Χρωμοσωμικές ανωμαλίες 🧱
🧬 Τι είναι οι χρωμοσωμικές ανωμαλίες
Οι μεταλλάξεις είναι αλλαγές στην ακολουθία και στον αριθμό των βάσεων στο γονιδίωμα ενός οργανισμού. Οι μεγάλες σε έκταση αλλαγές αποτελούν τις χρωμοσωμικές ανωμαλίες. Η ανάλυσή τους έγινε δυνατή μετά την ανάπτυξη τεχνικών παρατήρησης και μελέτης των χρωμοσωμάτων.
- Αριθμητικές χρωμοσωμικές ανωμαλίες: αλλαγές στον αριθμό των χρωμοσωμάτων.
- Δομικές χρωμοσωμικές ανωμαλίες: αλλαγές στη δομή των χρωμοσωμάτων.
Οι αλλαγές αυτές έχουν συνήθως ως αποτέλεσμα την τροποποίηση του φαινοτύπου του ατόμου.
🔢 Αριθμητικές χρωμοσωμικές ανωμαλίες — λάθη στη μειωτική διαίρεση
Αν κατά τη μειωτική διαίρεση δεν πραγματοποιηθεί φυσιολογικά ο διαχωρισμός των ομόλογων χρωμοσωμάτων ή των αδελφών χρωματίδων — φαινόμενο που ονομάζεται μη-διαχωρισμός — τότε δημιουργούνται γαμέτες με αριθμό χρωμοσωμάτων μεγαλύτερο ή μικρότερο του φυσιολογικού.
Ο μη-διαχωρισμός μπορεί να συμβεί κατά την 1η ή κατά τη 2η μειωτική διαίρεση. Η γονιμοποίηση μη φυσιολογικού γαμέτη με φυσιολογικό δημιουργεί ζυγωτό με «λανθασμένη» ποσότητα γενετικού υλικού, που δεν αναπτύσσεται φυσιολογικά.
- Ανευπλοειδή: άτομα με περίσσεια ή έλλειψη μικρού αριθμού χρωμοσωμάτων.
- Μονοσωμία: η απουσία ενός μόνο χρωμοσώματος.
- Τρισωμία: η ύπαρξη ενός επιπλέον χρωμοσώματος.
Η μονοσωμία είναι συνήθως θανατηφόρος, διότι τα χρωμοσώματα (με εξαίρεση τα φυλετικά) πρέπει να υπάρχουν σε δύο «δόσεις» για τη σωστή ανάπτυξη του ζυγωτού. Οι αριθμητικές ανωμαλίες δημιουργούνται στα αυτοσωμικά ή στα φυλετικά χρωμοσώματα.
Σύνδρομο Down (Τρισωμία 21)
Η πιο κοινή αριθμητική χρωμοσωμική ανωμαλία. Τα άτομα εμφανίζουν καθυστέρηση στην ανάπτυξη, χαρακτηριστικές δυσμορφίες στο πρόσωπο και διανοητική καθυστέρηση. Στον καρυότυπο εμφανίζεται, σε όλες σχεδόν τις περιπτώσεις, ένα επιπλέον χρωμόσωμα 21, αποτέλεσμα μη-διαχωρισμού του 21ου ζεύγους κατά τη μείωση (συνήθως δημιουργείται ωάριο, σπανιότερα σπερματοζωάριο, με δύο χρωμοσώματα 21).
Η πιθανότητα γέννησης παιδιού με σύνδρομο Down σχετίζεται με την ηλικία της μητέρας: μια μέλλουσα μητέρα ηλικίας ετών έχει πολύ μεγαλύτερη πιθανότητα από μια ηλικίας ετών.
Τρισωμία 13 και Τρισωμία 18
Άλλες σχετικά συχνές αυτοσωμικές αριθμητικές ανωμαλίες είναι η τρισωμία 13 και η τρισωμία 18. Τα άτομα εμφανίζουν βαρύτερα συμπτώματα από εκείνα με σύνδρομο Down, πιθανόν επειδή τα χρωμοσώματα 13 και 18 είναι μεγαλύτερα και περιέχουν περισσότερα γονίδια.
Ανωμαλίες στα φυλετικά χρωμοσώματα
Τα άτομα έχουν φυσιολογικό αριθμό αυτοσωμικών χρωμοσωμάτων και τρία φυλετικά χρωμοσώματα, ΧΧΥ, αντί του φυσιολογικού ζεύγους ΧΥ. Έχουν εξωτερικά χαρακτηριστικά αρσενικού ατόμου αλλά είναι στείρα. Τα χαρακτηριστικά εμφανίζονται μετά την εφηβεία.
