- โครโมโซม 21 trisomy (ดาวน์ซินโดรม: 47, +21)
- คำอธิบายและประวัติเล็กน้อย
- สาเหตุทางพันธุกรรมของโรค
- อาการของโรค
- การวินิจฉัยและการศึกษาในระบบสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ
- Trisomies ของโครโมโซมเพศในมนุษย์
- โรค Triple X (47, XXX)
- กลุ่มอาการ Kleinefelter (47, XXY)
- กลุ่มอาการ XYY (47, XYY)
- Trisomies ในสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ
- อ้างอิง
trisomyเป็นเงื่อนไขของโครโมโซมของบุคคลที่สามดำเนินโครโมโซมแทนของคู่ปกติ ในไดพลอยด์เอ็นดาวเม้นท์ปกติคือโครโมโซมสองตัวจากส่วนเสริมของโครโมโซมแต่ละตัวที่กำหนดสายพันธุ์
การเปลี่ยนแปลงจำนวนในโครโมโซมเพียงตัวเดียวเรียกว่า aneuploidy หากมีการเปลี่ยนแปลงจำนวนโครโมโซมทั้งหมดก็จะเป็น ploidy จริงหรือ eupolidy มนุษย์มีโครโมโซม 46 โครโมโซมในเซลล์ร่างกายแต่ละเซลล์ หากมี trisomy เพียงตัวเดียวจะมีโครโมโซม 47 ตัว
Karyotype แสดง trisomy บนโครโมโซม 21. โครงการจีโนมมนุษย์ของกระทรวงพลังงานสหรัฐฯ , ผ่าน Wikimedia Commons
Trisomies เกิดขึ้นบ่อยครั้งทางสถิติและแสดงถึงการเปลี่ยนแปลงที่ยิ่งใหญ่สำหรับสิ่งมีชีวิตที่เป็นพาหะ นอกจากนี้ยังสามารถเกิดขึ้นในมนุษย์และเกี่ยวข้องกับโรคหรือกลุ่มอาการที่ซับซ้อน
มีไตรโซมในมนุษย์ที่ทุกคนรู้จัก สิ่งที่เข้าร่วมบ่อยที่สุดและเป็นที่รู้จักคือ trisomy ของโครโมโซม 21 ซึ่งเป็นสาเหตุที่พบบ่อยที่สุดของดาวน์ซินโดรม
มีไตรโซมอื่น ๆ ในมนุษย์ที่แสดงถึงต้นทุนทางสรีรวิทยาที่ดีสำหรับผู้ขนส่ง ในหมู่พวกเขาเรามีไตรโซมของโครโมโซม X ซึ่งแสดงถึงความท้าทายอย่างมากสำหรับผู้หญิงที่ต้องทนทุกข์ทรมานจากมัน
สิ่งมีชีวิตยูคาริโอตที่มีชีวิตใด ๆ สามารถมี trisomy ได้ โดยทั่วไปแล้วในพืชการเปลี่ยนแปลงจำนวนโครโมโซม (aneuploidy) จะสร้างความเสียหายมากกว่าการเพิ่มจำนวนของโครโมโซมของสิ่งมีชีวิต ในสัตว์อื่น ๆ ตามกฎทั่วไปภาวะ aneuploidies ยังเป็นสาเหตุของหลายเงื่อนไข
โครโมโซม 21 trisomy (ดาวน์ซินโดรม: 47, +21)
Trisomy (สมบูรณ์) ของโครโมโซม 21 ในมนุษย์กำหนดว่ามีโครโมโซม 47 ตัวในเซลล์ร่างกายแบบ diploid คู่ที่ยี่สิบสองมีโครโมโซม 44 ชิ้นในขณะที่ทั้งสามคนบนโครโมโซม 21 มีอีกสามคู่ซึ่งหนึ่งในนั้นเป็นสิ่งที่เหนือกว่า กล่าวอีกนัยหนึ่งก็คือโครโมโซมที่ "มากเกินไป"
