Anatomija-Leksikon

Kromosomska mutacija

Opredelitev - kaj je mutacija kromosoma?

Človeški genom, torej celota genov, je razdeljena na kromosome. Kromosomi so zelo dolge verige DNA, ki jih je mogoče razlikovati med seboj v metafazi delitve celičnega jedra. Geni so na kromosomih razporejeni v določenem vrstnem redu.

Pri kromosomskih mutacijah so v tem zaporedju mikroskopsko vidne spremembe, ki jih povzroča razmeroma velika poškodba kromosomov. Ločimo lahko različne oblike te vrste škode. Nekatere oblike ostanejo neopažene, druge pa povzročajo resne klinične slike. Katera bolezen se razvije, je odvisno od vrste poškodbe in od tega, v katerem kromosomu se nahaja.

Vzroki - zakaj nastanejo?

Kromosomske mutacije se pojavijo pri polovici ljudi, ki jih prizadenejo mutacije, ki so se pojavile "novo". De novo pomeni, da je mutacija nastala le v zarodnih celicah staršev, torej v jajčnih ali spermičnih celicah.

Nekateri strupi lahko povzročijo mutacije kromosomov. Ti tako imenovani klastogeni povzročijo, da se kromosomi zlomijo, kar povzroči različne oblike mutacij kromosomov.

Ljudje imamo dve vrsti kromosomov, materinski in očetovski. Ko se zarodna celica oblikuje, se genetska sestava mater in očetov pomeša. Ta postopek se imenuje "prečkanje".

Običajno se med kromosomi istega tipa le meša. V primeru mutacij kromosomov je ta prehod napačen. Poleg tega so deli kromosoma vključeni v kromosom, ki ni iste vrste. Poleg tega je mogoče kromosomske dele vgraditi na glavo. V nekaterih primerih pa se del kromosoma v zarodni celici popolnoma izgubi.

Kako prepoznamo mutacijo kromosoma?

Če pride do malformacij ali duševne zaostalosti, lahko za potrditev genetskega vzroka opravimo kromosomske analize. Za izvajanje kromosomske analize se osebi vzamejo celice, da se pregledajo njihovi kromosomi.

Za analizo se najpogosteje uporabljajo limfociti, torej celice imunske obrambe, ki krožijo v krvi. Načeloma pa se lahko uporabljajo vse celice, ki imajo celično jedro.

Kromosomske mutacije so povezane s spremembami, nekatere pa lahko vidimo pod svetlobnim mikroskopom. Različni kromosomi imajo zelo specifično obliko.

Poleg tega posebna tehnika omogoča obarvanje kromosomov. S to obarvanostjo se razvijejo tako imenovani pasovi. Z identifikacijo določenih pasov lahko ugotovimo, kateri od 23 parov kromosomov je vključen. S to tehniko povezovanja se lahko zaznajo tudi spremembe v posameznih kromosomih.

Katere mutacije kromosomov obstajajo?

Pri kromosomskih mutacijah razlikujemo med različnimi oblikami mutacij.

Odsek kromosoma se je pri izbrisu izgubil. Prizadeti kromosom se na ustrezni točki skrajša. V primeru izbrisa se geni izgubijo; učinki se lahko razlikujejo glede na odsek.

V nasprotju z izbrisom vstavitev vključuje vstavitev segmenta kromosoma v drug kromosom. Če segment izvira iz drugega celičnega jedra, se geni v tem segmentu podvojijo. Lahko pride do prekomerne produkcije genskega izdelka.

Pri inverziji je odsek v pravilnem kromosomu, vendar v obratnem vrstnem redu.

Lahko pride tudi do podvajanja, v tem primeru se del kromosoma podvoji.

