KROMOSOMER OCH KROMOSOMALA MUTATIONER - TOXICITET OCH TOXIKOLOGI

Huvud / toxicitet och toxikologi / 2021

Kromosomer och kromosomala mutationer

Tidigare pratade vi om mutationer som uppstår på grundval av DNA; nu fokuserar vi på de mutationer som uppstår på kromosomenivån, därför mycket allvarligare förändringar än de som setts tidigare.

Vad är kromosomer? Denna term definierar spolarna och de olika kompakta vikningarna av DNA -molekylerna inuti cellkärnan. Kromosomerna kan ses med det optiska mikroskopet endast före eller under celldelning.

I alla somatiska celler i vår kropp finns 46 kromosomer (23 par: 22 homologa par och 1 XY eller XX par). I könsceller (ägg och spermier) finns det 23 kromosomer. Kromosomernas paritet kommer att återupprättas med befruktning, så det ofödda barnet kommer att ha 23 kromosomer från modern och 23 från fadern. Kromosomen har en X-formad form. De två armarna kallas systerkromatider och förenas i mitten av centromeren.

Detta förord om kromosomer tjänar till att bättre kunna förstå de mutationer som kan uppstå på kromosomnivån. Mutationerna som kan inträffa är huvudsakligen två:

FÖRÄNDRING I ANTALET KROMOSOMER;
ÄNDRING AV KROMOSOMERNAS ELLER ABERRATIONSSTRUKTUR (brott och omarrangemang).

Förändring av antalet kromosomer

Det kan hända att celler bildas som har få fler kromosomer, eller få färre kromosomer än föräldercellen. I det här fallet talar vi om ANEUPLOIDY av cellerna.

EXEMPEL PÅ AEUPLOIDY OF AUTOSOMES

SYNDROM

KARYOTYPE

ÄNDRINGAR

Downs syndrom

47 kromosomer (+1 på kromosom 21)

Mental retardation, kort växtlighet, makroglossi eller stor tunga, utskjutande öron, stor nacke, nedsatt immunförsvar, kardiovaskulära och njursystem med frekventa missbildningar, avvikelser i handflatan, etc.

Plateau syndrom

47 kromosomer (+1 på kromosom 13)

Ögon, öron och inre organ är missbildade. Läppklyfta med eller utan gomspalt. Några månader av överlevnad.

Edwards syndrom

47 kromosomer (+1 på kromosom 18)

Missbildning av skallen och inälvorna. Några månader av överlevnad.

EXEMPEL PÅ ANEUPLOIDY AV HETEROCHROMOSOMES

MANLIG KARYOTYPE

KVINLIG KARYOTYPE

KARYOTYP AV KONCEPTIONSPRODUKTEN

SYNDROM

23, X

22, 0

45, Y0

Turnersyndrom.

22, 0

23, X

45, X0

Turnersyndrom.

23, Y

24, XX

47, XXY

Klinefelters syndrom.

23, X

24, XX

47, XXX

Triple X syndrom

23, Y

22, 0

45, Y

Produkten är oförenlig med livet

Det finns också celler som har en multipel karyotyp, så dessa celler innehåller multiplar av hela serien av kromosomer.I det här fallet talar vi om POLYPLOID -celler.

Förändringar i kromosomers eller aberrationers struktur (brott och omarrangemang)

Den andra möjliga förändringen på kromosomenivån består i en brytning och omorganisation av det genetiska materialet. Kromosomomläggningar kan vara av två typer. Den första kan vara av balanserad typ, så det finns ingen förlust och ingen tillsats av kromosomalt material. Det andra kan vara obalanserat, så den totala mängden genetiskt material i kromosomen ändras.

Förändringar på nivån av endast en kromosom kan vi ha:

RADERING: upphävande av en del av kromosomalt material;
DEFICIENCY: förlust av en mycket liten del av kromosomen;
DUPLIKATION: en bit kromosom upprepas;
INVERSION: fragmentet som erhålls från två fragmenteringar roterar 180 grader och sätts in mellan de andra två fragmenten, vilket morfologiskt rekonstruerar kromosomen men med en modifierad gensekvens.

Ändringarna på nivån av flera kromosomer är:

ENKEL TRANSLOKATION: på kromosomen sätts ett annat fragment in som har lossnat från den kromosom som den tillhör;
DOUBLE TRANSLOCATION: utbyte av kromosomfragment mellan två icke-homologa kromosomer;
MULTIPLE TRANSLOCATION: överföring av flera fragment mellan flera kromosomer;
INLÄGGNING: efter fragmenteringen av tre kromosomer sker utbytet av bitar mellan icke-homologa kromosomer.

STÖRSTA SYNDROMER PÅ STRUKTURLIGA MUTATIONER AV KROMOSOMER

SYNDROM

AVVIKELSE

FENOTYPISKA EGENSKAPER

Syndrom av "cri du chat" eller kattens skrik.

Radering av den korta armen på kromosom nummer 5.

Missbildningar i öron, ansikte och struphuvud, mikrocefali.

Angelman syndrom

Radering av den långa armen på kromosom nummer 15. I vissa fall finns det förekomst av två kromosomer 15 som båda kommer från fadern.

Ataxi, darrningar, svårigheter att suga, svälja, tarmmotilitet, anfall, strabismus, mikrocefali och sårbarhet för infektioner.

Prader-Willis syndrom

Radering av en del av den långa armen på kromosom nummer 15 av faderligt ursprung. Förekomst av två kromosomer 15 av moderns ursprung.

Försenad tillväxt, muskelhypotoni, bulimi, minskad psykisk utveckling.

Georges syndrom

Radering av en del av den långa armen på kromosom nummer 22.

Gomspalt, ansikts-, tymus-, bisköldkörtelförändringar, hjärtfel och immunbrist.

Williams syndrom

Radering av en del av den långa armen på kromosom nummer 7.

Försenad utveckling, kardiovaskulära missbildningar, mental retardation.

Om dessa mutationer inträffar inuti somatiska celler kommer de att producera neoplasmer (tumörer); om mutationerna å andra sidan påverkar könsceller kan de orsaka de allvarliga konsekvenser som har setts tidigare.

Mutationer i somatiska celler kan vara tysta, och i det här fallet orsakar de inte modifierade produkter, utan är också oförenliga med cellens överlevnad.Från en viss synvinkel skulle celldöd vara den bästa lösningen, eftersom det skulle vara att eliminera den möjliga mutationen som har inträffat och framför allt skulle det undvika överföring av felet till dottercellerna. Om mutationen har förändrat de genprodukter som påverkar celldifferentiering och proliferationskapacitet ärvs denna typ av mutation av cellernas döttrar; följaktligen förbereder den cellen till en cell av tumörtyp.