Aneuploidija

Aneuploidija je genetsko stanje u kojem stanica ili organizam ima pogrešan broj kromosoma koji nisu tipični ili diploidni (2N) skup kromosoma za vrstu. Ljudske stanice obično sadrže 46 kromosoma (23 para), ali u aneuploidiji se taj broj može izmijeniti, što može dovesti do različitih genetskih poremećaja i medicinskih stanja.

Primjeri aneuploidije uključuju:

1. Downov sindrom (Trisomija 21): U ovom slučaju osoba ima dodatnu kopiju 21. kromosoma, što rezultira različitim fizičkim i mentalnim poteškoćama.
2. Edwards sindrom (Trisomija 18): Ovo je stanje povezano s dodatnom kopijom 18. kromosoma i često dovodi do ozbiljnih medicinskih problema.
3. Pato sindrom (Trisomija X): Žene s ovim sindromom imaju dodatnu kopiju X kromosoma, koji može uzrokovati fizičke i mentalne invalidnosti.
4. Klinefelter sindrom (XXY): Muškarci s ovim sindromom imaju dodatnu kopiju X kromosoma, što može uzrokovati različite fizičke i psihološke promjene.
5. X monosomija (Turner sindrom): Djevojke s ovim sindromom nedostaju jedan od dva X kromosoma, što može dovesti do fizičkih i psiholoških poremećaja.

Aneuploidija može biti posljedica pogrešaka u procesima mejoze (podjela seksualnih stanica) ili mitoze (atipična stanica stanica). To može dovesti do ozbiljnih medicinskih posljedica i često zahtijeva medicinsko nadzor i intervenciju.

Aneuploidija i mutacija su dvije različite genetske pojave, iako se u nekim slučajevima mogu povezati. Evo njihovih glavnih razlika:

1. Aneuploidy:

   • Definicija: Aneuploidija je genetska promjena koja uključuje promjenu broja kromosoma u stanici ili organizmu, odnosno prisutnosti dodatnih ili nedostajućih kromosoma.
   • Uzrok: Aneuploidija obično nije rezultat mutacija točaka (supstitucije, umetke ili brisanja u nukleotidima), već je zbog pogrešaka u mejozi ili mitozi tijekom stanične podjele.

2. Mutacija:

   • Definicija: Mutacija je promjena u nukleotidnoj sekvenci DNK koja može uključivati supstitucije, umetke, brisanja i druge promjene u genetskim informacijama.
   • Uzrok: Mutacije se mogu pojaviti zbog različitih čimbenika, uključujući slučajne pogreške tijekom kopiranja DNK, kemijskih ili fizičkih mutagena, izloženosti zračenju i drugih čimbenika.

Razlike:

• Aneuploidija uključuje promjenu broja kromosoma, dok mutacija uključuje promjenu specifičnog slijeda nukleotida u genomu.
• Aneuploidija obično uključuje promjene koje uključuju veliki broj gena, jer utječe na čitav kromosom ili čak više kromosoma. Mutacija može utjecati na jedan ili više gena.
• Aneuploidy može uzrokovati nekoliko medicinskih problema odjednom jer mijenja način rada mnogih gena. Mutacije mogu biti ili neutralne ili štetne, ovisno o njihovoj lokaciji i posljedicama za funkciju gena.

Iako su različite, neke vrste aneuploidije mogu biti uzrokovane mutacijama u genima odgovornim za procese povezane sa staničnom diobom ili kromosomima, koji mogu pogoršati medicinske posljedice aneuploidije.

Genomska aneuploidija

To je vrsta aneuploidije u kojoj abnormalnosti u broju kromosoma uključuju cijeli genom, odnosno sve kromosome organizma, za razliku od nasumičnih promjena u jednom ili nekoliko kromosoma.

Primjeri genomskih aneuploidija uključuju:

1. Polyploidy: Ovo je stanje u kojem stanice ili organizmi imaju dodatne skupove kromosoma. Na primjer, triploidija (3n) znači da imaju tri skupa kromosoma umjesto dva, a tetraploidija (4n) znači četiri seta.
2. Autoploidija: U ovom slučaju, svi kromosomi komplementarnih skupova iste vrste (npr., Dva seta kromosoma iste vrste).
3. Aloploidija: U ovom slučaju, dodatni skupovi kromosoma pripadaju različitim vrstama ili podvrstama.

Genomske aneuploidije mogu biti posljedica pogrešaka u mejozi (podjelu seksualnih stanica) ili iz nepravilnosti u staničnoj brizi. Oni mogu imati ozbiljne posljedice za razvoj i život organizma, a često su povezani s različitim medicinskim stanjima i sindromima.

