Charakteristické monosómy a príklady



monosomie označujú chromozomálnu konštitúciu jedincov s jedným chromozómom namiesto normálneho páru v diploidných organizmoch. To znamená, že ak existuje 23 párov chromozómov, existuje monozómia jedného z nich, ak je prítomný iba jeden z chromozómov. Jedinec s monozómiou v tomto prípade bude prezentovať 45 chromozómov namiesto 46.

Monosómy môžu byť úplné alebo čiastočné. V prvom prípade chýba celý chromozóm. V druhom prípade delécia len časti chromozómu určuje čiastočný nedostatok informácií o postihnutom chromozóme.

Pretože monozómia postihuje iba pár chromozómov diploidných druhov, napríklad sa považuje za aneuploidiu. Pravé zmeny ploidie alebo euploidie na druhej strane ovplyvňujú úplný počet chromozómov, ktoré definujú druh.

index

  • 1 Charakteristika monosómov
  • 2 Čiastočná monozómia chromozómu 5 u ľudí: syndróm plačenia mačiek
    • 2.1 Charakteristika choroby
    • 2.2 Liečba ochorenia
    • 2.3 Niektoré gény, ktoré prispievajú k prejaveniu choroby
  • 3 Celková monozómia chromozómu X: Turnerov syndróm (45, X)
    • 3.1 Prehľad syndrómu
    • 3.2 Súvisiace fyzikálne a somatické vlastnosti
    • 3.3 Rozvojové a mentálne schopnosti
    • 3.4 Liečba symptómov syndrómu
  • 4 Monosómy v iných organizmoch
  • 5 Referencie

Charakteristiky monosómov

Monosómy môžu ovplyvniť somatické chromozómy alebo pohlavné chromozómy. Jediná monozómia pohlavných chromozómov u ľudí je chromozóm X.

Títo jedinci sú XO ženy a prezentujú to, čo sa nazýva Turnerov syndróm. Neexistujú žiadne monosomické ME, pretože každá ľudská bytosť vyžaduje existenciu chromozómu X.

Ženy sú XX a muži XY. V prípadoch aneuploidie môžu byť ženy tiež XXX (trizómia X) alebo XO (monozómia X). Aneuploidní muži môžu byť XXY (Kleinefelterov syndróm) alebo XYY. Tieto posledné dve sú tiež trisomies.

Celkové autozomálne monosomíá sú zvyčajne fatálne, pretože spôsobujú vznik závažných defektov vo vývoji. Okrem toho sa môže prejaviť akákoľvek (a celá) mutácia, pretože jedinec bude hemizygotný pre všetky gény solitárneho chromozómu..

Aneuploidné organizmy vznikajú všeobecne fúziou gamét, z ktorých jedna predstavuje numerickú chromozomálnu aberáciu. Aneuploidie môžu tiež vznikať zo somatického tkaniva a zjavne hrajú dôležitú úlohu pri vzniku a vývoji určitých typov rakoviny..

Parciálna monozómia chromozómu 5 u ľudí: syndróm plačenia mačiek

Čiastočná (alebo úplná) delécia v krátkom ramene chromozómu 5 je príčinou tzv. Syndrómu cri-du-chatu. To je tiež známe ako Lejeune syndróm, na počesť svojho objaviteľa, francúzsky výskumník Jèrôme Lejeune. Vo francúzštine znamená cri-du-chat „plačúca mačka“.

80% gamét, kde dochádza k delécii, ktorá charakterizuje tento syndróm, je otcovského pôvodu. Väčšina delécií je spontánna a vyskytuje sa de novo počas gametogenézy. V menšinových prípadoch vzniká aberantný gamét z iných typov udalostí, ako sú translokácie alebo nerovnaké chromozomálne segregácie.

Charakteristika ochorenia

Vzhľadom na problémy s hrtanom a nervovým systémom, ktoré sú odvodené od stavu, postihnuté deti majú podobný plač ako u malých mačiek. Tento typ plaču zmizne, keď sa dieťa dostane o niečo staršie.

Na fyzickej úrovni budú schopní prezentovať hlavu, čeľuste zníženej veľkosti a veľa slintať. Najdôležitejšie fyzické znamenie tohto syndrómu však nie je pozorovateľné na prvý pohľad. Ide o hypoplaziu pontocerebelárnych buniek, vrodenú poruchu morfogenézy mozgu.

