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 višak kopije 21. kromosoma, što rezultira različitim fizičkim i mentalnim nedostacima.
2. Edwardsov sindrom (trisomija 18): Ovo stanje povezano je s dodatnom kopijom 18. kromosoma i često dovodi do ozbiljnih zdravstvenih problema.
3. Pato sindrom (trisomija X): Žene s ovim sindromom imaju dodatnu kopiju X kromosoma, što može uzrokovati fizičke i mentalne nedostatke.
4. Klinefelterov sindrom (XXY): Muškarci s ovim sindromom imaju dodatnu kopiju X kromosoma, što može uzrokovati razne fizičke i psihičke 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 grešaka u procesima mejoze (spolna dioba stanica) ili mitoze (atipična dioba stanica). Može dovesti do ozbiljnih medicinskih posljedica i često zahtijeva medicinski nadzor i intervenciju.

Aneuploidija i mutacija dva su 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 viška ili nedostatka kromosoma.
   • Uzrok: Aneuploidija obično nije rezultat točkastih mutacija (supstitucija, umetanja ili brisanja u nukleotidima), već je prije posljedica grešaka u mejozi ili mitozi tijekom stanične diobe.

2. Mutacija:

   • Definicija: Mutacija je promjena u nukleotidnom slijedu DNK koja može uključivati ​​supstitucije, umetanja, brisanja i druge promjene u genetskim informacijama.
   • Uzrok: Mutacije se mogu pojaviti zbog niza čimbenika, uključujući nasumične pogreške tijekom kopiranja DNK, kemijske ili fizičke mutagene, izloženost zračenju i druge čimbenike.

Razlike:

• Aneuploidija uključuje promjenu broja kromosoma, dok mutacija uključuje promjenu specifičnog niza nukleotida u genomu.
• Aneuploidija obično uključuje promjene koje uključuju veliki broj gena, budući da zahvaća cijeli kromosom ili čak više kromosoma. Mutacija može utjecati na jedan ili više gena.
• Aneuploidija može uzrokovati nekoliko medicinskih problema odjednom jer mijenja način rada mnogih gena. Mutacije mogu biti ili neutralne ili štetne, ovisno o njihovom mjestu i posljedicama na funkciju gena.

Iako različite, neke vrste aneuploidije mogu biti uzrokovane mutacijama gena odgovornih za procese vezane uz diobu stanica ili kromosoma, 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 na jednom ili nekoliko kromosoma.

Primjeri genomskih aneuploidija uključuju:

1. Poliploidija: Ovo je stanje u kojem stanice ili organizmi imaju dodatne skupove 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 skupova iste vrste (npr. dva seta kromosoma iste vrste).
3. Aloploidija: U ovom slučaju, dodatni setovi kromosoma pripadaju različitim vrstama ili podvrstama.

Genomske aneuploidije mogu biti posljedica grešaka u mejozi (spolna stanična dioba) ili abnormalnosti u staničnoj deleciji. Mogu imati ozbiljne posljedice na razvoj i život organizma, a često su povezani s raznim 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 viška kromosoma (trisomija) ili nedostatkom kromosoma (monosomija) u stanicama. Neki od najpoznatijih sindroma aneuploidije uključuju:

1. Daunov sindrom (trisomija 21): Ovaj sindrom je uzrokovan viškom kopije 21. kromosoma. Simptomi uključuju mentalnu retardaciju, fizičke značajke (kao što je naborano lice), povećani rizik od srčanih bolesti i druge zdravstvene probleme.
2. Edwardsov sindrom (trisomija 18): Ovaj sindrom je uzrokovan prisutnošću dodatne kopije 18. kromosoma. Prate ga teška tjelesna i mentalna oštećenja i medicinski problemi koji mogu ozbiljno ograničiti životni vijek.
3. Patauov sindrom (trisomija 13): Ovaj sindrom je uzrokovan prisutnošću dodatne kopije 13. kromosoma. Karakteriziraju ga i teški tjelesni i psihički nedostaci te skraćeni životni vijek.
4. Klinefelterov sindrom (XXY): Ovaj sindrom je povezan 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 je povezan s nedostatkom jednog od X kromosoma kod žena (X0). Simptomi mogu uključivati ​​nizak rast, abnormalni razvoj genitalija i druge zdravstvene probleme.

