De volledige hoeveelheid genetisch materiaal is vastgelegd in slechts 46 paar chromosomen. En chromosomen, zoals we die kennen uit de biologie, bevinden zich in de kern van de cel. Een gezond persoon heeft een karyotype van 23 paar diploïde chromosomen. Dat wil zeggen, 46 XX is de vrouwelijke chromosoomset en 46 XY is de mannelijke chromosoomset. Wanneer een chromosoom breekt, de belangrijkste "drager" van de genetische code, vinden er verschillende soorten schendingen plaats.
Mutaties zijn niet uniek voor mensen. Kleine veranderingen in het erfelijk materiaal dragen bij aan de diversiteit van de verschijningsvorm van de natuur. Bij de zogenaamde balanced translocatie vindt de verandering in chromosomen plaats zonder verlies van informatie en zonder onnodige duplicatie. Meestal gebeurt dit tijdens meiose (chromosoomdeling), bovendien worden soms delen van de chromosomen gedupliceerd (duplicatie vindt plaats) en dan zijn de gevolgen onvoorspelbaar. Maar we zullen alleen Robertsoniaanse translocaties, hun kenmerken en gevolgen bekijken.
Robertsoniaanse translocaties - wat is het? Genproblemen van de mensheid
Vanwege de kloofchromosomen nabij het centromeer, treden structurele veranderingen op in de menselijke genetische code. De kloof kan enkelvoudig zijn en soms worden herhaald. Een arm van het chromosoom na de breuk (meestal de korte arm) gaat verloren. Maar er zijn gevallen waarin de breuk tegelijkertijd optreedt in 2 chromosomen, waarvan de korte armen verwisseld zijn. Het komt voor dat alleen bepaalde delen van de schouder translocatie ondergaan. Maar zulke korte armen in chromosomen van het acrocentrische type (waarbij het centromeer het chromosoom verdeelt in langere en kortere armen) dragen nooit vitale informatie. Bovendien is het verlies van dergelijke elementen niet zo belangrijk, omdat dit erfelijke materiaal wordt gekopieerd in andere acrocentrische chromosomen.
Maar wanneer de gescheiden korte armen versmelten met de korte armen van een ander gen, en de resterende lange armen ook aan elkaar worden gesoldeerd, dan is zo'n translocatie niet langer in evenwicht. Dergelijke "herschikkingen" van genetisch materiaal zijn Robertsoniaanse translocaties.
W. Robertson bestudeerde en beschreef dit type translocatie in 1916. En de anomalie is naar hem vernoemd. Robertsoniaanse translocatie kan leiden tot de ontwikkeling van kanker, maar heeft geen invloed op het uiterlijk en de gezondheid van de drager. Een kind wordt echter in de meeste gevallen, als een van de ouders een dergelijke translocatie heeft, met afwijkingen geboren.
Hoe vaak komt een mutatie voor?
Dankzij de verbetering van de technologie en de ontwikkeling van genetica als wetenschap, is het tegenwoordig mogelijk om van tevoren te weten of er afwijkingen zijn inkaryotype van het ongeboren kind. Nu is het mogelijk om statistieken uit te voeren: hoe vaak komen genafwijkingen voor? Volgens de huidige gegevens komen Robertsoniaanse translocaties voor bij één pasgeborene op duizend. Meestal wordt een translocatie van chromosoom 21 gediagnosticeerd.
Kleine chromosomale translocaties vormen absoluut geen bedreiging voor de drager zelf. Maar wanneer belangrijke elementen van de code worden aangetast, kan het kind doodgeboren worden of na een paar maanden overlijden, zoals bijvoorbeeld gebeurt bij het Patau-syndroom. Maar het Patau-syndroom is zeer zeldzaam. Ongeveer 1 op 15.000 geboorten.
Factoren die bijdragen aan het optreden van translocatie in chromosomen
In de natuur zijn er spontane mutaties, dat wil zeggen, ze worden door niets veroorzaakt. Maar de omgeving past zijn eigen aanpassingen aan de ontwikkeling van het genoom aan. Verschillende factoren dragen bij aan de toename van mutatieveranderingen. Deze factoren worden mutageen genoemd. De volgende factoren zijn bekend:
- effect van stikstofbasen;
- vreemde DNA-biopolymeren;
- moeder drinkt tijdens zwangerschap;
- impact van virussen tijdens de zwangerschap.