คำอธิบายและประวัติเล็กน้อย
โครโมโซม 21 trisomy เป็น aneuploidy ที่พบบ่อยที่สุดในมนุษย์ ในทำนองเดียวกัน trisomy นี้เป็นสาเหตุที่พบบ่อยที่สุดของ Down syndrome อย่างไรก็ตามแม้ว่าไทรโซมทางร่างกายอื่น ๆ จะพบได้บ่อยกว่าโครโมโซม 21 แต่ส่วนใหญ่มีแนวโน้มที่จะเป็นอันตรายถึงชีวิตได้มากกว่าในระยะตัวอ่อน
นั่นคือเอ็มบริโอที่มีไตรโซม 21 สามารถคลอดได้ในขณะที่เอ็มบริโอแบบไตรโซมิกอื่น ๆ ไม่สามารถคลอดได้ นอกจากนี้การรอดชีวิตหลังคลอดจะสูงกว่ามากในเด็กที่มี trisomy บนโครโมโซม 21 เนื่องจากความถี่ของยีนต่ำของโครโมโซมนี้
กล่าวอีกนัยหนึ่งยีนจำนวนน้อยจะถูกเพิ่มจำนวนขึ้นเนื่องจากโครโมโซม 21 เป็นออโตโซมที่เล็กที่สุดในบรรดายีนทั้งหมด
ดาวน์ซินโดรมได้รับการอธิบายครั้งแรกโดยแพทย์ชาวอังกฤษจอห์นแลงดอนดาวน์ในช่วงปี พ.ศ. 2405 ถึง พ.ศ. 2409 อย่างไรก็ตามความสัมพันธ์ของโรคกับโครโมโซม 21 ก่อตั้งขึ้นในอีกหนึ่งร้อยปีต่อมา นักวิจัยชาวฝรั่งเศส Marthe Gautier, Raymond Turpin และJèrôme Lejeune ได้เข้าร่วมในการศึกษาเหล่านี้
สาเหตุทางพันธุกรรมของโรค
โครโมโซม 21 trisomy เกิดจากการรวมกันของ gametes สองตัวซึ่งหนึ่งในนั้นเป็นพาหะของโครโมโซม 21 สำเนาทั้งหมดหรือบางส่วนมีสามวิธีที่สามารถเกิดขึ้นได้
ในกลุ่มแรกในพ่อแม่คนใดคนหนึ่งการไม่เชื่อมต่อกันของโครโมโซม 21 ระหว่างไมโอซิสก่อให้เกิด gametes ที่มีโครโมโซม 21 สองตัวแทนที่จะเป็นโครโมโซมเดียว Nondisjunction หมายถึง "การขาดการแบ่งแยกหรือการแบ่งแยก" เป็น gamete ที่สามารถก่อให้เกิด trisomy ที่แท้จริงโดยการเข้าร่วม gamete อื่นด้วยโครโมโซม 21 สำเนาเดียว
สาเหตุที่พบได้น้อยอีกประการหนึ่งของ trisomy นี้คือสิ่งที่เรียกว่าการย้ายตำแหน่งของ Robertsonian ในนั้นแขนยาวของโครโมโซม 21 จะเปลี่ยนตำแหน่งเป็นโครโมโซมอื่น (โดยปกติคือ 14) การรวมกันของ gametes เหล่านี้กับอีกเซลล์ปกติจะทำให้เกิดเอ็มบริโอที่มีคาริโอไทป์ปกติ
อย่างไรก็ตามจะมีสำเนาเพิ่มเติมของวัสดุที่สืบทอดมาจากโครโมโซม 21 ซึ่งเป็นสาเหตุของโรคที่เพียงพอ กลุ่มอาการนี้อาจเกิดจากความผิดปกติของโครโมโซมหรือโมเสกอื่น ๆ
ในภาพโมเสคแต่ละเซลล์มีเซลล์ที่มีคาริโอไทป์ปกติสลับกับเซลล์ที่มีคาริโอไทป์ผิดปกติ (ไตรโซมสำหรับโครโมโซม 21)
