Anatomie-Lexikon

Chromozomy

Definice - co jsou chromozomy?

Genetický makeup buňky je uložen ve formě DNA (deoxyribonukleová kyselina) a jejích bází (adenin, thymin, guanin a cytosin). Ve všech eukaryotických buňkách (zvířata, rostliny, houby) je to v buněčném jádru ve formě chromozomů. Chromozom se skládá z jediné koherentní molekuly DNA, která je spojena s určitými proteiny.

Název chromozom je odvozen z řečtiny a lze jej zhruba přeložit jako „barevné tělo“. Toto jméno pochází ze skutečnosti, že velmi brzy v historii cytologie (1888) se vědcům podařilo barvit pomocí speciálních základních barviv a identifikovat je ve světelném mikroskopu. Jsou však skutečně viditelné pouze v určitém bodě buněčného cyklu, mitóze (meióza v zárodečných buňkách), když je chromosom zvláště hustý (kondenzovaný).

Jak jsou strukturovány chromozomy?

Pokud by byla celá dvojitá spirála DNA buňky, tj. Kolem 3,4 x 109 párů bází, spojena dohromady, výsledkem by byla délka přes metr. Celková délka všech přidaných chromozomů je pouze asi 115 um. Tento rozdíl v délce je vysvětlen velmi kompaktní strukturou chromozomů, ve kterých je DNA několikrát vinutá nebo spirálovitě velmi specifickým způsobem.

Histony, speciální forma proteinů, v tom hrají důležitou roli. Existuje celkem 5 různých histonů: H1, H2A, H2B, H3 a H4. Dva z posledních čtyř histonů se spojí a vytvoří válcovou strukturu, oktamer, kolem které se dvojitá šroubovice vine asi dvakrát (= super šroubovice). H1 se k této struktuře připojuje, aby ji stabilizoval.

Tento komplex DNA, oktameru a H1 se nazývá nukleozom. Několik z těchto nukleosomů je nyní „jako perla perel“ v relativně krátkých intervalech (10-60 párů bází) za sebou. Řezy mezi chromozomy jsou známé jako spacer DNA. Jednotlivé nukleosomy nyní přicházejí znovu do kontaktu prostřednictvím H1, což vytváří další spirálu a tím také komprimaci.

Výsledné vlákno je zase přítomno v smyčkách, které jsou stabilizovány páteří tvořenou kyselými nehistonickými proteiny, také známými jako Herton. Tyto smyčky jsou zase ve spirálech stabilizovaných proteiny, což vede k poslední fázi komprese. K tomuto vysokému stupni komprese však dochází pouze v souvislosti s dělením buněk během mitózy.

V této fázi můžete také vidět charakteristický tvar chromozomů, který se skládá ze dvou chromatidů. Místo, kde jsou spojeny, se nazývá centroméra. Rozděluje každý chromozom metafázy na dvě krátké a dvě dlouhé paže, také nazývané pa pa.
Pokud centroméra leží zhruba uprostřed chromozomu, nazývá se metacentrický chromozom, pokud leží zcela na jednom z konců acrocentrického chromozomu. Ti mezi tím se nazývají submetacentrické chromozomy. Tyto rozdíly, které lze pozorovat již pod světelným mikroskopem, spolu s délkou umožňují počáteční klasifikaci chromozomů.

Co jsou to telomery?

Telomery jsou konce chromozomů s opakujícími se sekvencemi (TTAGGG). Tyto informace neobsahují žádné relevantní informace, ale slouží spíše k tomu, aby se zabránilo ztrátě relevantnějších částí DNA. S každým dělením buněk je část chromozomu ztracena mechanismem replikace DNA.

Tělomery jsou tedy v jistém smyslu vyrovnávací paměť, která zpožďuje bod, ve kterém buňka ztrácí důležité informace dělením. Pokud mají telomery buněk délku menší než 4 000 párů bází, zahájí se programovaná buněčná smrt (apoptóza). Tím se zabrání šíření vadného genetického materiálu v organismu. Několik buněk má telomerázy, enzymy, které jsou schopné telomery opět prodloužit.

Kromě kmenových buněk, ze kterých pocházejí všechny ostatní buňky, jsou to zárodečné buňky a určité buňky imunitního systému. Kromě toho se telomerázy nacházejí také v rakovinných buňkách, a proto se v tomto kontextu buňky mluví o imortalizaci.

Přečtěte si vše o tomto tématu zde: Telomery - anatomie, funkce a nemoci

Co je chromatin?

Chromatin označuje celý obsah buněčného jádra, které může být obarveno bází. Proto kromě DNA zahrnuje tento termín také určité proteiny, např. Histony a hertony (viz struktura), jakož i určité fragmenty RNA (hn a snRNA).