Po zvyšok svojho života budú mať postihnutí ľudia problémy s kŕmením (ťažkosti sania a prehĺtania), priberať na váhe a rásť. Budú tiež predstavovať závažné oneskorenie motora, intelektu a reči.

Na úrovni správania, ľudia s týmto syndrómom zvyčajne predstavujú niektoré poruchy, ktoré zahŕňajú hyperaktivitu, agresiu a "štart". Majú tiež tendenciu mať opakované pohyby. Vo veľmi zriedkavých prípadoch môže jedinec vykazovať normálny vzhľad a správanie, okrem ťažkostí s učením.

Liečba ochorenia

Postihnutí jedinci vyžadujú neustálu lekársku starostlivosť, najmä pri terapiách súvisiacich s poruchami motoriky a reči. Ak sa vyskytnú problémy so srdcom, najpravdepodobnejšie bude chirurgický zákrok.

Niektoré gény, ktoré prispievajú k prejavu ochorenia

Gény chýbajúceho fragmentu, vrátane celého krátkeho ramena chromozómu 5, sú v hemizygotnom stave. To znamená, že iba v jednej kópii z druhého úplného chromozómu páru.

Genetická konštitúcia tohto chromozómu preto určí niektoré z príčin ochorenia. Niektoré môžu byť vysvetlené expresiou v deficiencii mutovaného génu. Iné, naopak, kvôli účinku dávky génu odvodenej z existencie jedinej kópie génu namiesto dvoch.

Niektoré z génov, ktoré prispievajú k rozvoju ochorenia účinkom genetickej dávky, zahŕňajú TERT (zrýchlený telomér shortenig). Ľudia postihnutí syndrómom majú nedostatky v udržiavaní telomérov. Skrátenie telomérov je spojené s výskytom rôznych ochorení a skorého starnutia.

Na druhej strane, gén SEMA5A v hemizygotnom stave prerušuje normálny vývoj mozgu u jedincov s deléciami na chromozóme 5. Na druhej strane sa zdá, že hemizygotný stav génu MARCH6 vysvetľuje charakteristický výkrik mačiek tých, ktorí sú postihnutí trizómiou..

Celková monozómia chromozómu X: Turnerov syndróm (45, X)

Autozomálne monozómy sú spravidla letálne. Zaujímavé je však, že monozómia chromozómu X nie je, pretože mnoho embryí XO dokáže prežiť.

Zdá sa, že dôvod spočíva vo funkcii chromozómu X pri sexuálnom určovaní u cicavcov. Keďže samice tohto druhu sú XX a samce XY, je to nevyhnutný chromozóm. Y chromozóm je nevyhnutný len pre sexuálne stanovenie samcov, nie pre ich prežitie.

X chromozóm nesie takmer 10% genetickej informácie u ľudí. Jeho prítomnosť zjavne nie je alternatívou; Je to povinné Okrem toho je vždy čiastočne prítomný. To znamená, že u mužov existuje iba jedna kópia X.

Ale u žien, aj funkčne. Podľa Lyonovej hypotézy (už potvrdená) u žien sa exprimuje len jeden z X chromozómov. Druhá je inaktivovaná genetickými a epigenetickými mechanizmami.

V tomto zmysle sú všetky cicavce, samce a samice hemizygótne pre X. Samice XO tiež, ale v inom stave nie bez problémov.

Všeobecnosti syndrómu

Neexistuje žiadna preukázaná príčina syndrómu prezentovaného ženským karyotypom 45, X. Turnerov syndróm postihuje 1 z 2500 žien nažive.

Preto je to zriedkavá aneuploidia v porovnaní napríklad s trisomiami XXY alebo XXX. Všeobecne platí, že XO tehotenstva nie sú životaschopné. Odhaduje sa, že 99% tehotenstiev XO končí potratom.

Fyzikálne a somatické vlastnosti

Charakteristickým fyzickým znakom Turnerovho syndrómu je krátky vzrast. XO ženy sú pri narodení malé, nezaznamenávajú prudký nárast spojený s pubertou a dospelí dosahujú maximálnu výšku 144 cm..

Iné somatické znaky spojené so syndrómom zahŕňajú vrodené srdcové ochorenie, ako aj renálne abnormality. Ženy postihnuté Turnerovým syndrómom predstavujú zvýšené riziko zápalu stredného ucha, hypertenzie, diabetes mellitus, porúch štítnej žľazy a obezity..