การไม่ทำงานของเซลล์เม็ดเลือดขาวในระหว่างการสร้างเซลล์เม็ดเลือดขาวฟีเนนินหรือการสร้างเซลล์สืบพันธุ์ นำมาจาก https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Trisomy_due_to_nondisjunction_in_maternal_meiosis_1.png ผ่าน Wikimedia Commons
อาการของโรค
สาเหตุพื้นฐานของดาวน์ซินโดรมคือการแสดงออกของเอนไซม์บางชนิดที่เพิ่มขึ้นเนื่องจากมียีนสามชุดในโครโมโซม 21 แทนที่จะเป็นสองชุด
การแสดงออกที่เพิ่มขึ้นนี้นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงทางสรีรวิทยาปกติของแต่ละบุคคล เอนไซม์บางชนิดที่ได้รับผลกระทบ ได้แก่ superoxide dismutase และ cystation beta-synthase อื่น ๆ อีกมากมายเกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์ DNA การเผาผลาญหลักและความสามารถในการรับรู้ของแต่ละบุคคล
โรคแสดงออกในระดับต่างๆ หนึ่งในสิ่งที่สำคัญที่สุดและเป็นตัวกำหนดอายุการใช้งานของผู้ที่ได้รับผลกระทบจาก trisomy คือความบกพร่องของหัวใจที่มีมา แต่กำเนิด
เงื่อนไขอื่น ๆ ที่ทำให้ผู้ป่วยป่วย ได้แก่ ความผิดปกติของระบบทางเดินอาหารโลหิตวิทยาต่อมไร้ท่อ ENT และความผิดปกติของระบบกระดูกและกล้ามเนื้อรวมถึงความผิดปกติทางสายตาเป็นต้น
ความผิดปกติของระบบประสาทก็มีความสำคัญเช่นกันและรวมถึงปัญหาในการเรียนรู้เล็กน้อยถึงปานกลาง บุคคลที่เป็นผู้ใหญ่ส่วนใหญ่ที่เป็นดาวน์ซินโดรมจะเกิดโรคอัลไซเมอร์
การวินิจฉัยและการศึกษาในระบบสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ
การวินิจฉัยก่อนคลอดของ Down สามารถทำได้หลายวิธี ซึ่งรวมถึงอัลตร้าซาวด์เช่นเดียวกับการสุ่มตัวอย่าง chorionic villus และการเจาะน้ำคร่ำ สามารถใช้ทั้งสองจำนวนโครโมโซมได้ แต่ก็มีความเสี่ยง
การตรวจที่ทันสมัยอื่น ๆ ได้แก่ การวิเคราะห์โครโมโซมโดย FISH เทคนิคภูมิคุ้มกันวิทยาอื่น ๆ และการทดสอบความหลากหลายทางพันธุกรรมโดยอาศัยการขยาย DNA โดย PCR
การศึกษาไตรโซมของโครโมโซม 21 ในระบบสัตว์ฟันแทะทำให้เราสามารถวิเคราะห์กลุ่มอาการนี้ได้โดยไม่ต้องทดลองกับมนุษย์ ด้วยวิธีนี้ความสัมพันธ์ของจีโนไทป์ / ฟีโนไทป์ได้รับการวิเคราะห์อย่างปลอดภัยและเชื่อถือได้
ในทำนองเดียวกันมีความเป็นไปได้ที่จะดำเนินการทดสอบกลยุทธ์และสารบำบัดที่สามารถใช้กับมนุษย์ได้ แบบจำลองหนูที่ประสบความสำเร็จที่สุดสำหรับการศึกษาเหล่านี้กลายเป็นเมาส์
Trisomies ของโครโมโซมเพศในมนุษย์
