aneuploidie este starea celulelor în care au unul sau mai mulți cromozomi în exces sau lipsesc, diferind de numărul haploid, diploid sau poliploid al celulelor care alcătuiesc un organism al unei anumite specii.
Într-o celulă aneuploidă, numărul de cromozomi nu aparține unui multiplu perfect al setului haploid, deoarece aceștia au pierdut sau au câștigat cromozomi. În general, adăugarea sau pierderea cromozomilor corespunde unui singur cromozom sau unui număr impar al acestora, deși uneori pot fi implicați doi cromozomi.
Aneuploidiile aparțin modificărilor numerice cromozomiale și sunt cele mai ușor de identificat citologic. Acest dezechilibru cromozomial este slab susținut de animale, fiind mai frecvent și mai puțin dăunător la speciile de plante. Multe defecte congenitale la om sunt cauzate de aneuploidie.
Indice articol
Pierderea sau câștigul unuia sau mai multor cromozomi în celulele unui individ se datorează, în general, pierderii prin translocație sau procesului de nedisjunctie în timpul meiozei sau mitozei. Ca urmare, doza genică a indivizilor este modificată, ceea ce la rândul său provoacă defecte fenotipice severe..
Modificările numărului de cromozomi pot apărea în timpul primei sau celei de-a doua diviziuni a meiozei sau în ambele în același timp. Ele pot proveni, de asemenea, în timpul diviziunii mitotice.
Aceste eșecuri ale diviziunii se efectuează în meioza I sau meioza II, în timpul spermatogenezei și oogenezei, care apare și în mitoză în diviziunile timpurii ale zigotului..
În aneuploidii, nedisjuncția apare atunci când unul dintre cromozomi cu perechea sa omoloagă trece la același pol celular sau este adăugat la același gamet. Acest lucru apare probabil din cauza divizării premature a centromerului în timpul primei diviziuni meiotice în meioza maternă..
Când un gamet cu un cromozom suplimentar se alătură unui gamet normal, apar trisomii (2n + 1). Pe de altă parte, atunci când un gamet cu un cromozom lipsă și unul normal se unesc, se produc monozomii (2n-1).
Aneuploidiile apar frecvent la indivizii diploizi. Aceste modificări ale numărului de cromozomi au o mare relevanță clinică la specia umană. Acestea includ diferite tipuri, cum ar fi nullisomies, monosomies, trisomies și tetrasomies.
În celulele cu nulisomie, ambii membri ai unei perechi omoloage de cromozomi se pierd, reprezentându-i ca 2n-2 (n este numărul haploid de cromozomi). La om, de exemplu, cu 23 de perechi de cromozomi omologi (n = 23), adică 46 de cromozomi, pierderea unei perechi omoloage ar duce la 44 de cromozomi (22 de perechi).
Un individ nulisomic este, de asemenea, descris ca fiind unul care nu are o pereche de cromozomi omologi în complementul său somatic..
Monozomia este ștergerea unui singur cromozom (2n-1) în perechea omologă. La un om cu monozomie, celula ar avea doar 45 de cromozomi (2n = 45). În cadrul monosomiei găsim monoizozomia și monotelosomia.
În celulele monoizozomale, cromozomul prezent fără perechea sa omoloagă este un izocromozom. Celulele monotelosomale sau monotelocentrice au un cromozom telocentric fără perechea sa omoloagă.
În trisomii, apariția sau adăugarea unui cromozom are loc într-o pereche omologă, adică există trei copii omoloage ale aceluiași cromozom. Este reprezentat ca 2n + 1. La omul cu celule trisomice se găsesc 47 de cromozomi.
Unele afecțiuni bine studiate, cum ar fi sindromul Down, apar ca o consecință a trisomiei cromozomului 21.
Constituirea cromozomului suplimentar permite clasificarea trisomiei în:
Tetrasomia apare atunci când se adaugă o pereche completă de cromozomi omologi. La om, tetrasomia duce la indivizi cu 48 de cromozomi. Este reprezentat ca 2n + 2. Perechea de cromozomi suplimentari este întotdeauna o pereche omologă, adică vor exista patru copii omoloage ale unui cromozom dat.
La același individ, poate apărea mai mult de o mutație aneuploidă, rezultând indivizi trisomici dubli (2n + 1 + 1), monosomici dubli, nuli tetrasomici etc. Organismele sextuplo-monosomice au fost obținute experimental, cum este cazul grâului alb (Triticum aestivum).
Liniile celulare formate după un proces de nedisjunctiune cromozomială sunt adesea neviabile. Acest lucru se datorează faptului că multe dintre aceste celule rămân fără informații genetice, ceea ce le împiedică să se înmulțească și să dispară..
Pe de altă parte, aneuploidia este un mecanism important de variație intraspecifică. În planta de buruieni Jimson (Datura stramonium) se găsește un complement haploid de 12 cromozomi, deci sunt posibile 12 trisomice diferite. Fiecare trisomic implică un cromozom diferit, fiecare prezentând un fenotip unic.