V závislosti na fázi buněčného cyklu nebo v závislosti na genetické aktivitě je tento materiál k dispozici v různých hustotách. Hustší forma se nazývá heterochromatin. Aby bylo snazší pochopení, lze jej proto považovat za „ukládací formu“ a zde opět rozlišit mezi konstitutivním a fakultativním heterochromatinem.

Konstitutivní heterochromatin je nejhustší forma, která je přítomna ve své nejvyšší úrovni kondenzace ve všech fázích buněčného cyklu. Tvoří asi 6,5% lidského genomu a nachází se hlavně v blízkosti centromer a konců chromozomových ramen (telomeres) v malém rozsahu, ale také na jiných místech (hlavně chromozom 1, 9, 16, 19 a Y). Většina konstitutivního heterochromatinu je navíc umístěna v blízkosti jaderné membrány, tj. Na okrajích buněčného jádra. Prostor uprostřed je vyhrazen pro aktivní chromatin, euchromatin.

Fakultativní heterochromatin je o něco méně hustý a může být aktivován a deaktivován podle potřeby nebo v závislosti na stadiu vývoje. Dobrým příkladem je druhý chromozom X u ženských karyotypů. Protože jeden chromozom X je v podstatě dost na to, aby buňka přežila, což je nakonec dostačující pro muže, jeden z nich je deaktivován v embryonální fázi. deaktivovaný X chromozom je známý jako Barrovo tělo.

Pouze při dělení buněk v souvislosti s mitózou kondenzuje úplně, čímž dosahuje nejvyšší komprese v metafáze. Protože se však různé geny čtou různě často - konec konců, ne každý protein se vyžaduje vždy ve stejném množství - rozlišuje se zde mezi aktivním a neaktivním euchromatinem.

Přečtěte si více o tom pod: Chromatin

Haploidní chromozomy

Haploid (Gr. Haploos = single) znamená, že všechny chromozomy buňky jsou přítomny jednotlivě, tj. Nikoli ve dvojicích (diploid), jak je tomu obvykle. Toto je přirozený stav všech vajíčkových a spermatických buněk, ve kterých nejsou dva identické chromatidy zpočátku separovány jako součást první meiózy, ale spíše jsou nejprve odděleny všechny chromozomové páry.

Výsledkem je, že po první meióze mají dceřiné buňky u lidí pouze 23 místo obvyklých 46 chromozomů, což odpovídá polovině haploidní sady chromozomů. Protože tyto dceřiné buňky mají stále identickou kopii každého chromozomu sestávajícího ze 2 chromozomů, je nutná druhá meiosa, ve které jsou tyto dva chromatidy od sebe odděleny.

Polytenové chromozomy

Polytenový chromozom je chromozom tvořený velkým počtem geneticky identických chromatidů. Protože takové chromozomy jsou snadno vidět při nižším zvětšení, někdy se označují jako obří chromozomy. Předpokladem je endoreplikace, ve které se chromozomy několikrát rozmnožují uvnitř buněčného jádra, aniž by došlo k buněčnému dělení.

Jaké jsou funkce chromozomů?

Chromozom, jako organizační jednotka našeho genomu, se primárně používá k zajištění rovnoměrného rozdělení duplikovaného genomu mezi dceřiné buňky během dělení buněk. Za tímto účelem stojí za to se blíže podívat na mechanismy buněčného dělení nebo buněčného cyklu:

Buňka tráví většinu buněčného cyklu v mezifázi, což znamená celou dobu, po kterou se buňka okamžitě nerozdělí. To je dále rozděleno na fáze G1, S a G2.

G1 fáze (G pro mezeru, tj. Mezeru) bezprostředně následuje buněčné dělení. Zde se buňka opět zvětšuje a provádí obecné metabolické funkce.

Odtud se také může přepnout do fáze G0. To znamená, že se mění do fáze, která již není schopna se dělit a v normálních případech se také velmi mění, aby plnila velmi specifickou funkci (buněčná diferenciace). Za účelem plnění těchto úkolů jsou velmi specifické geny čteny intenzivněji, jiné méně nebo vůbec.

Pokud část DNA není potřeba delší dobu, je často umístěna v částech chromozomů, které byly hustě zabaleny dlouhou dobu (viz chromatin). Účelem je jednak zachránit prostor, ale kromě dalších mechanismů regulace genů je to také další ochrana proti náhodnému čtení. Bylo však také pozorováno, že za velmi specifických podmínek mohou diferencované buňky z G0 fáze znovu vstoupit do cyklu.