โดยทั่วไปความผิดปกติของโครโมโซมเพศจะมีผลทางการแพทย์น้อยกว่าออโตโซมในมนุษย์ ตัวเมียของสายพันธุ์มนุษย์คือ XX และตัวผู้ XY
ไตรโซมทางเพศที่พบบ่อยที่สุดในมนุษย์คือ XXX, XXY และ XYY เห็นได้ชัดว่าไม่มีบุคคล YY น้อยกว่า YYY มากนัก บุคคล XXX เป็นเพศหญิงในขณะที่ XXY และ XYY เป็นเพศชาย
โรค Triple X (47, XXX)
XXX บุคคลในมนุษย์เป็นเพศหญิงที่มีโครโมโซม X พิเศษ ฟีโนไทป์ที่เกี่ยวข้องกับสภาพจะแตกต่างกันไปตามอายุ แต่โดยทั่วไปแล้วบุคคลที่เป็นผู้ใหญ่จะมีฟีโนไทป์ปกติ
ในทางสถิติผู้หญิงหนึ่งในพันคนคือ XXX ลักษณะทางฟีโนไทป์ที่พบบ่อยในผู้หญิง XXX คือการเจริญเติบโตและพัฒนาการก่อนวัยอันควรและแขนขาส่วนล่างที่ยาวผิดปกติ
ในระดับอื่น ๆ ผู้หญิง XXX มักมีความผิดปกติของพัฒนาการทางการได้ยินหรือภาษา ในตอนท้ายของวัยรุ่นพวกเขามักจะเอาชนะปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการปรับตัวทางสังคมและคุณภาพชีวิตของพวกเขาดีขึ้น อย่างไรก็ตามโรคทางจิตเวชในผู้หญิง XXX มักพบบ่อยกว่าผู้หญิง XX
ในเพศหญิงโครโมโซม X ตัวใดตัวหนึ่งจะถูกปิดใช้งานในระหว่างการพัฒนาตามปกติของแต่ละบุคคล เชื่อกันว่าสองตัวนี้ถูกปิดใช้งานในเพศหญิง XXX ราย อย่างไรก็ตามเป็นที่เชื่อกันว่าผลที่ตามมาส่วนใหญ่ที่ได้รับจาก trisomy เกิดจากความไม่สมดุลทางพันธุกรรม
ซึ่งหมายความว่าการปิดใช้งานดังกล่าวไม่มีประสิทธิภาพหรือเพียงพอที่จะหลีกเลี่ยงความแตกต่างในการแสดงออกของยีนบางตัว (หรือทั้งหมด) นี่เป็นหนึ่งในแง่มุมที่มีการศึกษามากที่สุดของโรคจากมุมมองระดับโมเลกุล
เช่นเดียวกับในกรณีของ trisomies อื่น ๆ การตรวจหา triple X trisomy ก่อนคลอดยังคงได้รับการสนับสนุนโดยการศึกษา karyotype
กลุ่มอาการ Kleinefelter (47, XXY)
บุคคลเหล่านี้กล่าวกันว่าเป็นเพศผู้ที่มีโครโมโซม X พิเศษ สัญญาณของภาวะ aneuploidy จะแตกต่างกันไปตามอายุของแต่ละบุคคลและโดยปกติแล้วก็ต่อเมื่อพวกเขาโตเป็นผู้ใหญ่เท่านั้นที่เป็นภาวะที่ได้รับการวินิจฉัย
ซึ่งหมายความว่า aneuploidy ทางเพศนี้ไม่ก่อให้เกิดผลกระทบมากเท่ากับที่เกิดจาก trisomies ในโครโมโซม autosomal
เพศผู้ที่เป็นผู้ใหญ่ XXY ผลิตอสุจิน้อยหรือไม่มีเลยมีลูกอัณฑะและอวัยวะเพศเล็กรวมทั้งความใคร่ลดลง สูงกว่าคนทั่วไป แต่ยังมีขนตามใบหน้าและตามร่างกายน้อยกว่าด้วย
พวกเขาอาจมีหน้าอกที่ขยายใหญ่ขึ้น (gynecomastia) มวลกล้ามเนื้อลดลงและกระดูกอ่อนแอ การให้ฮอร์โมนเพศชายมักจะเป็นประโยชน์ในการรักษาลักษณะต่อมไร้ท่อบางอย่างที่เกี่ยวข้องกับภาวะนี้
