- Isochromosome: ความผิดปกติของโครโมโซมโครงสร้าง
- ที่มา
- โรคที่เกี่ยวข้อง
- โครโมโซมคืออะไร?
- โครงสร้างของโครโมโซม
- ความผิดปกติของโครโมโซม
- อ้างอิง
ไอโซโครโมโซมเป็นโครโมโซม metacentric ผิดปกติที่เกิดจากการสูญเสียของหนึ่งในอ้อมแขนของโครโมโซมของผู้ปกครองและการทำสำเนาผลเนื่องมาจากแขนที่ถูกเก็บรักษาไว้
มีสองกลไกที่ได้รับการเสนอเพื่ออธิบายการสร้างความผิดปกติทางพันธุกรรมประเภทนี้ ข้อเสนอทั้งสองที่ได้รับการยอมรับมากขึ้นว่าไอโซโครโมโซมเกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการแบ่งเซลล์โดยเป็นผลพลอยได้จากการแบ่งตามขวางของเซนโตรเมียร์แทนที่จะเป็นตามยาว
การก่อตัวของ Isochromosome โดย Miguelferig จาก Wikimedia Commons
เนื่องจากผลลัพธ์ประกอบด้วยการเปลี่ยนแปลงข้อมูลทางพันธุกรรมที่มีอยู่ในโครโมโซมของผู้ปกครองความผิดปกติทางพันธุกรรมจำนวนมากอาจเกิดขึ้นได้ Turner syndrome ซึ่งเกิดขึ้นเนื่องจากการทำซ้ำของแขนยาวของโครโมโซม X และการสูญเสียแขนสั้นได้รับการศึกษามากที่สุดเกี่ยวกับความผิดปกติเหล่านี้
นอกจากนี้มะเร็งหลายชนิดยังเกี่ยวข้องกับความผิดปกติประเภทนี้ด้วย ดังนั้นการศึกษาไอโซโครโมโซมจึงกลายเป็นงานวิจัยที่น่าสนใจและมีความสำคัญ
Isochromosome: ความผิดปกติของโครโมโซมโครงสร้าง
ไอโซโครโมโซมเป็นความผิดปกติของโครโมโซมโครงสร้างที่ส่งผลให้โครโมโซมเมตาเซนตริกผิดปกติ สาเหตุนี้เกิดจากการสูญเสียแขนข้างใดข้างหนึ่งของโครมาทิดและการทำซ้ำของแขนที่ไม่ได้ลบในภายหลัง
กล่าวอีกนัยหนึ่งแขนทั้งสองข้างของโครโมโซมนี้มีลักษณะทางสัณฐานวิทยาและทางพันธุกรรมเหมือนกัน การทำซ้ำนี้ส่งผลให้เกิด monosomy บางส่วนหรือ trisomy บางส่วน
Monosomy เป็นคำที่ใช้เพื่ออ้างถึงข้อเท็จจริงที่ว่าข้อมูลทางพันธุกรรมที่มีอยู่ในโลคัสนั้นพบได้ในสำเนาเดียว สถานการณ์ที่ผิดปกติในเซลล์ diploid ซึ่งมีสำเนาสองชุดอยู่เสมอ ตอนนี้ว่ากันว่าเป็นบางส่วนเมื่อพบข้อมูลที่หายไปในโครโมโซมอื่น ๆ ของทั้งคู่
ในทางกลับกัน trisomy ที่เกิดจากการหยุดชะงักของโครงสร้างประเภทนี้เป็นเพียงบางส่วนเนื่องจากข้อมูลทางพันธุกรรมที่อยู่ในแขนมีอยู่สามชุด
อย่างไรก็ตามสำเนาสองชุดนี้เหมือนกันผลิตภัณฑ์ของเหตุการณ์การทำซ้ำของแขนข้างใดข้างหนึ่งในโครโมโซมคู่หนึ่งของคู่
ที่มา
กลไกในการสร้างไอโซโครโมโซมยังคงมีการอธิบายอย่างเต็มที่ อย่างไรก็ตามรองรับคำอธิบายสองข้อที่ทำจนถึงปัจจุบัน
ประการแรกที่ได้รับการยอมรับมากที่สุดระบุว่าในระหว่างการแบ่งเซลล์ centromere นั้นเกิดจากการแบ่งตามขวางและไม่ใช่การแบ่งตามยาวเนื่องจากมักเกิดขึ้นภายใต้สภาวะปกติ สิ่งนี้นำไปสู่การสูญเสียแขนข้างใดข้างหนึ่งของโครโมโซมของผู้ปกครองและการทำซ้ำของแขนที่ตามมาซึ่งยังคงสมบูรณ์
