ІЗОХРОМОСОМА: ВИЗНАЧЕННЯ, ПОХОДЖЕННЯ, СУПУТНІ ПАТОЛОГІЇ - БІОЛОГІЯ - 2025

Isochromosome є ненормальним метацентрическая хромосома, яка викликана втратою одного з плечей батьківської хромосоми і подальшого дублювання важеля , який зберігається.

Для пояснення породження цього типу генетичної аномалії запропоновано два механізми. Найбільш прийнятне з двох пропонує, що ізохромосоми зароджуються в процесі поділу клітин, як продукт поперечного поділу центромеру, а не поздовжнього.

Формування ізохромосоми. Автор Мігельферіга, з Вікісховища.

Оскільки результат полягає в зміні генетичної інформації, що міститься в батьківській хромосомі, можуть виникнути численні генетичні порушення. Синдром Тернера, який виникає через дублювання довгої руки Х-хромосоми та втрати короткої руки, був найбільш вивченим із цих порушень.

Крім того, багато видів раку також пов'язані з цими типами відхилень. Тому вивчення ізохромосом стало привабливою і важливою сферою досліджень.

Ізохромосома: структурна хромосомна аномалія

Ізохромосома - це структурна хромосомна аномалія, що призводить до аберрантної метацентричної хромосоми. Це спричинено втратою однієї з вікон хроматиди і подальшим дублюванням нерозвиненої руки.

Іншими словами, на цій хромосомі обидві групи хроматиди є морфологічно та генетично однаковими. Це дублювання призводить до часткової моносомії або часткової трисомії.

Моносомія - термін, що використовується для позначення того факту, що генетична інформація, що міститься в локусі, знаходиться в одній копії. Ситуація ненормальна в диплоїдних клітинах, де завжди присутні дві копії. Тепер, як кажуть, це частково, коли втрачена інформація виявляється на іншій хромосомі пари.

З іншого боку, трисомія, викликана цим типом структурних порушень, є частковою, оскільки генетична інформація, що міститься в руці, присутня у трьох примірниках.

Однак дві ці копії є однаковими, продуктом події дублювання однієї з гілок в одній із хромосом пари.

Походження

Механізми, за допомогою яких утворюються ізохромосоми, залишаються повністю з'ясованими. Однак підтримуються два пояснення, зроблені на сьогоднішній день.

Перший з них, найбільш прийнятий, говорить про те, що під час ділення клітин центромер утворюється шляхом поперечного, а не поздовжнього поділу, як це зазвичай відбувається в звичайних умовах. Це призводить до втрати однієї з гілок батьківської хромосоми та подальшого дублювання руки, яка залишається неушкодженою.

Другий з механізмів передбачає відшарування однієї з вікон та її послідовне злиття дочірніх хроматид трохи вище центрометра, що призводить до появи хромосоми з двома центромерами (денцентрична хромосома). У свою чергу, один з цих двох центромерів зазнає тотальної втрати функціональності, завдяки чому хромосомна сегрегація під час поділу клітин нормально відбувається.

Супутні патології

Утворення ізохромосом призводить до дисбалансу в кількості генетичної інформації, що зберігається батьківськими хромосомами. Ці дисбаланси часто призводять до появи генетичних порушень, які переводяться на конкретні патології.

Серед багатьох синдромів, які були пов’язані з цим типом структурних порушень, ми знаходимо синдром Тернера. Цей стан є найвідомішим, адже він пов'язаний з першим повідомленням про ізохромосому у людини. Останнє відбувається від утворення ізохромосоми X, в якій короткий плеча вихідної хромосоми втрачено, а довга рука дублюється.

Численні дослідження показали, що наявність ізохромосом є пусковим фактором для розвитку численних видів раку, серед яких виділяється хронічний мієлоїдний лейкоз, пов’язаний із ізохромосомою i (17q). Ці висновки роблять ізохромосоми надзвичайно актуальними для дослідників.

Що таке хромосома?

У всіх живих клітинах ДНК упаковується у високоорганізовані структури, які називаються хромосомами.

Ця упаковка в еукаріотичних клітинах відбувається завдяки взаємодії ДНК з білками під назвою гістони, які в групі з восьми одиниць (октамер) утворюють нуклеосому.