Po fázi G1 následuje fáze S, tj. Fáze, ve které je syntetizována nová DNA (replikace DNA). Zde musí být celá DNA ve své nejvolnější formě, tj. Všechny chromozomy jsou zcela nezvařené (viz struktura).

Na konci fáze syntézy je v buňce duplikován celý genetický materiál. Protože kopie je stále připojena k původnímu chromozomu prostřednictvím centroméry (viz struktura), nemluvíme o duplikaci chromozomů.

Každý chromozom nyní sestává ze dvou chromatidů místo jednoho, takže později může během mitózy převzít charakteristický tvar X (tvar X se vztahuje pouze na metacentrické chromozomy). V následující fázi G2 probíhá okamžitá příprava na buněčné dělení. To také zahrnuje podrobnou kontrolu chyb replikace a přerušení pramenů, které lze v případě potřeby opravit.

V zásadě existují dva typy buněčného dělení: mitóza a meióza. S výjimkou zárodečných buněk všechny buňky organismu vznikají mitózou, jejímž jediným úkolem je vytvoření dvou geneticky identických dceřiných buněk.
Účelem meiózy je generování geneticky odlišných buněk:
V prvním kroku se rozdělí odpovídající (homologní), ale nikoli identické chromozomy. Teprve v dalším kroku jsou chromozomy, které se skládají ze dvou identických chromatidů, odděleny a opět distribuovány do dvou dceřiných buněk, takže na konci vzniknou z jedné prekurzorové buňky čtyři zárodečné buňky s odlišným genetickým materiálem.

Forma a struktura chromozomů je nezbytná pro oba mechanismy: Speciální „proteinová vlákna“, tzv. Vřetenová aparatura, se připojují k vysoce kondenzovaným chromozomům a tahají chromozomy v jemně regulovaném procesu od střední roviny (rovníková rovina) k opačným pólům buňky kolem jednoho pro zajištění rovnoměrné distribuce. I malé změny v mikrostruktuře chromozomů mohou mít vážné důsledky.

U všech savců poměr pohlavních chromozomů X a Y také určuje pohlaví potomstva. V podstatě vše záleží na tom, zda spermie, které se spojí s vajíčkovou buňkou, nesou chromozom X nebo Y. Protože obě formy spermií jsou vždy produkovány ve stejném rozsahu, pravděpodobnost je vždy vyvážená pro obě pohlaví. Tento náhodný systém zaručuje rovnoměrnější rozdělení pohlaví, než by tomu bylo například u faktorů prostředí, jako je teplota.

Zjistěte více o tomto tématu: Dělení buněčného jádra

Jak se geny přenášejí chromozomy?

Dnes víme, že vlastnosti jsou zděděny prostřednictvím genů, které jsou uloženy v buňkách ve formě DNA. Ty jsou zase rozděleny do 46 chromozomů, na kterých je distribuováno 25 000 až 3 000 lidských genů.

Kromě samotné vlastnosti, která se nazývá fenotyp, existuje také genetický protějšek, který se nazývá genotyp. Místo, kde je gen na chromozomu, se nazývá lokus. Protože lidé zdvojnásobují každý chromozom, vyskytuje se také každý gen dvakrát. Jedinou výjimkou jsou g-chromozomální geny u mužů, protože chromozom Y nese pouze zlomek genetické informace nacházející se na chromozomu X.

Různé geny, které jsou na stejném místě, se nazývají alely. V jednom lokusu jsou často více než dvě různé alely. Pak se mluví o polymorfismu. Taková alela může být jednoduše neškodná varianta (normální varianta), ale také patologické mutace, které mohou být spouštěčem dědičné choroby.

Pokud mutace jediného genu postačuje ke změně fenotypu, mluví se o monogenní nebo Mendelově dědičnosti. Mnoho zděděných vlastností je však zděděno prostřednictvím několika vzájemně se ovlivňujících genů, a proto je jejich studium mnohem obtížnější.

Protože matka a otec každé dají dítěti jeden z jejich dvou genů v Mendelově dědičnosti, vždy existují čtyři možné kombinace v příští generaci, přičemž tyto mohou být stejné ve vztahu k jedné vlastnosti. Pokud mají oba alely jedince stejný účinek na fenotyp, je jednotlivec ve vztahu k této charakteristice homozygotní a charakteristika je odpovídajícím způsobem plně vyjádřena.

Heterozygoti mají dvě různé alely, které mohou navzájem interagovat různými způsoby: Pokud je jedna alela dominantní nad druhou, zcela potlačuje její expresi a dominantní rys se stane viditelným ve fenotypu. Potlačená alela se nazývá recesivní.