กลไกที่สองเกี่ยวข้องกับการปลดแขนข้างใดข้างหนึ่งและการหลอมรวมกันของโครมาทิดของลูกสาวที่อยู่เหนือเซนโทรเมียร์ทำให้โครโมโซมที่มีสองเซนโทรเมียร์ (โครโมโซมเดอเซนตริก) ในทางกลับกันหนึ่งในสองเซนโตรเมียร์จะสูญเสียฟังก์ชันการทำงานโดยสิ้นเชิงซึ่งทำให้การแยกโครโมโซมระหว่างการแบ่งเซลล์เกิดขึ้นได้ตามปกติ
โรคที่เกี่ยวข้อง
การก่อตัวของไอโซโครโมโซมส่งผลให้จำนวนข้อมูลทางพันธุกรรมที่โครโมโซมของผู้ปกครองมีความไม่สมดุล ความไม่สมดุลเหล่านี้มักนำไปสู่การปรากฏตัวของความผิดปกติทางพันธุกรรมซึ่งแปลเป็นพยาธิสภาพเฉพาะ
ในบรรดากลุ่มอาการต่างๆที่เกี่ยวข้องกับความผิดปกติของโครงสร้างประเภทนี้เราพบว่า Turner syndrome เงื่อนไขนี้เป็นที่รู้จักกันดีที่สุดในความเป็นจริงเกี่ยวข้องกับรายงานแรกของไอโซโครโมโซมในมนุษย์ หลังมาจากการก่อตัวของไอโซโครโมโซม X ซึ่งแขนสั้นของโครโมโซมเดิมหายไปและแขนยาวซ้ำกัน
การตรวจสอบจำนวนมากแสดงให้เห็นว่าการปรากฏตัวของไอโซโครโมโซมเป็นสาเหตุของการเกิดมะเร็งหลายชนิดซึ่งมะเร็งเม็ดเลือดขาวชนิดไมอิลอยด์เรื้อรังที่เกี่ยวข้องกับไอโซโครโมโซม i (17q) นั้นโดดเด่น การค้นพบนี้ทำให้ไอโซโครโมโซมเป็นจุดสนใจสำหรับนักวิจัย
โครโมโซมคืออะไร?
ในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด DNA ถูกบรรจุไว้ในโครงสร้างที่มีการจัดระเบียบสูงเรียกว่าโครโมโซม
บรรจุภัณฑ์นี้ในเซลล์ยูคาริโอตเกิดขึ้นเนื่องจากการทำงานร่วมกันของดีเอ็นเอกับโปรตีนที่เรียกว่าฮิสโตนซึ่งในกลุ่มแปดหน่วย (อ็อกทาเมอร์) สร้างนิวคลีโอโซม
นิวคลีโอโซม (หน่วยพื้นฐานของการจัดระเบียบของโครมาติน) ประกอบด้วยฮิสโตนอ็อกทาเมอร์ที่ประกอบด้วยฮิสโตนหรี่ H2A, H2B, H3 และ H4 โครงสร้างของอ็อกเทเมอร์มีลักษณะคล้ายกับหลอดด้ายซึ่งทำให้โมเลกุลของดีเอ็นเอขนาดใหญ่ถูกพันแผล
การคดเคี้ยวของโมเลกุลดีเอ็นเอผ่านนิวคลีโอโซมจำนวนมากที่เชื่อมโยงกันด้วยพื้นที่เว้นวรรคที่เกี่ยวข้องกับฮิสโตนชนิดอื่น (H1) ที่เรียกว่าตัวเชื่อมในที่สุดก็ก่อให้เกิดโครโมโซม สิ่งหลังนี้สามารถมองเห็นได้ภายใต้กล้องจุลทรรศน์เช่นเดียวกับร่างกายที่กำหนดไว้อย่างดีในระหว่างกระบวนการแบ่งเซลล์ (ไมโทซิสและไมโอซิส)
สายพันธุ์ diploid แต่ละชนิดมีจำนวนคู่โครโมโซมที่กำหนดไว้อย่างชัดเจน แต่ละคู่มีขนาดและรูปร่างที่โดดเด่นเพื่อให้ง่ายต่อการระบุ
โครงสร้างของโครโมโซม
โครโมโซมมีโครงสร้างที่ค่อนข้างเรียบง่ายซึ่งเกิดจากแขนคู่ขนาน (โครมาทิด) สองแขนที่เชื่อมต่อกันผ่านเซนโทรเมียร์ซึ่งเป็นโครงสร้างดีเอ็นเอที่อัดแน่น
เซนโทรเมียร์จะแบ่งโครมาทิดออกเป็นสองแขนหนึ่งในความยาวสั้น ๆ เรียกว่า "แขน P" และหนึ่งในความยาวที่มากกว่าเรียกว่า "แขน Q" ในแต่ละแขนของแต่ละโครมาทิดยีนจะถูกจัดเรียงในตำแหน่งที่เหมือนกัน
การก่อตัวของ Isochromosome โดย Miguelferig จาก Wikimedia Commons
ตำแหน่งของเซนโทรเมียร์ตามโครมาทิดแต่ละตัวก่อให้เกิดโครโมโซมประเภทโครงสร้างที่แตกต่างกัน:
