TRISOMIA: SINDROMUL DE JOS ȘI CROMOZOMII SEXUALI - BIOLOGIE - 2025

O trisomie este o afecțiune cromozomială a indivizilor care poartă trei cromozomi în loc de perechea normală. În diploizi, dotarea normală este de doi cromozomi din fiecare complement cromozomial care definește specia.

O modificare a numărului numai în unul dintre cromozomi este numită aneuploidie. Dacă ar cuprinde modificări în numărul total de cromozomi, ar fi o adevărată ploidie sau eupolidie. Ființa umană are 46 de cromozomi în fiecare dintre celulele sale somatice. Dacă au o trisomie unică vor avea 47 de cromozomi.

Cariotip care prezintă o trisomie pe cromozomul 21. Programul Departamentului de Energie Umană al Departamentului pentru Energie din SUA. , prin Wikimedia Commons.

Trisomiile sunt statistic frecvente și reprezintă schimbări mari pentru organismul purtător. Ele pot apărea și la om și sunt asociate cu boli sau sindroame complexe.

La om se cunosc trisomiile cunoscute de toți. Cea mai frecventată, frecventă și cunoscută dintre toate este trisomia cromozomului 21, cea mai frecventă cauză a așa-numitului sindrom Down.

Există alte trisomii la oameni care reprezintă un cost fiziologic mare pentru transportator. Printre ele avem trisomia cromozomului X, care reprezintă o provocare uriașă pentru femeia care suferă de aceasta.

Orice organism eucariotic viu poate avea o trisomie. În general, la plante, orice alterare a numărului de cromozomi (aneuploidie) este mult mai dăunătoare decât o creștere a numărului complementului cromozomial al speciei. La alte animale, de regulă generală, aneuploidii sunt, de asemenea, cauza mai multor afecțiuni.

Trisomia cromozomului 21 (sindromul Down: 47, +21)

Trisomia (completă) a cromozomului 21 la om determină prezența a 47 de cromozomi în celulele somatice diploide. Douăzeci și două de perechi furnizează 44 de cromozomi, în timp ce trio-ul de pe cromozomul 21 oferă încă trei - una dintre ele fiind supranumerară. Cu alte cuvinte, este un cromozom care „este prea mult”.

Descriere și un pic de istorie

Trisomia cromozomului 21 este cea mai frecventă aneuploidie la om. În mod similar, această trisomie este și cea mai frecventă cauză a sindromului Down. Cu toate acestea, deși alte trisomii somatice sunt mai frecvente decât cele de pe cromozomul 21, majoritatea tind să fie mai letale în stadiile embrionare.

Adică, embrionii cu trisomii 21 pot ajunge la naștere, în timp ce alți embrioni trisomici nu pot. Mai mult, supraviețuirea postnatală este mult mai mare la copiii cu trisomie pe cromozomul 21, datorită frecvenței scăzute a genei a acestui cromozom.

Cu alte cuvinte, puține gene vor fi crescute în număr de copii, deoarece cromozomul 21 este cel mai mic autosom dintre toate.

Sindromul Down a fost descris pentru prima dată de medicul englez John Langdon Down în perioada 1862 - 1866. Cu toate acestea, asocierea bolii cu cromozomul 21 a fost stabilită aproximativ o sută de ani mai târziu. Cercetătorii francezi Marthe Gautier, Raymond Turpin și Jèrôme Lejeune au participat la aceste studii.

Cauzele genetice ale bolii

Trisomia pe cromozomul 21 este cauzată de unirea a doi gameți, dintre care unul poartă mai mult de o copie, totală sau parțială, a cromozomului 21. Există trei moduri în care se poate întâmpla acest lucru.

În primul, la unul dintre părinți, nondisuncția cromozomilor 21 în timpul meiozei dă naștere la gameți cu doi cromozomi 21 în loc de unul. Nondisjuncția înseamnă „lipsa de separare sau de segregare”. Este gametul care poate da naștere la adevărata trisomie prin unirea unui alt gamet cu o singură copie a cromozomului 21.