กลุ่มอาการ XYY (47, XYY)
กลุ่มอาการนี้เกิดขึ้นกับเพศชายในสายพันธุ์มนุษย์ (XY) ที่มีโครโมโซม Y เพิ่มเติม ผลที่ตามมาของการมีโครโมโซม Y เสริมนั้นไม่น่าทึ่งเหมือนกับที่เห็นในไตรโซมอื่น ๆ
บุคคล XYY เป็นเพศชายโดยทั่วไปมีรูปร่างสูงเป็นประจำและมีแขนขายาวเล็กน้อย พวกเขาผลิตฮอร์โมนเพศชายในปริมาณปกติและไม่มีปัญหาด้านพฤติกรรมหรือการเรียนรู้อย่างที่เคยคิดไว้
XYY หลายคนไม่ทราบถึงสถานะโครโมโซมของตนเอง พวกมันเป็นปกติตามฟีโนไทป์และยังอุดมสมบูรณ์อีกด้วย
Trisomies ในสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ
ได้มีการวิเคราะห์และเปรียบเทียบผลของ aneuploidies ในพืชกับผลของการเปลี่ยนแปลง euploidy โดยทั่วไปการเปลี่ยนแปลงจำนวนโครโมโซมหนึ่งหรือสองสามโครโมโซมจะสร้างความเสียหายต่อการทำงานปกติของแต่ละบุคคลมากกว่าการเปลี่ยนแปลงชุดโครโมโซมที่สมบูรณ์
ดังในกรณีที่อธิบายไว้ความไม่สมดุลในการแสดงออกดูเหมือนจะอธิบายถึงผลกระทบที่เป็นอันตรายของความแตกต่าง
อ้างอิง
- Herault, Y. , Delabar, JM, Fisher, EMC, Tybulewicz, VLJ, Yu, E. , Brault, V. (2017) แบบจำลองหนูในการวิจัยดาวน์ซินโดรม: ผลกระทบและอนาคต บริษัท นักชีววิทยา 10: 1165-1186 ดอย: 10.1242 / dmm.029728
- khtar, F. , Bokhari, SRA 2018 ดาวน์ซินโดรม (Trisomy 21) ใน: StatPearls Treasure Island (FL): สำนักพิมพ์ StatPearls; 2561 ม.ค. -. มีให้จาก: ncbi.nlm.nih.gov
- Otter, M. , Schrander-Stumpel, CT, Curfs, LM (2010) Triple X syndrome: การทบทวนวรรณกรรม วารสารพันธุศาสตร์มนุษย์แห่งยุโรป, 18: 265-271
- Papavassiliou, P. , Charalsawadi, C. , Rafferty, K. , Jackson-Cook, C. (2014) Mosaicism for trisomy 21: a review. American Journsl of Medical Genetica Part A, 167A: 26–39
- Santorum, M. , Wright, D. , Syngelaki, A. , Karagioti, N. , Nicolaides, KH (2017) ความแม่นยำของการทดสอบรวมไตรมาสแรกในการตรวจคัดกรอง trisomies 21, 18 และ 13 อัลตร้าซาวด์ทางสูติศาสตร์และนรีเวชวิทยา, 49 : 714-720.
- Tartaglia, NR, Howell, S. , Sutherland, A. , Wilson, R. , Wilson, L. (2010) การทบทวน trisomy X (47, XXX) Orphanet Journal of Rare Diseases, 5, ojrd.com