- Acrocentric:ผู้ที่เซนโทรเมียร์อยู่ในตำแหน่งใกล้กับปลายด้านใดด้านหนึ่งโดยมีแขนที่ยาวมากเทียบกับอีกข้างหนึ่ง
- เมตาเซนตริก:ในโครโมโซมประเภทนี้เซนโตรเมียร์ครอบครองตำแหน่งตรงกลางทำให้แขนมีความยาวเท่ากัน
- Submetacentric:นี่คือ centromere จะเคลื่อนออกจากจุดศูนย์กลางเพียงเล็กน้อยทำให้แขนที่มีความยาวแตกต่างกันน้อยมาก
ความผิดปกติของโครโมโซม
โครโมโซมแต่ละตัวที่ประกอบเป็นคาริโอไทป์ของแต่ละตัวมียีนหลายล้านยีนซึ่งเข้ารหัสโปรตีนจำนวนไม่สิ้นสุดที่ทำหน้าที่ต่าง ๆ รวมทั้งลำดับการกำกับดูแล
เหตุการณ์ใด ๆ ที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในโครงสร้างจำนวนหรือขนาดของโครโมโซมอาจนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงปริมาณคุณภาพและตำแหน่งของข้อมูลทางพันธุกรรมที่มีอยู่ในโครโมโซม การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้สามารถนำไปสู่สภาวะหายนะทั้งในการพัฒนาและในการทำงานของแต่ละบุคคล
ความผิดปกติเหล่านี้มักเกิดขึ้นในระหว่างการสร้างเซลล์สืบพันธุ์หรือในช่วงแรกของการพัฒนาตัวอ่อนและแม้ว่าจะมีความแตกต่างกันมาก แต่ก็มีการทำให้ง่ายขึ้นเป็น 2 ประเภท ได้แก่ ความผิดปกติของโครโมโซมโครงสร้างและความผิดปกติของโครโมโซมเชิงตัวเลข
ในอดีตเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงในจำนวนโครโมโซมมาตรฐานนั่นคือพวกมันกล่าวถึงการสูญเสียหรือการได้รับโครโมโซมในขณะที่ส่วนหลังหมายถึงการสูญเสียการทำซ้ำหรือการผกผันของส่วนหนึ่งของโครโมโซม
อ้างอิง
- Alberts B, Johnson AD, Lewis J, Morgan D, Raff M, Roberts K, Walter P. (2014) อณูชีววิทยาของเซลล์ (พิมพ์ครั้งที่ 6) WW Norton & Company, New York, NY, USA
- Annunziato A. บรรจุภัณฑ์ DNA: นิวคลีโอโซมและโครมาติน การศึกษาธรรมชาติ. 2008 01:26
- Caspersson T, Lindsten J, Zech L. Hereditas 1970; 66: 287-292
- de la Chapelle A. ไอโซโครโมโซมของมนุษย์เกิดขึ้นได้อย่างไร? มะเร็งพันธุกรรม Cytogenet 1982; 5: 173-179.
- Fraccaro M, Ikkos D, Lindsten J, Luft R, Kaijser K. ความผิดปกติของโครโมโซมชนิดใหม่ในการเกิด dysgenesis ของอวัยวะสืบพันธุ์ มีดหมอ 1960; 2: 1144.
- การประชุมเชิงปฏิบัติการระดับนานาชาติครั้งแรกเกี่ยวกับโครโมโซมในมะเร็งเม็ดเลือดขาว โครโมโซมในมะเร็งเม็ดเลือดขาวชนิด granulocytic เรื้อรังแบบฟีบวก Br J Haematol. 1978; 39: 305-309.
- Mitelman F, Levan G. การจัดกลุ่มของความผิดปกติของโครโมโซมเฉพาะในเนื้องอกของมนุษย์ Hereditas 1978; 89: 207-232
- Simpson JL. ความผิดปกติของความแตกต่างทางเพศ 1970. สำนักพิมพ์วิชาการนิวยอร์กซานฟรานซิสโกลอนดอน
- Vinuesa M, Slavutsky I, Larripa I. การปรากฏตัวของไอโซโครโมโซมในโรคทางโลหิตวิทยา มะเร็งพันธุกรรม Cytogenet 1987; 25: 47-54.