Jedan od najpoznatijih primjera genomske aneuploidije je Downov sindrom (Trisomija 21), u kojem osoba ima dodatnu kopiju 21. kromosoma i ukupno 47 kromosoma umjesto standardnih 46. Ovaj sindrom rezultira karakterističnim fizičkim i mentalnim značajkama.

Sindrom aneuploidije

To je skupina genetskih sindroma povezanih s promjenom broja kromosoma u stanicama ili organizmima. Aneuploidija može rezultirati prisutnošću dodatnih kromosoma (trisomija) ili nedostajućim kromosomima (monosomija) u stanicama. Neki od najpoznatijih aneuploidijskih sindroma uključuju:

1. Downov sindrom (Trisomija 21): Ovaj sindrom uzrokovan je dodatnom kopijom 21. kromosoma. Simptomi uključuju mentalnu retardaciju, fizičke značajke (poput naboranog lica), povećani rizik od srčanih bolesti i druge medicinske probleme.
2. Edwardsov sindrom (Trisomija 18): Ovaj sindrom uzrokovan je prisutnošću dodatne kopije 18. kromosoma. U pratnji je teških tjelesnih i mentalnih oštećenja i medicinskih problema koji mogu ozbiljno ograničiti životni vijek.
3. Patau sindrom (trisomija 13): Ovaj sindrom uzrokovan je prisutnošću dodatne kopije 13. kromosoma. Karakteriziraju ga i teški fizički i mentalni invaliditet i skraćeni životni vijek.
4. Klinefelter sindrom (xxy): Ovaj je sindrom povezan s prisutnošću dodatnog X kromosoma u mužjaka (obično xxy). Simptomi mogu uključivati odgođeni seksualni razvoj i druge fizičke i mentalne značajke.
5. Turner sindrom (x0): Ovaj je sindrom povezan s odsutnošću jednog od X kromosoma kod ženki (x0). Simptomi mogu uključivati kratki rast, nenormalni razvoj genitalija i druge medicinske probleme.

Ovi sindromi aneuploidije mogu uzrokovati različite medicinske i mentalne poremećaje i obično su povezani s promjenama broja kromosoma koje su posljedica pogrešaka u procesu stanične podjele tijekom embrionalnog razvoja.

Uzroci aneuploidije

Aneuploidy, promjena broja kromosoma, može se dogoditi zbog različitih genetskih i okolišnih čimbenika. Evo nekoliko glavnih uzroka aneuploidije:

1. Pogreške u mejozi: Mejoza je podjela seksualnih stanica koja proizvodi gamete (jaja i sperma). Pogreške u procesima mejoze mogu dovesti do nepravilnog odvajanja kromosoma, što može uzrokovati aneuploidiju u gametama.
2. Pogreške u mitozi: Mitoza je vrsta stanične podjele koja proizvodi somatske stanice (a ne spolne stanice). Pogreške u mitozi mogu uzrokovati promjenu broja kromosoma u stanicama organizma.
3. Okolišne opreme: Neke kemikalije, zračenje i drugi čimbenici okoliša mogu povećati rizik od aneuploidije.
4. Genetske mutacije: Prisutnost genetskih mutacija ili naslijeđenih čimbenika može pridonijeti aneuploidiji.
5. Syndromi i naslijeđene bolesti: Neki genetski sindromi poput Downovog sindroma, Edwards sindroma i drugih povezani su s specifičnim vrstama aneuploidije.
6. Dob majke: Žene nakon 35 godina imaju povećan rizik od aneuploidije u novorođenčadi, posebno za Downov sindrom.
7. Infekcije i bolesti: Neke infekcije i bolesti, poput virusnog hepatitisa, mogu povećati rizik od aneuploidije.
8. Lijekovi: Neki medicinski lijekovi, poput kemoterapije, također mogu povećati rizik od aneuploidije.

Različite vrste aneuploidije mogu imati različite posljedice i mogu uzrokovati različita medicinska stanja. Rizik od aneuploidije može se smanjiti genetskim savjetovanjem, redovitim medicinskim testovima i zdravim načinom života.

Patogeneza

Evo nekih temeljnih mehanizama koji mogu dovesti do aneuploidije:

