Aneuploidija

Aneuploidija je genetsko stanje u kojem stanica ili organizam ima netočan broj kromosoma osim tipičnog ili diploidnog (2n) skupa kromosoma za vrstu. Normalno, ljudske stanice sadrže 46 kromosoma (23 para), ali kod aneuploidije taj se broj može promijeniti, što može dovesti do raznih genetskih poremećaja i medicinskih stanja.

Primjeri aneuploidije uključuju:

1. Downov sindrom (trisomija 21): U ovom slučaju osoba ima dodatnu kopiju 21. kromosoma, što rezultira raznim fizičkim i mentalnim invaliditetom.
2. Edwardsov sindrom (trisomija 18): Ovo stanje povezano je 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, što može uzrokovati fizičke i mentalne poteškoće.
4. Klinefelterov sindrom (XXY): Muškarci s ovim sindromom imaju dodatnu kopiju X kromosoma, što može uzrokovati razne fizičke i psihološke promjene.
5. X monosomija (Turnerov sindrom): Djevojčicama s ovim sindromom nedostaje jedan od dva X kromosoma, što može dovesti do fizičkih i psihičkih poremećaja.

Aneuploidija može biti posljedica pogrešaka u procesima mejoze (spolne diobe stanica) ili mitoze (atipične diobe stanica). Može dovesti do ozbiljnih medicinskih posljedica i često zahtijeva medicinski nadzor i intervenciju.

Aneuploidija i mutacija su dva različita genetska fenomena, iako u nekim slučajevima mogu biti povezani. Evo njihovih glavnih razlika:

1. Aneuploidija:

   • Definicija: Aneuploidija je genetska promjena koja uključuje promjenu broja kromosoma u stanici ili organizmu, odnosno prisutnost dodatnih ili nedostajućih kromosoma.
   • Uzrok: Aneuploidija obično nije rezultat točkastih mutacija (supstitucija, insercija ili delecija u nukleotidima), već je posljedica pogrešaka u mejozi ili mitozi tijekom stanične diobe.

2. Mutacija:

   • Definicija: Mutacija je promjena u nukleotidnom slijedu DNA koja može uključivati supstitucije, insercije, delecije i druge promjene u genetskim informacijama.
   • Uzrok: Mutacije se mogu pojaviti zbog raznih čimbenika, uključujući slučajne pogreške tijekom kopiranja DNK, kemijske ili fizičke mutagene, izloženost zračenju i druge čimbenike.

Razlike:

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

Iako različite, neke vrste aneuploidije mogu biti uzrokovane mutacijama u genima odgovornim za procese povezane s diobom stanica ili kromosomima, što može pogoršati medicinske posljedice aneuploidije.

Genomska aneuploidija

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

Primjeri genomskih aneuploidija uključuju:

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

Genomske aneuploidije mogu nastati zbog pogrešaka u mejozi (spolnoj diobi stanica) ili zbog abnormalnosti u brisanju stanica. Mogu imati ozbiljne posljedice za razvoj i život organizma i često su povezane s raznim medicinskim stanjima i sindromima.

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

Aneuploidni sindrom

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

1. Downov sindrom (trisomija 21): Ovaj sindrom uzrokovan je dodatnom kopijom 21. kromosoma. Simptomi uključuju mentalnu retardaciju, fizičke značajke (poput naboranog lica), povećan rizik od srčanih bolesti i druge medicinske probleme.
2. Edwardsov sindrom (trisomija 18): Ovaj sindrom uzrokovan je prisutnošću dodatne kopije 18. kromosoma. Prati ga teško fizičko i mentalno oštećenje te medicinski problemi koji mogu ozbiljno ograničiti očekivano trajanje života.
3. Patauov sindrom (trisomija 13): Ovaj sindrom uzrokovan je prisutnošću dodatne kopije 13. kromosoma. Također ga karakteriziraju teški tjelesni i mentalni invaliditet te skraćeni životni vijek.
4. Klinefelterov sindrom (XXY): Ovaj sindrom povezan je s prisutnošću dodatnog X kromosoma kod muškaraca (obično XXY). Simptomi mogu uključivati odgođeni spolni razvoj i druge fizičke i mentalne značajke.
5. Turnerov sindrom (X0): Ovaj sindrom povezan je s odsutnošću jednog od X kromosoma kod žena (X0). Simptomi mogu uključivati nizak rast, abnormalni razvoj genitalija i druge medicinske probleme.

Ovi aneuploidni sindromi mogu uzrokovati niz medicinskih i mentalnih poremećaja i obično su povezani s promjenama u broju kromosoma koje su rezultat pogrešaka u procesu diobe stanica tijekom embrionalnog razvoja.