Najpomembnejša mutacija kromosoma je translokacija. Tu se deli kromosomov različnih kromosomov zamenjajo. Če te izmenjave ne spremlja izguba genov, se govori o enem uravnoteženo Prenos. Nosilci uravnoteženih translokacij običajno ne kažejo nobenih nepravilnosti, vendar imajo pogostejše splave. Poleg tega so potomci pogosto nosilci bolj neuravnotežen Translokacije. Pri teh se genetski material izgubi in potomci so omejeni.

Ugotovite, katere spremembe v DNA poleg mutacij so pogoste pri: Epigenetika

Kaj je vzajemna translokacija?

Pri vzajemni translokaciji se med seboj izmenjujejo deli dveh različnih kromosomov. Pri vzajemni translokaciji je pomembno, da celotna vsebnost genskega materiala v celici ostane enaka.

Vendar imajo prizadeti težave s tvorbo zarodnih celic. Če je v razvijajoči se zarodni celici kromosom, v katerem je bil delček zamenjan, potem ta celica ni sposobna preživeti.

Lahko pa je tudi tako, da oba kromosoma, v katerih se je delček zamenjal, končata v zarodni celici. Potem le običajni kromosomi končajo v drugi zarodni celici, ki nastane. V tem primeru le polovica zarodnih celic ne more preživeti. Druga polovica vsebuje običajen nabor kromosomov.

Vzajemna transokacija lahko vodi do različnih genetskih bolezni. Pred tem je na primer kronična mieloična lekemija, kjer je mogoče zaznati veliko število Philadelphia kromosomov.

Sindrom mačjega krika

Sindrom mačjega joka ali Cri-du-Chatov sindrom je tako imenovan, ker malčki kričijo zelo visoko in so videti kot mačke. Te visoke krike povzroča malformacija grla. Vzrok sindroma mačjega joka je izbris na kratkem kraku kromosoma 5.

Prizadeti so hudo zaostali in duševno prizadeti. Intelektualna okvara pa je zelo spremenljiva. Imajo majhno glavo in njihova rast je motena. Obstajajo tudi druge fizične napake. Spremembe na notranjih organih so zelo redke. Pričakovana življenjska doba torej ni bistveno omejena.

Preberite več o tej temi na: Sindrom mačjega krika

Kaj je kromosomska aberacija?

Kromosomska aberacija je sprememba kromosomov, ki je vidna pod svetlobnim mikroskopom. V nasprotju s tem obstajajo genske mutacije, te spremembe so veliko manjše in jih je mogoče prepoznati le z natančnejšo genetsko diagnostiko.

Kromosomske aberacije lahko razdelimo v dve obliki. Obstajajo strukturne in numerične aberacije. V tem poglavju so bile obravnavane strukturne aberacije, ki se imenujejo tudi kromosomske mutacije. Spremlja jih sprememba samih kromosomov.

Numerična aberacija pomeni, da je nepravilno število kromosomov. Običajni človeški kariotip, to je število kromosomov, je 46, XY pri moških in 46, XX pri ženskah. Treba je opozoriti, da so kromosomi podvojeni, edina izjema so spolni kromosomi pri moških, spolni kromosomi, ki predstavljajo edino razliko v genomu pri moških in ženskah, pa so označeni s črkami.

Pri numeričnih aberacijah se lahko kromosomi pojavljajo pogosteje ali pa jih sploh ni. Najbolj znan primer je Downov sindrom, trisomija 21, kar pomeni, da je 21. kromosom namesto v dvojniku prisoten trikrat. Kariotip osebe je videti takole: 47, XY + 21 za moške in 47, XX + 21 za ženske.

Primer pomanjkanja kromosoma je Turnerjev sindrom ali monosomija X, v tem primeru manjka kromosom X, kar povzroči kariotip 45, X0. Prizadete so ženske z določenimi fizičnimi motnjami.

Več o tej temi lahko najdete na: Aberacija kromosomov - kaj je to?

Klinefelterjev sindrom

Klinefelterjev sindrom ni kromosomska mutacija. Kromosomske mutacije spremlja sprememba strukture. Napačno število kromosomov je prisotno pri Klinefelterjevem sindromu. Ta sprememba se imenuje številčna kromosomska aberacija.