1. Pogreške u mejozi: Mejoza je proces podjele seksualnih stanica koji proizvodi gamete (jaja i sperma). Pogreške u mejozi, poput nepravilnog odvajanja kromosoma tijekom mejotske podjele I ili II, mogu rezultirati stvaranjem gameta s pogrešnim brojem kromosoma.
2. Pogreške u mitozi: mitoza je proces stanične podjele koji proizvodi somatske (neseksualne) stanice. Pogreške u mitozi mogu rezultirati promjenom broja kromosoma u novim stanicama. Na primjer, pogreška u mitozi može uzrokovati da ćelija dobije dodatnu kopiju kromosoma ili ga izgubi.
3. NedisJunction: NedisJunction je netočno odvajanje kromosoma tijekom stanične podjele. Može se pojaviti ili u mejozi ili mitozi. Na primjer, ako se kromosomi ne dijele ravnomjerno između kćeri, to može dovesti do aneuploidije.
4. Mehaničke abnormalnosti: Mehaničke abnormalnosti tijekom stanične podjele, poput abnormalnosti kromosomske helicilnosti ili strukturnih abnormalnosti kromosoma, mogu uzrokovati pogreške u razdvajanju kromosoma i dovesti do aneuploidije.
5. Okolišne opreme: Neke kemikalije, zračenje i drugi čimbenici okoliša mogu povećati rizik od aneuploidije utječući na stanične procese.
6. Mitotičke abnormalnosti: Mitotičke abnormalnosti mogu uključivati aberacije tijekom somatske podjele stanica, što može dovesti do promjena u broju kromosoma u tjelesnim tkivima.

Mehanizmi aneuploidije mogu biti raznoliki, a njihova točna priroda može ovisiti o specifičnim okolnostima i vrsti aneuploidije. Te se promjene mogu dogoditi ili tijekom razvoja fetusa ili u stanicama tijela u različitim razdobljima života.

Obrasci

Postoji nekoliko različitih vrsta aneuploidije, ovisno o broju kromosoma koji mogu biti dodatni ili nedostaju:

1. Trisomija: Ovo je prisutnost dodatne kopije jednog kromosoma. Na primjer, Trisomija 21 dovodi do Downovog sindroma, gdje osoba ima tri kopije kromosoma 21.
2. Monosomija: Ovo je stanje u kojem nedostaje jedan kromosom para. Na primjer, monosomija X (Turner sindrom) nastaje kada žena nedostaje jedan od dva X kromosoma.
3. Polyploidy: Ovo je prisutnost dodatnih skupova kromosoma. Na primjer, trostruka znači imati tri skupa kromosoma umjesto standardnih dva.
4. Diploidija s genetskim promjenama: U nekim slučajevima mogu doći do promjena unutar kromosoma ili promjena u strukturi kromosoma, što se također smatra aneuploidijom.
5. Hipoploidija: To je prisutnost manje kromosoma nego što je to uobičajeno. Hipoploidija može uključivati manje od dva skupa kromosoma.
6. Isochromia: ITS je stanje u kojem se jedna od kromosomeze podijelila na dva jednaka dijela s istim sastavama materijala.
7. Triploidy: To je prisutnost dodatnog skupa kromosoma, što rezultira prisutnošću tri kopije svakog kromosoma u stanici.

Aneuploidija grupe D odnosi se na prisutnost nenormalnog broja kromosoma u stanicama organizma, a ta je aneuploidija povezana s kromosomima koji pripadaju skupini D (obično kromosomi 13, 14, 15, 21 i 22). Na primjer, prisutnost dodatne kopije jednog od ovih kromosoma (trostruka) ili odsutnost jednog od njih (monosomija) može biti oblik aneuploidije.

Aneuploidies mogu dovesti do različitih genetskih poremećaja i sindroma poput Downovog sindroma (trisomija 21, karakterizirana prisutnošću treće kopije kromosoma 21) ili pataua (trisomija 13) i drugih.

Međutim, aneuploidija na D kromosomima može imati različite posljedice ovisno o specifičnom kromosomskom poremećaju i organima na koje utječe. Savjetovanje sa specijalistom genetičkih ili genetskih poremećaja potrebna je kako bi se postavila točna dijagnoza i razumjela moguće posljedice aneuploidije, kao i za razvijanje strategija liječenja i podrške.

Aneuploidija grupe C znači da osoba ili organizam ima nenormalan broj kromosoma koji pripadaju kromosomima grupe C. Grupa C kromosomi obično znače kromosome srednje veličine. Normalni skup kromosoma za ljude uključuje 46 kromosoma koji su podijeljeni u 23 para. U aneuploidiji, jedan od kromosoma u ovoj skupini može biti ili dodatni ili nedostajati, što može dovesti do različitih genetskih i medicinskih problema poput Downovog sindroma (Trisomija 21) ili drugih genetskih abnormalnosti. Aneuploidies se mogu pojaviti zbog pogrešaka u procesu stanične podjele tijekom mitoze (za somatske stanice) ili mejoze (za zaročne stanice).

Aneuploidija grupe E odnosi se na abnormalnosti u broju kromosoma koji pripadaju grupi E u ljudskom kariotipu. Skupina E uključuje kromosome brojeve 4 i 5. takve promjene mogu uključivati ili dodatne kopije E kromosoma (trisomija 4 ili 5) ili bez kopija (monosomija 4 ili 5).

