Výsledky Učení
- Identifikovat nejčastější chyby, které se mohou vytvářet abnormální karyotyp
- Identifikovat syndromy, které jsou výsledkem významné změny v chromozomu číslo
všechny chromozomální poruchy, abnormality v chromozomu číslo jsou nejvíce samozřejmě identifikovatelné z karyogram. Poruchy počtu chromozomů zahrnují duplikaci nebo ztrátu celých chromozomů, stejně jako změny v počtu kompletních sad chromozomů. Jsou způsobeny nondisjunkce, což nastane, když se páry homologních chromozomů nebo sesterské chromatidy nepodaří oddělit během meiózy. Nevyrovnaná nebo neúplná synapse nebo dysfunkce vřetenového aparátu, která usnadňuje migraci chromozomů, může způsobit nedisjunkci. Riziko výskytu nedisjunkce se zvyšuje s věkem rodičů.
Nondisjunkce může nastat buď během meiózy I nebo II, s rozdílnými výsledky (Obrázek 1). Pokud se homologní chromozomy během meiózy i neoddělí, výsledkem jsou dvě gamety, které postrádají tento konkrétní chromozom, a dvě gamety se dvěma kopiemi chromozomu. Pokud sesterské chromatidy nepodaří oddělit během meiózy II, výsledkem je jedna gameta, že chybí chromozom, dva normální gamet s jednu kopii chromozomu, a jeden gamet s dvě kopie chromozomu.
praktická otázka
Obrázek 1. K nedisjunkci dochází, když se homologní chromozomy nebo sesterské chromatidy během meiózy neoddělí, což vede k abnormálnímu počtu chromozomů. Během meiózy I nebo meiózy II se může objevit nedisjunkce.
které z následujících tvrzení o nedisjunkci je pravdivé?
- Nedisjunkce vede pouze k gametám s chromozomy n+1 nebo n–1.
- Nedisjunkce vyskytující se během meiózy II má za následek 50% normálních gamet.
- Nedisjunkce během meiózy I vede k 50% normálním gametám.
- Nedisjunkce má vždy za následek čtyři různé druhy gamet.
Aneuploidie
Obrázek 2. Výskyt plodu s trizomií 21 se dramaticky zvyšuje s věkem matky.
jedince s odpovídající počet chromozomů pro jejich druh se nazývá euploid; u lidí, euploidy odpovídá 22 párů autozomů a jeden pár pohlavních chromozomů. Jedinec s chybou v chromozomové číslo je popsáno jako aneuploidní, termín, který zahrnuje monosomie (ztráta jednoho chromozomu) nebo trizomií (zisk nadbytečného chromozomu). Monozomické lidské zygoty, které chybí jedna kopie autosomu, se vždy nedokáží vyvinout k narození, protože jim chybí základní geny. To podtrhuje význam „dávkování genů“ u lidí. Většina autozomální trizomie také nepodaří vyvinout narození; nicméně, zdvojování některých menších chromozomů (13, 15, 18, 21, nebo 22) může mít za následek potomstvo, které přežívají po dobu několika týdnů do mnoha let. Trizomičtí jedinci trpí jiným typem genetické nerovnováhy: nadměrnou dávkou genu. Jedinci s extra chromozomem mohou syntetizovat množství genových produktů kódovaných tímto chromozomem. Tato dodatečná dávka (150 procent) specifických genů může vést k řadě funkčních výzev a často brání vývoji. Nejčastější trizomií u životaschopných porodů je chromozom 21, což odpovídá Downovému syndromu. Jedinci s touto dědičné onemocnění jsou charakterizována tím, že malý vzrůst a zakrnělé číslic, obličeje rozdíly, které zahrnují širokou lebku a velký jazyk, a významné vývojové zpoždění. Výskyt Downova syndromu koreluje s věkem matky; starší ženy častěji otěhotní s plody nesoucími genotyp trizomie 21 (Obrázek 2).
Polyploidie
Obrázek 3. Stejně jako u mnoha polyploidních rostlin, to triploid oranžové denivka (Hemerocallis fulva) je obzvláště velká a robustní, a roste květiny s triple počet lístků svých diploidních. (kredit: Steve Karg)
jedinec s více než správný počet chromozomových sad (dva pro diploidní druhy) se nazývá polyploidie. Například oplodnění abnormálního diploidního vajíčka normálním haploidním spermatem by přineslo triploidní zygotu. Polyploidních zvířat jsou velmi vzácné, s jen několik příkladů, mezi ploštěnci, korýši, obojživelníci, ryby a ještěrky. Polyploidní zvířata jsou sterilní, protože meióza nemůže normálně probíhat a místo toho produkuje většinou aneuploidní dceřiné buňky, které nemohou poskytnout životaschopné zygoty. Zřídka se polyploidní zvířata mohou reprodukovat asexuálně haplodiploidií, ve které se neoplodněné vejce mitoticky dělí, aby produkovalo potomstvo. Naproti tomu polyploidie je v rostlinné říši velmi běžná a polyploidní rostliny bývají větší a robustnější než euploidy svého druhu (obrázek 3).