Meestal vindt translocatie plaats vanwege de schadelijke effecten van straling op het lichaam. Beïnvloedt ultraviolette straling, protonen- en röntgenstraling, evenals gammastraling.
Welke chromosomen ondergaan veranderingen?
Chromosoom 13, 14, 15 en 21 ondergaan translocatie. De meest populaire en gevaarlijke translocatie is de Robertsoniaanse translocatie tussen 14 en 21chromosomen.
Als meiose een extra chromosoom (trisomie) produceert bij een foetus met deze translocatie, wordt de baby geboren met het syndroom van Down. Hetzelfde precedent is mogelijk als er een Robertsoniaanse translocatie plaatsvindt tussen chromosomen 15 en 21.
Translocatie van groep D-chromosomen
Robertsoniaanse translocatie van groep D-chromosomen beïnvloedt alleen acrocentrische chromosomen. Chromosomen 13 en 14 zijn in 74% van de gevallen betrokken bij translocaties en worden ongebalanceerde translocaties genoemd, die vaak geen levensbedreigende gevolgen hebben.
Er is echter één omstandigheid die dergelijke afwijkingen kan vergezellen. Robertsoniaanse translocatie 13, 14 bij mannen kan leiden tot verminderde vruchtbaarheid van zo'n mannelijke drager (chromosoomset 45 XY). Vanwege het feit dat door het verlies van beide korte armen, in plaats van 2 paar chromosomen, er maar één meer overblijft, met 2 lange, kunnen de gameten van zo'n man geen levensvatbare nakomelingen geven.
Dezelfde Robertsoniaanse translocatie van 13, 14 bij een vrouw vermindert ook haar vermogen om een baby te krijgen. Menstruatie is aanwezig bij dergelijke vrouwen, en toch zijn er gevallen geweest waarin ze gezonde kinderen baarden. Maar statistieken tonen nog steeds aan dat dit zeldzame gevallen zijn. De meeste van hun kinderen zijn niet levensvatbaar.
Gevolgen van translocaties
We hebben al ontdekt dat sommige structurele veranderingen heel normaal zijn en geen bedreiging vormen. Een enkele Robertsoniaanse translocatie wordt alleen bepaald door analyse. Maar herhaalde translocatie naarde volgende generatie chromosomen is al gevaarlijk.
Robertsoniaanse translocatie 15 en 21 in combinatie met andere structurele veranderingen kan zelfs betreurenswaardig zijn. We zullen alle gevolgen van individuele structurele veranderingen in het karyotype in meer detail beschrijven. Bedenk dat een karyotype een set chromosomen is die inherent zijn aan een individu in de kern.
Trisomieën en translocaties
Naast translocaties onderscheiden genetici een anomalie als trisomie in het chromosoom. Trisomie houdt in dat het foetale karyotype een triploïde set van één van de chromosomen heeft, in plaats van de voorgeschreven 2 exemplaren komt soms mozaïektrisomie voor. Dat wil zeggen, de triploïde set wordt niet in alle cellen van het lichaam waargenomen.
Trisomie in combinatie met Robertsoniaanse translocatie leidt tot zeer ernstige gevolgen: zoals het Patau-syndroom, het Edwards-syndroom en het meer voorkomende syndroom van Down. In sommige gevallen leidt een reeks van dergelijke afwijkingen tot een vroege miskraam.
Syndroom van Down. Manifestaties
Opgemerkt moet worden dat translocaties met 21 en 22 chromosomen stabieler zijn. Dergelijke afwijkingen leiden niet tot de dood, zijn niet semi-dodelijk, maar leiden eenvoudigweg tot een afwijking in de ontwikkeling. Zo is trisomie 21 in combinatie met een Robertsoniaanse translocatie in het karyotype bij de analyse van het karyotype van de foetus een duidelijk "teken" van het syndroom van Down, een genetische ziekte.