Rozvojové a mentálne schopnosti

IQ žien XO je ekvivalentné s ich rovesníkmi z XX. Je však možné pozorovať deficit v priestorovej orientácii, rukopise a pri riešení matematických problémov. Nepredstavujú problémy napríklad pri aritmetických výpočtoch, ale počítajú sa.

Reč je normálna, ale pri liečbe zápalu stredného ucha sa môžu vyskytnúť problémy. Predpokladá sa, že mnohé z týchto nedostatkov sú produktom zníženej produkcie estrogénu. Motorické zručnosti môžu tiež vykazovať určité oneskorenie.

Liečba symptómov syndrómu

Z hľadiska krátkeho vzrastu môžu ženy s Turnerovým syndrómom počas detstva dostávať injekcie s rekombinantným rastovým hormónom. Môžu očakávať, že dosiahnu výšku najmenej 150 cm.

Hormonálna substitučná liečba by mala začať medzi 12 a 15 rokmi, aby sa zabezpečil vhodný prechod do dospievania a dospelosti. Táto terapia by sa vo väčšine prípadov mala predĺžiť, aby sa zabránilo predčasnému koronárnemu srdcovému ochoreniu a osteoporóze.

So zvyšnými podmienkami sú počas vývoja a stavu dospelých žien XO nevyhnutné rady a lekárske sledovanie. Psychologické poradenstvo je tiež dôležité, pretože fyzické nedostatky môžu ovplyvniť váš emocionálny vývoj.

Monosómy v iných organizmoch

Monosomie boli objavené a po prvý krát objavené Barbarou McClintockovou v roku 1929 z jej práce na kukurici. Podobne ako v prípade kukurice, monosómy v iných diploidných rastlinách majú väčší účinok ako polyploidné rastliny.

Strata chromozómu páru v diploidnej rastline vedie k vzniku genetických nerovnováh, ktoré následne menia enzymatické hladiny. Tým môžu byť ovplyvnené všetky metabolické cesty, na ktorých sa zúčastňujú.

V dôsledku toho sa menia normálne fenotypy jedinca. Na druhej strane, monozómy sa dajú ľahko študovať, pretože ich hemizygótny stav uľahčuje genetickú analýzu mutantov..

Tieto rastliny sú veľmi užitočné v základných vedách, napríklad na štúdium meiózy a chromozómových segregačných udalostí. Bolo napríklad pozorované, že nie všetky chromozómy v rôznych monosomických podmienkach sa správajú rovnakým spôsobom.

To všetko bude závisieť od existencie homológnych oblastí v chromozómoch, ktoré nie sú nevyhnutne vlastnými pármi. V aplikovanej vede je ľahšia manipulácia s konkrétnou monosomickou rastlinou ako s disomickou. Potom môžete pristúpiť k konvenčným kríženiam na vytvorenie nových odrôd (bez monozómie).

referencie

  1. Alberts, B., Johnson, A. D., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Molecular Biology of the Cell (6. vydanie). W. W. Norton & Company, New York, NY, USA.
  2. Álvarez-Nava, F., Lanes, R. (2018) Epigenetika v Turnerovom syndróme. Klinická epigenetika, 10. doi: 10.1186 / s13148-018-0477-0
  3. Demaliaj, E., Cerekja, A., Piazze, J. (2012) Kapitola 7: Sexuálne chromozómové aneuploidie. In: Storchova, Z. (Ed.), Aneuploidy v Health and Disease. InTech, Rijeka, Chorvátsko. ISBN: 978-953-51-0608-1.
  4. Nguyen, J.M., Qualmann, K.J., Okashah, R., Reilly, A., Alexeyev, M.F., Campbell, D.J. (2015) 5p delecie: súčasné znalosti a budúce smery. American Journal of Medical Genetics Časť C: Semináre v Medical Genetics, 169: 224-238.
  5. Goodenough, U. W. (1984) Genetics. W. B. Saunders Co. Ltd., Philadelphia, PA, USA.
  6. Griffiths, A. J. F., Wessler, R., Carroll, S.B., Doebley, J. (2015). An Introduction to Genetic Analysis (11. vydanie). New York: W. H. Freeman, New York, NY, USA.
  7. Yadav, M.C., 1.2 *, Sachan, J.K. S., Sarkar, K.R. (2009) Monosomická analýza odhalila duplikované chromozomálne segmenty v genóme kukurice. Journal of Genetics, 88: 331-335.