Nondisjunkce Pohlavních Chromozomů u Člověka
Lidé displej dramatické škodlivé účinky s autosomální trisomie a monosomies. Proto se může zdát neintuitivní, že lidské ženy a muži mohou fungovat normálně, přestože nesou různá čísla chromozomu X. Spíše než zisk nebo ztráta autosomů jsou změny v počtu pohlavních chromozomů spojeny s relativně mírnými účinky. Částečně k tomu dochází kvůli molekulárnímu procesu zvanému inaktivace X. Brzy ve vývoji, když žena savčích embryí se skládají z několika tisíc buněk (relativní biliony u novorozence), jeden X chromozom v každé buňce inaktivuje tím, že těsně kondenzační do klidového (spící) struktura nazývá Barr tělo. Šance, že chromozom X (maternální či paternální) je inaktivován v každé buňce je náhodné, ale jakmile inaktivaci dojde, všechny buňky odvozené z toho bude mít stejné neaktivní chromozom X nebo Barr tělo. Tímto procesem ženy kompenzují svou dvojitou genetickou dávku chromozomu X.
obrázek 4. U koček je gen pro barvu srsti umístěn na chromozomu X. V embryonálním vývoji samic koček je jeden ze dvou chromozomů X náhodně inaktivován v každé buňce, což má za následek vzor želvoviny, pokud má kočka dvě různé alely pro barvu srsti. Mužské kočky, které mají pouze jeden chromozom X, nikdy nevykazují barvu želvoviny. (kredit: Michael Bodega)
V tzv. „želvoviny“ kočky, embryonální X inaktivace je pozorovat jako barevné zpestření (Obrázek 4). Ženy, které jsou heterozygotní pro X-vázané kabát gen pro barvu budou vyjadřovat dvě různé barvy srsti více různých oblastí jejich těla, což odpovídá podle toho, co X-chromozom inaktivován v embryonálních buněk progenitorových tohoto regionu.
jedinec nesoucí abnormální počet chromozomů X inaktivuje všechny kromě jednoho chromozomu X v každé ze svých buněk. Nicméně i inaktivované chromozomy X nadále exprimují několik genů a chromozomy X se musí reaktivovat pro správné zrání ženských vaječníků. Výsledkem je, že X-chromozomální abnormality jsou obvykle spojeny s mírnými duševními a fyzickými vadami a sterilitou. Pokud chromozom X zcela chybí, jedinec se nevyvíjí in utero.
bylo charakterizováno několik chyb v počtu pohlavních chromozomů. Jedinci se třemi chromozomy X, nazývanými triplo-X, jsou fenotypicky ženy, ale vyjadřují vývojové zpoždění a sníženou plodnost. Na genotyp XXY, odpovídající jednomu typu Klinefelterův syndrom, odpovídá fenotypově samčí jedinci s malá varlata, zvětšené prsa a snížené ochlupení. Existují složitější typy Klinefelterova syndromu, u kterých má jedinec až pět chromozomů X. Ve všech typech prochází každý chromozom X kromě jednoho inaktivací, aby se kompenzovala nadměrná genetická dávka. To lze považovat za několik barrových těl v každém buněčném jádru. Turnerův syndrom, charakterizovaný jako genotyp X0 (tj. pouze jeden pohlavní chromozom), odpovídá fenotypově žena jednotlivec s malým vzrůstem, plovací kůži v oblasti krku, sluchu a srdeční postižení, a sterilitu.
duplikace a delece
kromě ztráty nebo zisku celého chromozomu může být chromozomální segment duplikován nebo ztracen. Duplikace a delece často produkují potomky, kteří přežívají, ale vykazují fyzické a duševní abnormality. Duplikované chromozomální segmenty se mohou spojit s existujícími chromozomy nebo mohou být v jádru volné. Cri-du-chat (z francouzštiny pro „cry of the cat“) je syndrom spojený s nervového systému, abnormality a identifikovatelné fyzické rysy, které jsou výsledkem smazání většina 5p (malé rameno chromozomu 5) (Obrázek 5). Kojenci s tímto genotypem vydávají charakteristický výkřik, na kterém je založen název poruchy.
obrázek 5. Tento jedinec se syndromem cri-du-chat je zobrazen ve věku dvou, čtyř, devíti a 12 let. (kredit: Paola Cerruti Mainardi)
Zkuste To
Přispět!
zlepšit tuto stránkuučit se více