Τα άτομα έχουν φυσιολογικό αριθμό αυτοσωμικών χρωμοσωμάτων αλλά μόνο ένα χρωμόσωμα Χ (ΧΟ). Είναι η μοναδική μονοσωμία που έχει βρεθεί στον άνθρωπο. Δεν εμφανίζουν δευτερογενή χαρακτηριστικά του φύλου, έχουν φαινότυπο θηλυκού ατόμου και είναι στείρα.
🧩 Δομικές χρωμοσωμικές ανωμαλίες
Είναι αλλαγές στη δομή ενός ή περισσότερων χρωμοσωμάτων (μερικά γονίδια ή μεγάλο τμήμα). Δημιουργούνται από διάφορους μηχανισμούς κατά τον κυτταρικό κύκλο (π.χ. θραύση τμήματος και λανθασμένη επανένωση). Είναι αποτέλεσμα μεταλλαξογόνων παραγόντων όπως οι ακτινοβολίες και οι χημικές ουσίες. Έχουν ως αποτέλεσμα αλλαγή στην ποσότητα ή στη διάταξη της γενετικής πληροφορίας.
- Έλλειψη: η απώλεια γενετικού υλικού. Το σύνδρομο φωνή της γάτας (cri-du-chat) οφείλεται στην έλλειψη τμήματος από το χρωμόσωμα 5· το κλάμα των νεογέννητων μοιάζει με κλάμα γάτας. Τα άτομα εμφανίζουν διανοητική καθυστέρηση.
- Διπλασιασμός: η επανάληψη ενός χρωμοσωμικού τμήματος στο χρωμόσωμα.
- Αναστροφή: δημιουργείται από θραύσεις σε δύο σημεία και επανένωση του τμήματος ύστερα από αναστροφή· αλλάζει τη διάταξη των γονιδίων.
- Μετατόπιση: θραύση τμήματος και ένωσή του σε ένα άλλο μη ομόλογο χρωμόσωμα.
Στις αμοιβαίες μετατοπίσεις υπάρχει «ανταλλαγή» χρωμοσωμικών τμημάτων ανάμεσα σε μη ομόλογα χρωμοσώματα· δε χάνεται γενετικό υλικό και τα άτομα έχουν συνήθως φυσιολογικό φαινότυπο, αλλά εμφανίζουν κίνδυνο απόκτησης απογόνων με χρωμοσωμικές ανωμαλίες. Για τη διαπίστωσή τους είναι απαραίτητη η χρώση των χρωμοσωμάτων με τεχνικές που δημιουργούν ζώνες (π.χ. ζώνες Giemsa).
Το περίπου των ατόμων με χαρακτηριστικά συνδρόμου Down έχουν φυσιολογικό αριθμό χρωμοσωμάτων . Η εμφάνιση οφείλεται στην παρουσία «τριών περίπου» αντιγράφων του χρωμοσώματος 21: ο μεγάλος βραχίονας του χρωμοσώματος 21 έχει μετατοπιστεί σε άλλο χρωμόσωμα.
🤰 Αυτόματες αποβολές και χρωμοσωμικές μεταλλάξεις
Αυτόματη αποβολή είναι η διακοπή της κύησης πριν από την εικοστή τέταρτη εβδομάδα. Οι περισσότερες () συμβαίνουν πριν από την η εβδομάδα και παρατηρούνται στο των κυήσεων.
Στο των αποβολών τα έμβρυα έχουν χρωμοσωμικές ανωμαλίες, με μεγαλύτερη συχνότητα τις τρισωμίες. Η αυθόρμητη αποβολή λειτουργεί σαν είδος «αμυντικού μηχανισμού», που αποτρέπει τη γέννηση παιδιού με σημαντικές χρωμοσωμικές ανωμαλίες.
🩺 Διάγνωση γενετικών ασθενειών
Η διάγνωση μας βοηθά: στον έγκαιρο εντοπισμό ανωμαλιών, στον εντοπισμό φορέων, και στον προσδιορισμό της πιθανότητας εμφάνισης σε απογόνους. Μπορεί να γίνει με:
- μελέτη του καρυοτύπου (π.χ. προγεννητικός έλεγχος),
- διάφορες βιοχημικές δοκιμασίες,
- ανάλυση της αλληλουχίας των βάσεων του DNA (μοριακή διάγνωση).
