br J Haematol. 1978; 39: 305-309.
  7. Mitelman F, Levan G. Shlukování aberací ke specifickým chromozomům v lidských novotvarech. Hereditas. 1978; 89: 207-232.
  8. Simpson JL. Poruchy sexuální diferenciace. 1970. Academic Press, New York, San Francisco, Londýn.
  9. Vinuesa M, Slavutsky I, Larripa I. Přítomnost isochromosomů u hematologických onemocnění. Genetická rakovina Cytogenet. 1987; 25: 47-54.

Zatím žádné komentáře