V případě dědičnosti codominantu se mohou obě alely navzájem ovlivňovat, zatímco v případě přechodné dědičnosti existuje směs obou charakteristik. Dobrým příkladem je systém krevních skupin AB0, ve kterém A a B jsou spolu dominantní, ale 0 jsou dominantní nad sebou.

Jaká je normální sada chromozomů u lidí?

Lidské buňky mají 22 párů chromozomů nezávislých na pohlaví (autosomy) a dva pohlavní chromozomy (gonosomy), takže celkem 46 chromozomů tvoří jednu sadu chromozomů.

Autosomy obvykle přicházejí ve dvojicích. Chromozomy páru mají podobný tvar a sekvenci genů, a proto jsou označovány jako homologní. Dva chromozomy X žen jsou také homologní, zatímco muži mají chromozomy X a Y. Liší se ve formě a počtu přítomných genů, takže již nelze hovořit o homologii.

Zárodečné buňky, tj. Vajíčko a spermie, mají z důvodu meiózy pouze polovinu chromozomové sady, konkrétně 22 jednotlivých autosomů a jeden gonozom. Protože se zárodečné buňky během oplodnění fúzují a někdy zaměňují celé segmenty (křížení), vytváří se nová kombinace chromozomů (rekombinace). Všechny chromozomy společně se nazývají karyotyp, který je až na několik výjimek (viz chromozomové aberace) stejný u všech jedinců stejného pohlaví.

Zde naleznete vše o tématu: Mitóza - jednoduše vysvětleno!

Proč jsou vždy vždy páry chromozomů?

Na tuto otázku lze v zásadě odpovědět jedinou větou: Protože se ukázalo, že je prospěšná. Přítomnost párů chromozomů a princip rekombinace jsou nezbytné pro dědičnost z hlediska sexuální reprodukce. Tímto způsobem může zcela nový jedinec vyjít z genetického materiálu dvou jedinců náhodou.

Tento systém enormně zvyšuje rozmanitost vlastností uvnitř druhu a zajišťuje, že se dokáže přizpůsobit změněným podmínkám prostředí mnohem rychleji a flexibilněji, než by bylo možné pouze mutací a selekcí.

Dvojitá sada chromozomů má také ochranný účinek: pokud by mutace genu vedla k selhání funkce, ve druhém chromozomu je stále druh „záložní kopie“. To není vždy dost na to, aby organismus kompenzoval poruchu, zejména pokud je mutovaná alela dominantní, ale zvyšuje to šanci. Kromě toho se tímto způsobem mutace automaticky nepřenáší na všechny potomky, což druh chrání před příliš radikálními mutacemi.

Co je chromozomová mutace?

Genetické defekty mohou vznikat z ionizujícího záření (např. Rentgenového záření), chemických látek (např. Benzopyrenu v cigaretovém kouři), určitých virů (např. Virů HP) nebo, s nízkou pravděpodobností, mohou také vzniknout čistě náhodou. Na jeho vývoji se často podílí několik faktorů. V zásadě se takové změny mohou vyskytovat ve všech tělesných tkáních, ale z praktických důvodů je analýza obvykle omezena na lymfocyty (speciální typ imunitní buňky), fibroblasty (buňky pojivové tkáně) a buňky kostní dřeně.

Chromozomová mutace je hlavní strukturální změnou v jednotlivých chromozomech.Na druhé straně by nepřítomnost nebo přidání celých chromozomů byla mutací genomu nebo ploidy, zatímco termín genová mutace odkazuje na relativně malé změny v genu. Termín chromozomová aberace (latinská aberrare = odchylka) je poněkud širší a zahrnuje všechny změny, které lze detekovat světelným mikroskopem.

Mutace mohou mít velmi odlišné účinky:

Tiché mutace, tj. Mutace, ve kterých změna nemá žádný vliv na jednotlivce ani na jejich potomky, jsou pro aberace chromozomů spíše atypické a častěji se vyskytují v oblasti genových nebo bodových mutací.
Mutace ztráty funkce je, když mutace vede k chybnému a tedy nefunkčnímu proteinu nebo vůbec žádnému proteinu.
Takzvané mutace zesílení funkce mění typ účinku nebo množství produkovaných proteinů tak, že vznikají zcela nové účinky. Na jedné straně je to rozhodující mechanismus pro evoluci a tedy pro přežití druhu nebo pro vznik nových druhů, ale na druhé straně, stejně jako v případě chromozomu Philadelphie, může také rozhodujícím způsobem přispět k rozvoji rakovinných buněk.

Nejznámější z různých forem chromozomových aberací jsou pravděpodobně numerické aberace, ve kterých jsou jednotlivé chromozomy přítomny pouze jednou (monosomie) nebo dokonce trojnásobně (trisomie).