La unele plante din gen Clarkia trisomia acționează și ca sursă majoră de variabilitate intraspecifică.
La om, aproximativ jumătate din avorturile spontane din primul trimestru de gestație sunt cauzate de o modificare numerică sau structurală a cromozomilor.
Monosomiile autozomale, de exemplu, nu sunt viabile. Multe trisomii, cum ar fi cea de pe cromozomul 16, sunt avortate frecvent, iar în monozomia cromozomului X sau sindromul Turner celulele sunt viabile, dar zigotii X0 sunt avortați prematur..
Cele mai frecvente cazuri de aneuploidie la bărbați sunt legate de cromozomii sexuali. Modificările numărului de cromozomi sunt mai bine tolerate decât modificările cromozomiale autozomale.
Aneuploidia afectează numărul de copii ale unei gene, dar nu secvența nucleotidică a acesteia. Deoarece doza unor gene este modificată, concentrațiile produselor genetice sunt modificate la rândul lor. În cazul cromozomilor sexuali, există o excepție de la această relație între numărul de gene și proteina produsă..
La unele mamifere (șoareci și oameni), are loc inactivarea cromozomului X, ceea ce permite ca aceeași doză funcțională de gene legate de cromozomul respectiv să existe la bărbați și femele..
În acest fel, cromozomii X suplimentari sunt inactivați în aceste organisme, făcând posibil ca aneuploidia din acești cromozomi să fie mai puțin dăunătoare..
Unele boli precum sindromul Turner și sindromul Klinefelter sunt cauzate de aneuploidii din cromozomii sexuali.
Persoanele cu această afecțiune sunt fenotipice bărbați, cu unele trăsături efeminate. Prezența unui cromozom X suplimentar la persoanele de sex masculin este cauza acestei boli, acești indivizi prezentând 47 de cromozomi (XXY).
În cazurile severe de această afecțiune, bărbații au voci foarte înalte, picioare lungi, puțină dezvoltare a părului și șolduri și sâni feminini foarte marcate. În plus, sunt sterile și pot avea o dezvoltare mentală slabă. În cazurile mai ușoare există un fenotip masculin și o dezvoltare cognitivă normală.
Sindromul Klinefelter apare la aproximativ una din 800 de nașteri masculine vii.
Sindromul Turner este cauzat de pierderea parțială sau totală a unui cromozom X și apare la femei. Această alterare cromozomială apare în timpul gametogenezei printr-un proces nedisjunctiv postzigotic..
Diferite modificări ale cariotipului produc fenotipuri diferite în sindromul Turner. Când materialul brațului lung al unuia dintre cromozomii X (terminal sau interstițial) se pierde, la pacienții cu această afecțiune apar eșecuri ovariene primare sau secundare și dimensiuni mici. Limfedemul și disgenezia gonadică sunt, de asemenea, frecvente..
În general, fenotipul femeilor cu această boală este normal, cu excepția staturii lor scurte. Diagnosticul acestui sindrom depinde deci de studiu și de prezența alterării citogenetice..
Această boală apare la aproximativ unul din 3000 de nou-născuți de sex feminin, cu o frecvență mai mare a avorturilor spontane, adică nu mai mult de 5% din embrionii care se formează odată cu această modificare reușesc să se dezvolte pe deplin până la atingerea termenului..
Indivizii născuți cu aneuploidii cromozomiale autozomale sunt rare. În majoritatea cazurilor în care apare acest tip de mutații, apar avorturi spontane, cu excepția aneuploidiilor de autozomi mici, cum ar fi trisomia cromozomului 21.
Se crede că, deoarece nu există mecanisme de compensare a dozelor genetice în cromozomii autozomali, modificările compoziției lor sunt mult mai puțin tolerate de către organisme..
Dimensiunea mică a cromozomilor 21 permite prezența copiilor suplimentare ale genelor, fiind mai puțin dăunătoare decât în cromozomii mai mari. Acești cromozomi au mai puține gene decât oricare alt autozom.
Sindromul Down este cea mai frecventă aneuploidie autozomală la om. În Statele Unite, aproximativ una din fiecare 700 de nașteri are această afecțiune.
Se estimează că 95% din cazuri sunt cauzate de nedisjunctie, cauzând trisomia liberă 21. Restul de 5% este produs prin translocație, frecvent între cromozomii 21 și 14. Prevalența acestei afecțiuni depinde în mare măsură de vârsta maternă la concepție.
S-a stabilit că între 85 și 90% din cazuri, prezența trisomiei libere 21 este asociată cu modificări meiotice materne. Persoanele care prezintă această afecțiune se caracterizează prin faptul că sunt hipotonice, hiperextensibile și hiporeflective.
În plus, au un craniu moderat mic, cu un occiput plat, ramicefalic, un nas și urechi mici și o gură mică, cu unghi descendent, cu proeminență frecventă a limbii..
Nimeni nu a comentat acest articol încă.