Klinefelterjev sindrom lahko prizadene samo moške. Običajno imajo moški poleg 44 drugih kromosomov (22 kromosomov, vsak v dveh izvodih), en X kromosom in en Y kromosom. Pri Klinefelterjevem sindromu je en kromosom X preveč.

Ta sprememba ima največji vpliv na genitalne organe. Prizadeti imajo majhne testise in v večini primerov ne delujejo nastajajoče sperme, proizvodnja testosterona pa je omejena.

Klinefelterjev sindrom se pogosto diagnosticira le v okviru svetovanja za plodnost.Pri veliki večini prizadetih ostane neopažen. Razvoj dojk se lahko pojavi v puberteti, dlake na telesu pa so običajno le redke. Vendar prizadeti niso omejeni v svoji inteligenci.

Dodatne informacije o tej temi najdete na: Klinefelterjev sindrom

Kaj je točkovna mutacija?

V primeru točkovne mutacije govorimo o mutaciji genov, ki so prisotni v obliki DNA. DNA je sestavljena iz štirih različnih nukleotidov. V primeru točkovne mutacije se en nukleotid zamenja za drugega. DNK genov se bere v zapletenem procesu. Končni produkt tega postopka so beljakovine.

Kateri protein se tvori, v bistvu določa zaporedje nukleotidov. Trije zaporedni nukleotidi določajo, katera aminokislina je vezana na nastalo beljakovinsko verigo. Nato združitev velikega števila aminokislin postane beljakovina.

Če pa en nukleotid nadomestimo z drugim, se lahko zgodi, da se v beljakovino vključi drugačna aminokislina. Rezultat je tako imenovana missense mutacija. Nastali protein lahko z nadomestitvijo aminokisline ostane popolnoma funkcionalen ali pa tudi izgubi svojo funkcijo.

Druga možnost je vključitev tako imenovanega stop kodona. Takšna vrsta mutacije je znana kot nesmiselna mutacija. Stop kodon označuje konec beljakovine; če je vstavljena na napačnem mestu, je beljakovina nepopolna.

Pri teh oblikah točkovnih mutacij ostaja število nukleotidov, ki jih je treba prebrati, enako. Pravilne aminokisline so vključene pred in po točkovni mutaciji. "Bralna mreža" se zato ohrani. Resnejše so mutacije, pri katerih je nukleotid vključen ali odstranjen, tj. S to mutacijo se po manjkajočem ali vgrajenem nukleotidu združijo še trije nukleotidi, kar pomeni, da so vgrajene različne aminokisline in nastanejo povsem drugačne beljakovine.

Naš naslednji članek bi vas lahko tudi zanimal: Telomeri - Anatomija, delovanje in bolezni

Cistična fibroza

Cistična fibroza je bolezen, ki je posledica mutacije v kloridnem kanalu. Ti kanali so pomembni za tvorbo sluzi v telesu, saj voda lahko uhaja po kloridu, zaradi česar se sluz redči.

Čeprav ta bolezen prizadene vse organske sisteme, so v ospredju pljuča. Viskozna sluz preprečuje, da bi pljuča opravljala samočistilno funkcijo.

Redka tekoča sluz je predpogoj za odstranjevanje patogenov in drugih snovi iz pljuč. Pomanjkanje čiščenja vodi do povečane pljučnice. To je eden od razlogov, da imajo prizadeti drastično zmanjšano pričakovano življenjsko dobo.

Mutacija kanala je posledica genske mutacije. To pomeni, da se je spremenilo zaporedje komponent DNA v genu. Mutacija je precej manjša od kromosomskih, vendar z zelo resnimi posledicami. Znanih je na stotine različnih mutacij gena, kar vodi do disfunkcije kanala.

Več o tem preberite pod: Cistična fibroza