O altă cauză mai puțin obișnuită a acestei trisomii este ceea ce se numește o translocație Robertsoniană. În ea, brațul lung al cromozomului 21 se traduce într-un alt cromozom (de obicei 14). Unirea unuia dintre acești gameți cu un alt normal va da naștere embrionilor cu cariotipuri normale.

Cu toate acestea, vor exista copii suplimentare ale materialului moștenit de la cromozomul 21, care este cauza suficientă a bolii. Sindromul poate fi cauzat și de alte aberații cromozomiale sau mozaicism.

Într-un mozaic, individul are celule cu cariotipuri normale, alternând cu celule cu cariotipuri aberante (trisomic pentru cromozomul 21).

Nondisjuncția miotică în timpul meiozei gametice cu fenenină sau oogeneză. Luate de la https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Trisomy_due_to_nondisjunction_in_maternal_meiosis_1.png. Prin Wikimedia Commons.

Manifestarea bolii

Cauza care stă la baza sindromului Down este expresia crescută a unor enzime datorită existenței a trei copii ale genelor pe cromozomul 21, în loc de două.

Această expresie crescută duce la modificări ale fiziologiei normale a individului. Unele dintre enzimele atât de afectate includ superoxid dismutaza și beta-sintaza de cistație. Multe altele sunt legate de sinteza ADN-ului, de metabolismul primar și de capacitatea cognitivă a individului.

Boala se manifestă la diferite niveluri. Unul dintre cele mai importante și care determină durata de viață a celor afectați de trisomie sunt defectele cardiace congenitale.

Alte afecțiuni care afectează persoanele bolnave includ anomalii ale tractului gastro-intestinal, afecțiuni hematologice, endocrinologice, ORL și musculo-scheletice, precum și anomalii vizuale, printre altele.

Tulburările neurologice sunt de asemenea importante și includ dificultăți de învățare ușoare până la moderate. Majoritatea persoanelor adulte cu sindrom Down dezvoltă boala Alzheimer.

Diagnostic și studii în alte sisteme vii

Diagnosticul prenatal al Down poate fi realizat prin mai multe mijloace. Aceasta include ecografia, precum și prelevarea de viloze corionice și amniocenteza. Ambele pot fi utilizate pentru numărul de cromozomi, dar prezintă anumite riscuri.

Alte teste mai moderne includ analiza cromozomială FISH, alte tehnici imunohistologice și teste de polimorfism genetic bazate pe amplificarea ADN-ului de PCR.

Studiul trisomiei cromozomului 21 în sisteme de rozătoare ne-a permis să analizăm sindromul fără a experimenta cu oamenii. În acest fel, relațiile genotip / fenotip au fost analizate în siguranță și în mod sigur.

În același mod, a fost posibil să se procedeze la testarea strategiilor și a agenților terapeutici care pot fi apoi folosiți la om. Cel mai de succes model de rozătoare pentru aceste studii s-a dovedit a fi șoarecele.

Trisomiile cromozomilor sexuali la om

În general, aneuploidiile cromozomilor sexuali au mai puține consecințe medicale decât cele ale autosomilor la om. Femelele speciilor umane sunt XX, iar masculii XY.

Cele mai frecvente trisomii sexuale la om sunt XXX, XXY și XYY. Evident, nu pot exista persoane YY, cu atât mai puțin YYY. XXX persoane sunt morfologic feminine, în timp ce XXY și XYY sunt de sex masculin.

Sindromul triplu X (47, XXX)

Persoanele XXX la om sunt femei cu un cromozom X suplimentar. Fenotipul asociat cu afecțiunea variază în funcție de vârstă, dar, în general, persoanele adulte prezintă un fenotip normal.

Statistic vorbind, una din mii de femei este XXX. O trăsătură fenotipică comună la femeile XXX este creșterea și dezvoltarea prematură și membrele inferioare neobișnuit de lungi.

La alte niveluri, femeile XXX au deseori tulburări de auz sau de limbaj. La sfârșitul adolescenței, ei depășesc de obicei probleme asociate cu adaptarea lor socială, iar calitatea vieții lor se îmbunătățește. Cu toate acestea, tulburările psihice la femeile XXX sunt mai frecvente decât la femeile XX.