Pokud se to týká pouze jednoho chromozomu, nazývá se aneuploidie a celá sada chromozomů je ovlivněna polyploidií (tri- a tetraploidie). Ve většině případů tato maldistribuce vzniká v průběhu vývoje zárodečných buněk v důsledku neoddělování (nondisjunkce) chromozomů během dělení buněk (meióza). To vede k nerovnoměrnému rozložení chromozomů v dceřiných buňkách a tím k numerické aberaci u vyvíjejícího se dítěte.

Monosomie non-pohlavních chromozomů (= autosomy) jsou neslučitelné se životem, a proto se nevyskytují u žijících dětí. S výjimkou trisomií 13, 18 a 21 vedou autozomální trisomie téměř vždy k spontánním potratům.

V každém případě, na rozdíl od aberací pohlavních chromozomů, které mohou být také nenápadné, vždy existují závažné klinické příznaky a zpravidla více či méně výrazné vnější abnormality (dysmorfismy).

K takové maldistribuce může dojít také později v životě s mitotickým dělením buněk (všechny buňky kromě zárodečných buněk). Protože kromě postižených buněk existují také nezměněné buňky, mluví se o somatické mozaice. Somatickými (řecké soma = tělo) jsou míněny všechny buňky, které nejsou zárodečnými buňkami. Protože je ovlivněna pouze malá část buněk těla, jsou příznaky obvykle mnohem mírnější. Proto typy mozaiky často zůstávají dlouho nezjištěny.

Zde naleznete vše o tématu: Chromozomová mutace

Co je chromozomální aberace?

Strukturální aberace chromozomů v zásadě odpovídá definici chromozomové mutace (viz výše). Pokud množství genetického materiálu zůstává stejné a je jednoduše distribuováno odlišně, mluví se o vyvážené odchylce.

K tomu často dochází translokací, tj. Převodem chromozomového segmentu na jiný chromozom. Jde-li o výměnu mezi dvěma chromozomy, pak se mluví o reciproční translokaci. Protože k produkci proteinů je vyžadováno pouze asi 2% genomu, je velmi nízká pravděpodobnost, že takový gen je v bodě zlomu a tím ztrácí svoji funkci nebo je v něm narušen. Taková vyvážená aberace tedy často zůstává bez povšimnutí a je předávána několika generacím.

To však může vést k nesprávnému rozdělení chromozomů během vývoje zárodečných buněk, což může vést k neplodnosti, spontánním potratům nebo potomkům s nevyváženou aberací.

K nevyvážené odchylce však může dojít také spontánně, tj. Bez rodinné anamnézy. Pravděpodobnost, že se dítě narodí naživu s nevyváženou aberací, do značné míry závisí na postižených chromozomech a pohybuje se mezi 0 a 60%. To vede ke ztrátě (= delece) nebo duplicitě (= duplicitě) chromozomového segmentu. V této souvislosti se mluví o částečných mono- a trizomiích.

V některých případech se vyskytují společně ve dvou různých regionech, přičemž částečná monosomie je obvykle rozhodující pro výskyt klinických symptomů. Toto jsou významné příklady vymazání Kočičí křik syndrom a Wolf-Hirschhornův syndrom.

Mluvíme o mikrodeleci, když změnu již nelze určit světelným mikroskopem, tj. Když jde o ztrátu jednoho nebo několika genů. Tento jev je považován za příčinu Prader-Williho syndromu a Angelmanova syndromu a úzce souvisí s vývojem retionoblastomu.

Translokace Robertsona je zvláštním případem:
Dva acrocentrické chromozomy (13, 14, 15, 21, 22) se spojují na své centromere a po ztrátě krátkých ramen tvoří jeden chromozom (viz struktura). Ačkoli to má za následek snížený počet chromozomů, nazývá se to vyvážená aberace, protože ztrátu krátkých ramen v těchto chromozomech lze snadno kompenzovat. I zde jsou účinky často patrné pouze v následujících generacích, protože existuje velmi vysoká pravděpodobnost potratů nebo živých dětí s trizomií.

Pokud jsou v chromozomu dvě zlomy, může se stát, že mezilehlý segment se otočí o 180 ° a zapracuje se do chromozomu. Tento proces, známý jako inverze, je nevyvážený, pouze pokud zlomový bod leží v aktivním genu (2% celkového genetického materiálu). V závislosti na tom, zda je centromera uvnitř nebo vně invertovaného segmentu, je to peri- nebo paracentrická inverze. Tyto změny mohou také přispět k nerovnoměrné distribuci genetického materiálu na zárodečných buňkách.