Uzroci aneuploidija

Aneuploidija, promjena u broju kromosoma, može se pojaviti zbog različitih genetskih i okolišnih čimbenika. Evo nekih od glavnih uzroka aneuploidije:

1. Pogreške u mejozi: Mejoza je spolna dioba stanica koja proizvodi gamete (jajne stanice i spermije). Pogreške u procesima mejoze mogu dovesti do nepravilnog razdvajanja kromosoma, što može uzrokovati aneuploidiju u gametama.
2. Pogreške u mitozi: Mitoza je vrsta stanične diobe koja proizvodi somatske stanice (ne spolne stanice). Pogreške u mitozi mogu uzrokovati promjenu broja kromosoma u stanicama organizma.
3. Izloženost okolišu: Neke kemikalije, zračenje i drugi čimbenici okoliša mogu povećati rizik od aneuploidije.
4. Genetske mutacije: Prisutnost genetskih mutacija ili nasljednih čimbenika može doprinijeti aneuploidiji.
5. Sindromi i nasljedne bolesti: Neki genetski sindromi poput Downovog sindroma, Edwardsovog sindroma i drugih povezani su sa specifičnim vrstama aneuploidije.
6. Majčina dob: Žene nakon 35. godine imaju povećan rizik od aneuploidije kod novorođenčadi, posebno za Downov sindrom.
7. Infekcije i bolesti: Neke infekcije i bolesti, poput virusnog hepatitisa, mogu povećati rizik od aneuploidije.
8. Lijekovi: Neki lijekovi, poput kemoterapije, također mogu povećati rizik od aneuploidije.

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

Patogeneza

Evo nekih od temeljnih mehanizama koji mogu dovesti do aneuploidije:

1. Pogreške u mejozi: Mejoza je proces diobe spolnih stanica koji proizvodi gamete (jajašca i spermije). Pogreške u mejozi, poput nepravilnog razdvajanja kromosoma tijekom mejotičke diobe I ili II, mogu rezultirati stvaranjem gameta s pogrešnim brojem kromosoma.
2. Pogreške u mitozi: Mitoza je proces diobe stanica koji proizvodi somatske (nespolne) stanice. Pogreške u mitozi mogu rezultirati promjenom broja kromosoma u novim stanicama. Na primjer, pogreška u mitozi može uzrokovati da stanica dobije dodatnu kopiju kromosoma ili je izgubi.
3. Nerazdvajanje kromosoma: Nerazdvajanje kromosoma je nepravilno razdvajanje kromosoma tijekom stanične diobe. Može se pojaviti u mejozi ili mitozi. Na primjer, ako se kromosomi ne podijele ravnomjerno između stanica kćeri, to može dovesti do aneuploidije.
4. Mehaničke abnormalnosti: Mehaničke abnormalnosti tijekom stanične diobe, poput abnormalnosti kromosomske helicnosti ili strukturnih abnormalnosti kromosoma, mogu uzrokovati pogreške u razdvajanju kromosoma i dovesti do aneuploidije.
5. Izloženost okolišu: 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 diobe somatskih 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. Ove promjene mogu se pojaviti ili tijekom fetalnog razvoja ili u stanicama tijela u različitim razdobljima života.

Obrasci

Postoji nekoliko različitih vrsta aneuploidije ovisno o broju kromosoma koji mogu biti suvišni ili nedostajati:

1. Trisomija: To 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 iz para. Na primjer, monosomija X (Turnerov sindrom) javlja se kada ženi nedostaje jedan od dva X kromosoma.
3. Poliploidija: To je prisutnost dodatnih setova kromosoma. Na primjer, triploidija znači imati tri seta kromosoma umjesto standardna 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: Ovo je prisutnost manjeg broja kromosoma nego što je normalno. Hipoploidija može uključivati manje od dva seta kromosoma.
6. Izokromija: To je stanje u kojem je jedan od kromosoma podijeljen na dva jednaka dijela s istim materijalnim sastavom.
7. Triploidija: To je prisutnost dodatnog seta kromosoma, što rezultira prisutnošću tri kopije svakog kromosoma u stanici.

Aneuploidija kromosoma skupine D odnosi se na prisutnost abnormalnog 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 (triploidija) ili odsutnost jednog od njih (monosomija) može biti oblik aneuploidije.

Aneuploidije mogu dovesti do raznih genetskih poremećaja i sindroma poput Downovog sindroma (trisomija 21, karakterizirana prisutnošću treće kopije kromosoma 21) ili Patauovog sindroma (trisomija 13) i drugih.