La femei, unul dintre cromozomii X este inactivat în timpul dezvoltării normale a individului. Se consideră că două dintre ele sunt inactive la XXX de femei. Cu toate acestea, se crede că majoritatea consecințelor derivate din trisomie se datorează dezechilibrelor genetice.

Aceasta înseamnă că o astfel de inactivare nu este eficientă sau suficientă pentru a evita diferențele de exprimare a anumitor gene (sau a tuturor) genelor. Acesta este unul dintre cele mai studiate aspecte ale bolii din punct de vedere molecular.

Ca și în cazul altor trisomii, detectarea prenatală a trisomiei cu triplă X este încă susținută de studiul cariotipului.

Sindromul Kleinefelter (47, XXY)

Se spune că acești indivizi sunt bărbați ai speciei cu un cromozom X suplimentar. Semnele de aneuploidie variază în funcție de vârsta individului și, de obicei, numai când sunt adulți este starea diagnosticată.

Aceasta înseamnă că această aneuploidie sexuală nu dă naștere unor afectiuni la fel de mari ca cele cauzate de trisomii în cromozomii autosomali.

XXY masculii adulți produc spermă mică sau deloc, au testicule și un penis mic, precum și scăderea libidoului. Sunt mai înalte decât media, dar au și părul facial și corpul mai puțin.

Pot avea sâni măriți (ginecomastie), scăderea masei musculare și oase slabe. Administrarea de testosteron este de obicei utilă în tratamentul unor aspecte endocrinologice legate de afecțiune.

Sindromul XYY (47, XYY)

Acest sindrom este experimentat de bărbații din specia umană (XY) care au un cromozom Y suplimentar. Consecințele prezenței unui cromozom Y suplimentar nu sunt la fel de dramatice ca cele observate în alte trisomii.

Persoanele XYY sunt fenotipic masculine, înalte în mod regulat și cu membre ușor alungite. Ele produc cantități normale de testosteron și nu au probleme comportamentale sau de învățare specifice așa cum se credea anterior.

Mulți indivizi XYY nu știu starea lor cromozomială. Sunt fenotipic normale și, de asemenea, fertile.

Trisomii în alte organisme

Efectul aneuploidiilor la plante a fost analizat și comparat cu efectul modificării euploidiei. În general, modificările numărului într-unul sau în câțiva cromozomi sunt mai dăunătoare pentru funcționarea normală a individului decât modificările seturilor complete de cromozomi.

Ca și în cazurile descrise, dezechilibrele expresiei par să țină seama de efectele dăunătoare ale diferențelor.

Referințe

1. Modele de rozătoare în cercetarea sindromului Down: impact și viitor. Compania de biologi, 10: 1165-1186. doi: 10.1242 / dmm.029728
2. khtar, F., Bokhari, SRA 2018. Sindromul Down (Trisomia 21). În: StatPearls. Insula comorilor (FL): Publicarea StatPearls; 2018 ianuarie- Disponibil de la: ncbi.nlm.nih.gov
3. Otter, M., Schrander-Stumpel, CT, Curfs, LM (2010) Sindromul Triple X: o revizuire a literaturii. European Journal of Human Genetics, 18: 265-271.
4. Papavassiliou, P., Charalsawadi, C., Rafferty, K., Jackson-Cook, C. (2014) Mozaicism for trisomy 21: a review. American Journsl of Medical Genetica Partea A, 167A: 26–39.
5. Santorum, M., Wright, D., Syngelaki, A., Karagioti, N., Nicolaides, KH (2017) Precizia testului combinat din primul trimestru în screening pentru trisomii 21, 18 și 13. Ultrasunete în Obstetrică și Ginecologie, 49 : 714-720.
6. Tartaglia, NR, Howell, S., Sutherland, A., Wilson, R., Wilson, L. (2010) O revizuire a trisomiei X (47, XXX). Orphanet Journal of Rare Diseases, 5, ojrd.com