Нуклеосома (основна одиниця організації хроматину) складається з гістанового октамера, складеного з гістонових димерів H2A, H2B, H3 і H4. Структура октамера нагадує котушку нитки, через яку намотується велика молекула ДНК.

Намотування молекули ДНК через велику кількість нуклеосом, з'єднаних між собою спейсерними областями, асоційованими з іншим типом гістону (Н1), що називається лінкерами, нарешті породжує хромосоми. Останні можна побачити під мікроскопом як чітко визначені тіла під час процесів поділу клітин (мітоз та мейоз).

Кожен диплоїдний вид має чітко визначену кількість пар хромосом. Кожна пара відрізняється розмірами та формою для легкої ідентифікації.

Будова хромосом

Хромосоми мають досить просту структуру, утворену двома паралельними руками (хроматидами), що з'єднуються через центромір, щільно упаковану структуру ДНК.

Кожен хроматид розрізає кожну хроматиду на дві руки, одну з короткої довжини, яка називається "P-рука", і одну більшої довжини, що називається "Q-arm". У кожній з гілок кожної хроматиди гени розташовані в однакових місцях.

Формування ізохромосоми. Автор Мігельферіга, з Вікісховища

Положення центромера вздовж кожної хроматиди спричиняє різні структурні типи хромосом:

- Акроцентричні: ті, у яких центромер займає положення, розташоване дуже близько до одного з кінців, походження дуже довгої руки по відношенню до іншого.

- Метацентричний: у цьому типі хромосом центромер займає середнє розташування, даючи руки однакової довжини.

- Субметацентричний: це, центромір лише трохи зміщений від центру, даючи зброю, яка розходяться дуже мало в довжину.

Хромосомні відхилення

Кожна з хромосом, що складають каріотип особистості, містить мільйони генів, які кодують нескінченну кількість білків, що виконують різні функції, а також регуляторні послідовності.

Будь-яка подія, яка вносить зміни в структуру, кількість чи розмір хромосом, може призвести до зміни кількості, якості та розташування генетичної інформації, що міститься в них. Ці зміни можуть призвести до катастрофічних умов як у розвитку, так і у функціонуванні людей.

Ці аномалії, як правило, виникають під час гаметогенезу або на ранніх стадіях ембріонального розвитку, і, хоча вони, як правило, дуже різноманітні, вони були спрощені на дві категорії: структурні хромосомні аномалії та числові хромосомні аномалії.

Перші передбачають зміни в стандартній кількості хромосом, тобто вони натякають на втрату або посилення хромосом, а другі відносять до втрати, дублювання або інверсії частини хромосоми.

Список літератури

1. Alberts B, Johnson AD, Lewis J, Morgan D, Raff M, Roberts K, Walter P. (2014) Molecular Biology of Cell (6-е видання). WW Norton & Company, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США.
2. Annunziato A. Упаковка ДНК: Нуклеосоми та хроматин. Освіта природи. 2008 р .; 1:26
3. Caspersson T, Lindsten J, Zech L. Характер структурних аберацій Х-хромосоми при синдромі Тернера, як виявлено за допомогою флюоресцентного аналізу на гірчичну дію. Hereditas. 1970; 66: 287-292.
4. де ла Шапель А. Як виникає людська ізохромосома? Рак генетичний цитогенет. 1982 рік; 5: 173-179.
5. Fraccaro M, Ikkos D, Lindsten J, Luft R, Kaijser K. Новий тип хромосомних аномалій дисгенезу гонад. Ланцет. 1960; 2: 1144.
6. Перший міжнародний семінар з хромосом у лейкемії. Хромосоми при Phi-позитивному хронічному гранулоцитарному лейкозі. Br J Haematol. 1978; 39: 305-309.
7. Мітелман Ф, Леван Г. Скупчення аберацій до специфічних хромосом у новоутвореннях людини. Hereditas. 1978; 89: 207-232.
8. Сімпсон JL. Розлади статевої диференціації. 1970. Академічна преса, Нью-Йорк, Сан-Франциско, Лондон.
9. Vinuesa M, Славуцький I, Larripa I. Наявність ізохромосом при гематологічних захворюваннях. Рак генетичного цитогенету. 1987; 25: 47-54.