Primjeri aneuploidije na grupi E kromosomima:

1. Trisomija 4: Ovo je stanje u kojem osoba ima dodatnu kopiju četvrtog kromosoma, to jest 47 kromosoma umjesto standardnih 46. Ova trisomija može imati različite medicinske posljedice i može utjecati na razvoj tijela.
2. Trisomija5: Kao i kod trisomije 4, trisomija 5 povezana je s prisutnošću dodatne kopije 5. kromosoma. Ovo stanje može uzrokovati medicinske probleme i može imati različite manifestacije.
3. Monosmija4: Monosomija 4 je stanje u kojem nedostaje jedan od četvrtog kromosoma. To je rijetko stanje i može imati i medicinske posljedice.
4. Monosomija5: monosomija 5 znači da nedostaje jedan od 5. kromosoma. To je također rijetko stanje i može imati razne medicinske posljedice.

E kromosomska aneuploidija, kao i drugi oblici aneuploidije, može uzrokovati razna medicinska stanja i sindrome, ovisno o prirodi i točnom položaju promjena u kromosomima. Dijagnoza takvih stanja obično se vrši citogenetskim tehnikama i genetskom analizom.

Dijagnostika aneuploidije

Dijagnoza aneuploidije, promjene u broju kromosoma, vrši se različitim metodama i testovima. Evo nekih od najčešćih metoda za dijagnosticiranje aneuploidije:

1. Amniocenteza: Ovo je invazivni postupak u kojem se igla koristi za uzimanje uzorka amnionske tekućine iz amnionske membrane. Ovaj uzorak sadrži fetalne stanice koje se mogu citogenetski analizirati kako bi se utvrdila prisutnost aneuploidije.
2. Korionska biopsija (CB): Ovo je ujedno i invazivni postupak u kojem se za citogenetsku analizu uzima uzorak korionskih vila (placentalno tkivo). Korionska biopsija može se ranije izvesti u trudnoći od amniocenteze.
3. Neinvazivno prenatalno ispitivanje (NIPT): Ova metoda može otkriti prisutnost aneuploidije kao i drugih genetskih abnormalnosti fetusa kroz test krvi majke. NIPT se obično izvodi nakon 10. tjedna trudnoće i ima nisku lažno pozitivnu stopu.
4. Ultrazvuk: Ultrazvuk se može koristiti za otkrivanje nekih znakova aneuploidije, poput povećane debljine vila od cervikalnih vila ili fizičkih značajki fetusa koji mogu podići sumnju na abnormalnost.
5. Genetska analiza: Citogenetska analiza (studija kromosoma) i molekularna genetska analiza mogu se koristiti za precizno određivanje prirode aneuploidije i uspostavljanje vrste kromosomskih promjena.

Izbor kako dijagnosticirati aneuploidiju može ovisiti o mnogim čimbenicima, uključujući gestacijsku dob, medicinska stanja, rizik od abnormalnosti i roditeljske želje. Odluka o dijagnosticiranju i odabiru metode obično se donosi zajedno s ginekologom i genetičarom.

Diferencijalna dijagnoza

Poliploidija i aneuploidija dvije su različite vrste promjena u broju kromosoma u stanicama ili organizama. Evo njihovih glavnih razlika:

1. Poliploidija:

   • Definicija: Polyploidy znači imati dodatne skupove kompletnih skupova kromosoma. Na primjer, poliploidni organizmi mogu imati dva, tri ili cjelovitije skupove kromosoma.
   • Primjeri: Primjeri poliploidnih organizama su neke biljke (npr. Pšenica, bombardiranje) i neke životinjske vrste (npr. Salmon).
   • Implikacije: Poliploidija može biti stabilna i čak pozitivna na opstanak organizma, jer dodatne kopije kromosoma mogu pružiti stabilnost i raznolikost vrstama.

2. Aneuploidy:

   • Definicija: Aneuploidy znači imati pogrešan broj kromosoma, uključujući dodatne ili nedostajuće kromosome u stanicama organizma.
   • Primjeri: Primjeri aneuploidije uključuju Downov sindrom (trisomija 21, kada postoji dodatni 21. kromosom), Edwards sindrom (Trisomija 18) i drugi genetski sindromi koji uključuju promjene u broju kromosoma.
   • Posljedice: Aneuploidija je često povezana s ozbiljnim medicinskim problemima i može uzrokovati razne fizičke i mentalne abnormalnosti, kao i druge stanja.

Dakle, glavna razlika između poliploidije i aneuploidije je u tome što poliploidija uključuje dodatne skupove kompletnih skupova kromosoma, dok aneuploidija uključuje promjenu broja kromosoma u stanicama ili organizmima, ali bez potpunih skupova dodatnih kromosoma.