Međutim, aneuploidija na D kromosomima može imati različite posljedice ovisno o specifičnom kromosomskom poremećaju i organima koje zahvaća. Konzultacije s genetičarem ili specijalistom za genetske poremećaje potrebne su za postavljanje točne dijagnoze i razumijevanje mogućih posljedica aneuploidije, kao i za razvoj strategija liječenja i podrške.

Aneuploidija kromosoma skupine C znači da osoba ili organizam ima abnormalan broj kromosoma koji pripadaju kromosomima skupine C. Kromosomi skupine C obično znače kromosome srednje veličine. Normalan skup kromosoma za ljude uključuje 46 kromosoma koji su podijeljeni u 23 para. Kod aneuploidije, jedan od kromosoma u ovoj skupini može biti suvišan ili nedostajati, što može dovesti do raznih genetskih i medicinskih problema poput Downovog sindroma (trisomija 21) ili drugih genetskih abnormalnosti. Aneuploidije se mogu pojaviti zbog pogrešaka u procesu diobe stanica tijekom mitoze (za somatske stanice) ili mejoze (za zametne stanice).

Aneuploidija kromosoma skupine E odnosi se na abnormalnosti u broju kromosoma koji pripadaju skupini E u ljudskom kariotipu. Skupina E uključuje kromosome označene brojevima 4 i 5. Takve promjene mogu uključivati ili dodatne kopije kromosoma E (trisomija 4 ili 5) ili nedostatak kopija (monosomija 4 ili 5).

Primjeri aneuploidije na kromosomima skupine E:

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

Aneuploidija E kromosoma, kao i drugi oblici aneuploidije, može uzrokovati niz medicinskih stanja i sindroma, ovisno o prirodi i točnom mjestu promjena na kromosomima. Dijagnoza takvih stanja obično se postiže citogenetskim tehnikama i genetskom analizom.

Dijagnostika aneuploidija

Dijagnoza aneuploidije, promjena u broju kromosoma, provodi se raznim metodama i testovima. Evo nekih od najčešćih metoda za dijagnosticiranje aneuploidije:

1. Amniocenteza: Ovo je invazivni postupak u kojem se iglom uzima uzorak amnionske tekućine iz amnionskih ovojnica. Ovaj uzorak sadrži fetalne stanice koje se mogu citogenetski analizirati kako bi se utvrdila prisutnost aneuploidije.
2. Korionska biopsija (KB): Ovo je također invazivni postupak u kojem se uzima uzorak korionskih resica (tkiva posteljice) za citogenetsku analizu. Korionska biopsija može se obaviti ranije u trudnoći od amniocenteze.
3. Neinvazivni prenatalni test (NIPT): Ova metoda može otkriti prisutnost aneuploidije kao i drugih fetalnih genetskih abnormalnosti putem testa krvi majke. NIPT se obično provodi nakon 10. tjedna trudnoće i ima nisku stopu lažno pozitivnih rezultata.
4. Ultrazvuk: Ultrazvuk se može koristiti za otkrivanje nekih znakova aneuploidije, poput povećane debljine cervikalnih resica ili fizičkih značajki fetusa koje mogu pobuditi sumnju na abnormalnost.
5. Genetska analiza: Citogenetska analiza (proučavanje kromosoma) i molekularno-genetska analiza mogu se koristiti za točno određivanje prirode aneuploidije i utvrđivanje vrste kromosomskih promjena.

Izbor načina dijagnosticiranja aneuploidije može ovisiti o mnogim čimbenicima, uključujući gestacijsku dob, medicinska stanja, rizik od abnormalnosti i želje roditelja. Odluka o dijagnozi i odabiru metode obično se donosi u suradnji s ginekologom i genetičarem.

Diferencijalna dijagnoza

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

1. Poliploidija:

   • Definicija: Poliploidija znači imati dodatne setove potpunih setova kromosoma. Na primjer, poliploidni organizmi mogu imati dva, tri ili više potpunih setova kromosoma.
   • Primjeri: Primjeri poliploidnih organizama su neke biljke (npr. pšenica, bombardiranje) i neke životinjske vrste (npr. losos).
   • Implikacije: Poliploidija može biti stabilna, pa čak i pozitivna za preživljavanje organizma, jer dodatne kopije kromosoma mogu osigurati stabilnost i raznolikost vrsti.

2. Aneuploidija:

   • Definicija: Aneuploidija 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), Edwardsov sindrom (trisomija 18) i druge genetske sindrome 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 druga stanja.

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