| Γενετική ασθένεια | Μέθοδος |
|---|---|
| Σύνδρομο Down (τρισωμία 21) | Ανάλυση καρυοτύπου |
| Σύνδρομο Klinefelter | Ανάλυση καρυοτύπου |
| Σύνδρομο Turner | Ανάλυση καρυοτύπου |
| Σύνδρομο Patau (τρισωμία 13) | Ανάλυση καρυοτύπου |
| Σύνδρομο Edwards (τρισωμία 18) | Ανάλυση καρυοτύπου |
| Ρετινοβλάστωμα | Ανάλυση καρυοτύπου |
| Φαινυλκετονουρία | Βιοχημικές μέθοδοι |
| Κυστική ίνωση | Ανάλυση DNA (PCR) |
| Έλλειψη α1-αντιθρυψίνης | Ανάλυση DNA (PCR) |
| Αιμορροφιλία Α | Ανάλυση DNA (PCR) |
| Αιμορροφιλία Β | Ανάλυση DNA (PCR) |
| Δρεπανοκυτταρική αναιμία | Ανάλυση DNA (PCR) |
| β-θαλασσαιμία | Ανάλυση DNA (PCR) |
| α-θαλασσαιμία | Ανάλυση DNA (PCR) |
Για τη φαινυλκετονουρία ο έλεγχος γίνεται με υπολογισμό της συγκέντρωσης φαινυλαλανίνης στο αίμα των νεογέννητων. Για τη δρεπανοκυτταρική αναιμία χρησιμοποιείται η παρατήρηση της μορφολογίας των ερυθρών κυττάρων σε συνθήκες έλλειψης οξυγόνου (δοκιμασία δρεπάνωσης), ο προσδιορισμός της HbS και ο εντοπισμός του μεταλλαγμένου γονιδίου .
👨⚕️ Γενετική καθοδήγηση
Διαδικασία κατά την οποία ειδικοί επιστήμονες δίνουν πληροφορίες σε άτομα, ζευγάρια και οικογένειες που πάσχουν ή έχουν αυξημένες πιθανότητες να εμφανίσουν γενετική ασθένεια, ώστε να βοηθηθούν στη λήψη αποφάσεων για την απόκτηση υγιών απογόνων.
Π.χ. αν δύο υποψήφιοι γονείς είναι ετερόζυγοι για το γονίδιο , ο σύμβουλος τους πληροφορεί ότι υπάρχει 25% πιθανότητα να αποκτήσουν παιδί που πάσχει από δρεπανοκυτταρική αναιμία (ομόζυγο για ).
Ομάδες που είναι απαραίτητο να απευθυνθούν σε ειδικούς:
- Άτομα-φορείς γενετικών ασθενειών.
- Άτομα με οικογενειακό ιστορικό γενετικών ασθενειών.
- Γυναίκες ηλικίας 35 ετών και άνω.
- Γυναίκες με πολλαπλές αποβολές.
🔬 Προγεννητικός έλεγχος
Λαμβάνεται από τον αμνιακό σάκο, με βελόνα, μικρή ποσότητα αμνιακού υγρού με εμβρυϊκά κύτταρα, για ανάλυση DNA, βιοχημική ανάλυση και (μετά από καλλιέργεια) μελέτη καρυοτύπου. Πραγματοποιείται από την 12η-16η εβδομάδα της κύησης· είναι ασφαλής και αξιόπιστη και ελέγχει πάνω από γενετικές ανωμαλίες.
Εναλλακτική μέθοδος· πραγματοποιείται συνήθως την 9η-12η εβδομάδα της κύησης με λήψη εμβρυϊκών κυττάρων από τις λάχνες του χορίου. Χρησιμοποιείται για καρυότυπο, βιοχημικές αναλύσεις και ανάλυση DNA.
Η αμνιοπαρακέντηση δίνει χρωμοσώματα καλύτερης ποιότητας· η λήψη χοριακών λαχνών δίνει πιο έγκαιρη διάγνωση. Σε διάγνωση σοβαρών γενετικών ανωμαλιών είναι δυνατή η διακοπή της κύησης χωρίς πρόβλημα υγείας στη μητέρα.
🦠 Καρκίνος
Ο καρκίνος προκαλείται από μεταλλάξεις γονιδίων που ελέγχουν τον κυτταρικό πολλαπλασιασμό. Χαρακτηρίζεται από τον ανεξέλεγκτο πολλαπλασιασμό κυττάρων ενός ιστού, που σχηματίζουν μάζες κυττάρων (καρκινικοί όγκοι) ή μεταναστεύουν στο αίμα (διάφορες μορφές λευχαιμιών).
⏳ Ταξίδι στο χρόνο
| Έτος | Γεγονός |
|---|---|
| 1956 | Οι Levan και Tjio βρίσκουν ότι τα διπλοειδή κύτταρα στον άνθρωπο περιέχουν χρωμοσώματα. |
| 1956 | Οι Hammerton και Ford βρίσκουν ότι οι γαμέτες στον άνθρωπο περιέχουν χρωμοσώματα. |
| 1959 | Ο Lejeune περιγράφει την πρώτη χρωμοσωμική ανωμαλία, το σύνδρομο Down. |