V paracentrické inverzi, ve které centroméra není v obráceném segmentu, se mohou objevit také zárodečné buňky se dvěma nebo žádnými centromery. V důsledku toho se odpovídající chromozom ztratí během prvních buněčných dělení, což téměř jistě vede k potratu.

Vložení se týká začlenění fragmentu chromozomu jinde. I zde jsou primárně podobným způsobem ovlivňováni potomci. Kruhový chromozom může nastat zejména po deleci koncových kusů. Typ a velikost sekvencí jsou rozhodující pro závažnost symptomů. Kromě toho to může vést k nesprávnému rozdělení a tím i k typům mozaik v buňkách těla.

Pokud se chromozom metafázy při dělení buněk nesprávně oddělí, mohou vzniknout isochromozomy. Jedná se o dva přesně stejné chromozomy, které se skládají pouze z dlouhých nebo pouze krátkých paží. V případě chromozomu X se to může projevit jako Ulrich-Turnerův syndrom (monosomie X).

Přečtěte si více o tomto tématu: Chromozomální aberace

Trizomie 21

Trisomie 21, lépe známá jako Downův syndrom, je pravděpodobně nejčastější numerickou chromozomální aberací u živě narozených, přičemž muži jsou postiženi o něco častěji (1,3: 1).

Pravděpodobnost výskytu trizomie 21 závisí na různých demografických faktorech, jako je průměrný věk při narození matek, a mírně se v jednotlivých regionech liší.

95% trizomie 21 vzniká v důsledku chyby dělení v souvislosti s meiózou (dělení zárodečných buněk), konkrétně nondisjunkce, tj. Selhání oddělení sesterských chromatidů.

Nazývají se jako trizomie zdarma a vyskytují se 90% v mateřském, 5% v otcovském a dalších 5% v embryonálním genomu.

Další 3% jsou výsledkem nevyvážených translokací buď na chromozomu 14 nebo jako 21; Translokace, vytvoření normálního a dvojitého chromozomu 21. Zbývající 2% jsou mozaikové typy, u nichž trisomie nevznikla v zárodečných buňkách, a proto neovlivňuje všechny buňky těla. Mozaikové typy jsou často tak mírné, že mohou zůstat po dlouhou dobu zcela nezjištěny.

V každém případě by mělo být provedeno chromozomové vyšetření, aby se odlišila symptomaticky identická volná trizomie od případně zděděné translokační trizomie. Poté může následovat rodinná historie předchozích generací.

Zajímá vás toto téma? Přečtěte si o tom další článek: Trizomie 21

Trizomie 13

Trisomy 13 nebo Patauův syndrom má frekvenci 1: 5000 a je mnohem vzácnější než Downův syndrom. Příčiny (volné trizomie, translokace a typy mozaiky) a jejich procentuální rozdělení jsou však do značné míry totožné.

Teoreticky lze téměř ve všech případech diagnostikovat prenatálně pomocí ultrazvuku nebo testu PAPP-A. Protože test PAPP-A není nutně součástí běžných vyšetření, je před narozením diagnostikováno přibližně 80% případů ve střední Evropě.

Na ultrazvuku již lze vidět zbytky růstu, oboustranný rozštěp rtu a patra a neobvykle malé oči (mikroftalmie). Kromě toho jsou obvykle přítomny malformace předního mozku a obličeje různých stupňů závažnosti (holoprosencefalie).

Zatímco v lobarské formě jsou mozkové hemisféry téměř zcela odděleny a jsou vytvářeny laterální komory, v polo-lobarské formě je často oddělena pouze zadní část mozku a postranní komory chybí. V nejtěžší formě, alobarové formě, nedochází k oddělení mozkových hemisfér.

Kojenci s polo- nebo alobarovým tvarem obvykle umírají bezprostředně po narození. Po jednom měsíci je úmrtnost kolem 50% živě narozených. Do věku 5 let se úmrtnost na trizomii 13 zvyšuje na 90%. Kvůli malformacím v mozku zůstávají nemocní ve většině případů upoutáni na celý život a nemohou mluvit, proto jsou závislí na plné péči. Kromě toho mohou existovat také rozsáhlé fyzické projevy Trismoie 13.

Přečtěte si více o tomto tématu na: Trizomie 13 u nenarozeného dítěte

Trizomie 16

V zásadě je trizomie 16 nejčastější trizomií (kolem 32% všech trizomií), ale živé děti s trizomií 16 jsou velmi vzácné. Obecně platí, že k živým narozením dochází pouze v částečných trojicích nebo mozaikových typech. Mezi trizomiemi je nejčastěji zodpovědný za mrtvé narození: 32 ze 100 potratů kvůli chromozomálním aberacím lze vystopovat zpět k této formě trizomie.