Het syndroom van Down wordt gekenmerkt door zowel fysieke als mentale afwijkingen. De prognose van het leven bij dergelijke mensen is gunstig. Ondanks hartafwijkingen en enkele fysiologische veranderingen in het skelet, is hunhet lichaam functioneert normaal.
Kenmerken van het syndroom:
- plat gezicht;
- vergrote tong;
- veel huid in de nek, gaat in plooien;
- clinodactylie (kromming van vingers);
- epicanthus;
- hartziekte is in 40% van de gevallen mogelijk.
Mensen met dit syndroom beginnen langzamer te lopen, woorden uit te spreken. En het is ook moeilijker voor hen om te leren dan andere kinderen van dezelfde leeftijd.
Toch zijn ze in staat tot vruchtbaar werk in de samenleving, en met wat steun en goed werk met zulke kinderen, zullen ze in de toekomst goed kunnen socializen.
Patau-syndroom
Het syndroom komt minder vaak voor dan het syndroom van Down, maar zo'n kind heeft veel gebreken van verschillende aard. Bijna 80% van de kinderen met deze diagnose sterft binnen 1 levensjaar.
In 1960 bestudeerde Klaus Patau deze anomalie en ontdekte de oorzaken van het genetische falen, hoewel hij voor hem in 1657 het syndroom van T. Bartolini beschreef. Het risico op dergelijke aandoeningen neemt toe bij vrouwen die na 31 jaar een kind krijgen.
Bij dergelijke kinderen gaan tal van lichamelijke gebreken gepaard met ernstige psychomotorische ontwikkelingsstoornissen. Kenmerkend voor het syndroom:
- microcefalie;
- abnormale handen, vaak met extra vingers;
- laag aangezette onregelmatige oren;
- haaslip;
- korte nek;
- smalle ogen;
- duidelijk "verzonken" neusbrug;
- defecten van de nieren en het hart;
- gespleten lip of gehemelte;
- zwangerschap heeft maar één navelstrengslagader.
Een klein aantal overlevende baby's krijgt medische hulp. En ze kunnen lang leven. Maar aangeboren afwijkingen hebben nog steeds invloed op de aard van het leven en de kortheid ervan.
Edwards-syndroom
Trisomie van chromosoom 18 als gevolg van translocatie leidt tot Edwards-syndroom. Dit syndroom is minder bekend. Met deze diagnose leeft het kind amper zes maanden. De wet van natuurlijke selectie staat niet toe dat een schepsel met veel afwijkingen zich ontwikkelt.
Over het algemeen is het aantal verschillende defecten in het Edwards-syndroom ongeveer 150. Er zijn misvormingen van bloedvaten, hart en inwendige organen. Cerebellaire hypoplasie is altijd aanwezig bij dergelijke pasgeborenen. Afwijkingen in de structuur van de vingers zijn mogelijk. Heel vaak verschijnt zo'n kenmerkende anomalie als misvorming van de voet.
Welke tests detecteren afwijkingen tijdens de ontwikkeling van de foetus?
Om het foetale karyotype te analyseren, is het noodzakelijk om materiaal te verkrijgen - foetale cellen.
Er zijn verschillende tests. Laten we eens kijken hoe het allemaal gebeurt.
1. Biopsie van chorionische villi. De analyse wordt uitgevoerd in week 10. Deze villi zijn een direct onderdeel van de placenta. Dit deeltje biologisch materiaal zal alles vertellen over de toekomstige foetus.
2. Vruchtwaterpunctie. Met behulp van een naald worden verschillende foetale cellen en vruchtwater afgenomen. Ze worden het vaakst genomen in de 16e week van de zwangerschap en na een paar weken kan het paar gedetailleerde informatie ontvangeninformatie over kinderwelzijn.
Moeders die een verhoogd risico hebben om een kind met afwijkingen te baren, worden voor zo'n analyse gestuurd. Meestal zijn die paren die:
1) onverklaarbare miskramen gehad;
2) het stel kon lange tijd niet zwanger worden;
3) er waren nauw verwante banden in het geslacht.
Zulke jonge mensen kunnen Robertsoniaanse translocaties van een of ander chromosoom hebben. En daarom moeten ze vooraf hun karyotype analyseren om te weten wat de kansen zijn om een gezond kind te volharden en te baren.