Proto byly dokumentovány hlavně prenatálně, tj. Prenatálně identifikovatelné charakteristiky. Pozoruhodné jsou zde různé srdeční vady, zpomalený růst, jediná pupeční tepna (jinak dvojitá) a zvýšená průhlednost krku, což je vysvětleno hromaděním tekutin v důsledku dosud plně rozvinutého lymfatického systému a zvýšenou elasticitou kůže v této oblasti. Kromě toho fyziologická pupeční kýla, tj. Dočasné přemísťování velké části střeva přes pupek směrem ven, často nereaguje správně, což je známé jako omphalocele nebo zlomení pupeční šňůry.

Na ultrazvuku může být často detekována flexe kontrakce se zkříženými prsty. U několika živě narozených dětí je patrná generalizovaná svalová hypotenze, tj. Celková svalová slabost. To vede k slabosti pití a může zajistit, že dítě musí být krmeno uměle. Často se vyskytuje rýha se čtyřmi prsty, která je tak charakteristická pro trizomii. I zde je frekvence výskytu trizomie přímo úměrná věku matky.

Trizomie 18

Edwardsův syndrom, tj. Trizomie 18, se vyskytuje s frekvencí 1: 3000. U prenatální diagnostiky je to stejné jako u Patauova syndromu: Stejná vyšetření by zde také umožnila úplné nalezení všech pacientů před narozením. Příčiny a jejich rozdělení musí být porovnány s jinými trizomiemi (viz trisomie 21).

Kromě toho v trizomii 18 existují také parciální trizomie, které stejně jako typy mozaiky vedou k mnohem mírnějším klinickým kurzům. Související dysmorfismy jsou také extrémně charakteristické pro Edwardsův syndrom: Při narození mají pacienti výrazně sníženou tělesnou hmotnost o 2 kg (normální: 2,8–4,2 kg), ustupující široké čelo, obvykle nedostatečně rozvinutou dolní polovinu obličeje s malým otevřením úst , úzká víčka a otočená dozadu, uši se změnou tvaru (faunovo ucho). Kromě toho je záda hlavy pro novorozence neobvykle dobře vyvinutá. Žebra jsou neobvykle úzká a křehká. Novorozenci mají také trvalé napětí (tón) celé muskulatury, která však po prvních týdnech u přeživších ustupuje.

Dalším charakteristickým rysem je křížení 2. a 5. prsty nad 3. a 4. s celkovým počtem zatloukaných prstů, zatímco chodidla jsou neobvykle dlouhá (uplynula), mají zvlášť výraznou patu, zakrnělé nehty a zadní špičku.

Závažné malformace orgánů jsou běžné a obvykle se vyskytují v kombinaci: defekty srdce a ledvin, nesprávné složení (malrotace) střeva, adheze peritoneum (mesenterium commune), okluze jícnu (ezofageální atrézie) a mnoho dalších.

Kvůli těmto malformacím je míra úmrtnosti během prvních 4 dnů přibližně 50%, pouze přibližně 5-10% žije déle než rok. Absolutní výjimkou je přežití do dospělosti. V každém případě je duševní postižení velmi výrazné a nemůže mluvit, je připoutáno na lůžko a inkontinentní, takže zcela závisí na vnější pomoci.

Podrobnější informace o trizomii 18 naleznete také v našem podrobném článku na toto téma:

Trizomie 18 (Edwardsův syndrom)
Trizomie 18 u nenarozeného dítěte

Trizomie X

Trizomie X je nejnápadnější forma numerické chromozomální aberace, vzhled postižených, kteří jsou logicky všechny ženy, se nijak výrazně neliší od ostatních žen. Některé jsou patrné, protože jsou zvláště vysoké a mají poněkud „baculaté“ rysy obličeje. Duševní vývoj může být také do značné míry normální, od hraničního normálního po mírné mentální postižení.

Tento inteligenční deficit je však o něco závažnější než u jiných trojic pohlavních chromozomů (XXY a XYY). S frekvencí 1: 1000 to vlastně není tak vzácné, ale protože trizomie obvykle není spojena s klinicky významnými příznaky, u většiny žen s touto nemocí nebude pravděpodobně nikdy diagnostikována po celý život.

Nosiče jsou většinou objeveny náhodou při rodinné prohlídce nebo při prenatální diagnostice. Plodnost se může mírně snížit a rychlost aberací pohlavních chromozomů v příští generaci se může mírně zvýšit, takže pokud chcete mít děti, doporučuje se genetické poradenství.

Stejně jako u ostatních trizomií se i trizomie X nejčastěji vyvíjí jako volná trizomie, tj. Kvůli nedostatečnému dělení (nondisjunkce) sesterských chromatidů. I zde obvykle vzniká během zrání mateřských vajíček, i když pravděpodobnost se s věkem zvyšuje.

Fragile X Syndrome

Fragile X syndrom nebo Martin Bell syndrom je upřednostňován u mužů, protože mají pouze jeden chromozom X, a proto jsou touto změnou více zasaženi.

Vyskytuje se s četností 1: 1250 u živě narozených mužů v jednom roce, což z něj činí nejběžnější formu nespecifické mentální retardace, tj. Všechny mentální postižení, které nelze popsat zvláštním syndromem s typickými znaky.

Křehký syndrom X se obvykle může vyskytovat také u dívek v poněkud slabší formě, což je způsobeno náhodnou inaktivací jednoho z chromozomů X. Čím vyšší je podíl vypnutého zdravého X chromozomu, tím silnější jsou příznaky.

Ve většině případů jsou však ženy nositeli premutace, která dosud nevyvolává žádné klinické příznaky, ale masivně zvyšuje pravděpodobnost úplné mutace jejich synů. Ve velmi vzácných případech mohou být muži nositeli premutace, kterou pak mohou předat pouze dcerám, ale jsou obvykle také klinicky zdraví (Shermanův paradox).

Syndrom je spouštěn extrémně zvýšeným počtem trojic CGG (určitá sekvence bází) v genu FMR (fragile-site-mental-retardation), místo 10–50 kopií, premutace 50-200, s plnou expresí 200–2 000 kopií.

Pod světelným mikroskopem to vypadá jako zlomení dlouhé paže, což syndromu dalo jméno. To vede k deaktivaci postiženého genu, což zase způsobuje symptomy.

Postižení lidé vykazují zpomalený vývoj řeči a pohybu a mohou ukázat problémy s chováním, které mohou vést ve směru hyperaktivity, ale také autismu.Čistě vnější abnormality (příznaky dysmorphismu) jsou dlouhou tváří s výraznou bradou a vystupujícími ušima. S pubertou jsou varlata často značně zvětšena (makroorchidie) a rysy obličeje jsou hrubší. Mezi ženskými nositeli premutace dochází k mírnému hromadění psychologických abnormalit a zvláště k časné menopauze.

Co je chromozomální analýza?

Chromozomální analýza je proces v cytogenetice, pomocí kterého lze detekovat numerické nebo strukturální aberace chromozomů.

Taková analýza by se použila například v případě bezprostředního podezření na chromozomální syndrom, tj. V případě malformací (dysmorphismů) nebo mentálních postižení (retardace), ale také v případě neplodnosti, pravidelných potratů (potratů) a také u některých druhů rakoviny (např. Lymfomů). nebo leukémie).

To obvykle vyžaduje lymfocyty, speciální typ imunitní buňky, která se získává z krve pacienta. Protože tímto způsobem lze získat pouze relativně malé množství, jsou buňky stimulovány k dělení s fytohemaglutininem a lymfocyty pak mohou být pěstovány v laboratoři.

V některých případech se místo toho odebírají vzorky (biopsie) z kůže nebo míchy a používá se podobný postup. Cílem je získat co nejvíce materiálu DNA, který je v současné době uprostřed buněčného dělení. V metafáze jsou všechny chromozomy uspořádány v jedné úrovni přibližně uprostřed buňky tak, aby mohly být v dalším kroku anafáze přitaženy na protilehlé strany (póly) buňky.

V tomto okamžiku jsou chromozomy obzvláště pevně zabaleny (vysoce kondenzovány). Přidá se kolchicin jedu vřetena, který pracuje přesně v této fázi buněčného cyklu, takže se hromadí chromozomy metafázy. Poté se izolují a obarví speciálními barvicími metodami.

Nejběžnější je bandáž GTG, ve které jsou chromozomy ošetřeny trypsinem, trávicím enzymem a pigmentem Giemsa. Obzvláště hustě zabalené oblasti a regiony bohaté na adenin a thymin jsou zobrazeny tmavě.

Výsledné G-pásy jsou charakteristické pro každý chromozom a zjednodušeně jsou považovány za oblasti s menším počtem genů. Obrázek chromozomů obarvených tímto způsobem je pořízen při tisícinásobném zvětšení a pomocí počítačového programu je vytvořen karyogram. Kromě vzoru proužků se používá velikost chromozomu a poloha centromery k tomu, aby se chromozomy odpovídajícím způsobem uspořádaly. Existují také jiné metody pásování, které mohou mít velmi odlišné výhody.