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

Uzroci aneuploidije

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 dioba spolne stanice koja proizvodi gamete (jajne stanice i spermij). Pogreške u procesima mejoze mogu dovesti do nepravilnog odvajanja kromosoma, što može uzrokovati aneuploidiju u spolnim stanicama.
2. Pogreške u mitosis: Mitoza je vrsta stanične diobe koja proizvodi somatske stanice (ne spolne stanice). Pogreške u mitozi mogu uzrokovati promjenu broja kromosoma u stanicama organizma.
3. Ekološki Izlaganje: Neke kemikalije, zračenje i drugi čimbenici okoliša mogu povećati rizik od aneuploidije.
4. Genetske mutacije: Prisutnost genetskih mutacija ili nasljednih čimbenika može pridonijeti aneuploidiji.
5. Sindromi i nasljedne bolesti: Neki genetski sindromi kao što su Downov sindrom, Edwardsov sindrom i drugi povezani su s određenim vrstama aneuploidije.
6. Dob majke: Žene nakon 35. godine života imaju povećan rizik od aneuploidije u novorođenčadi, osobito 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 uzrokovati različita medicinska stanja. Rizik od aneuploidije može se smanjiti genetskim savjetovanjem, redovitim medicinskim pretragama i zdravim načinom života.

Patogeneza

Evo nekih mehanizama koji mogu dovesti do aneuploidije:

1. Pogreške u mejozi: Mejoza je proces diobe spolnih stanica koji proizvodi gamete (jajne stanice i spermij). Pogreške u mejozi, kao što je nepravilno odvajanje kromosoma tijekom mejotske diobe I ili II, mogu rezultirati stvaranjem gameta s pogrešnim brojem kromosoma.
2. Pogreške u mitosis: 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 da je izgubi.
3. Nedisjunkcija: Nedisjunkcija je netočno razdvajanje kromosoma tijekom stanične diobe. Može se pojaviti u mejozi ili mitozi. Na primjer, ako se kromosomi ne dijele ravnomjerno između stanica kćeri, to može dovesti do aneuploidije.
4. Mehanički abnormalnosti: Mehaničke abnormalnosti tijekom stanične diobe, kao što su abnormalnosti kromosomske spirale ili strukturne abnormalnosti kromosoma, mogu uzrokovati pogreške u odvajanju kromosoma i dovesti do aneuploidije.
5. Ekološki Izlaganje: Neke kemikalije, zračenje i drugi čimbenici iz okoliša mogu povećati rizik od aneuploidije utječući na stanične procese.
6. Mitotic 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 različiti, a njihova točna priroda može ovisiti o specifičnim okolnostima i vrsti aneuploidije. Te se promjene mogu dogoditi ili tijekom fetalnog razvoja ili u stanicama tijela u različitim razdobljima života.

Obrasci

Postoji nekoliko različitih tipova aneuploidije ovisno o broju kromosoma koji mogu biti višak ili nedostajati:

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 u paru. Na primjer, monosomija X (Turnerov sindrom) javlja se kada ženi nedostaje jedan od dva X kromosoma.
3. Poliploidija: Ovo je prisutnost dodatnih skupova kromosoma. Na primjer, triploidija znači imati tri seta kromosoma umjesto standardna dva.
4. Diploidija s genetskim promjenama: U nekim slučajevima može doći do promjena unutar kromosoma ili do 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 jedan od kromosoma je podijeljen na dva jednaka dijela s istim materijalnim sastavom.
7. Triploidija: To je prisutnost dodatnog skupa kromosoma, što rezultira prisutnošću tri kopije svakog kromosoma u stanici.

Kromosomska aneuploidija skupine D odnosi se na prisutnost abnormalnog broja kromosoma u stanicama organizma, a ova je aneuploidija povezana s kromosomima koji pripadaju skupini D (obično kromosomi 13, 14, 15, 21 i 22). Na primjer, prisutnost dodatne kopije jednog od tih kromosoma (triploidija) ili odsutnost jednog od njih (monosomija) može biti oblik aneuploidije.

Aneuploidije mogu dovesti do različitih genetskih poremećaja i sindroma kao što su Downov sindrom (trisomija 21, karakteriziran prisutnošću treće kopije kromosoma 21) ili Patau (trisomija 13) i drugi.

Međutim, aneuploidija na D kromosomima može imati različite posljedice ovisno o specifičnom kromosomskom poremećaju i organima koje zahvaća. Konzultacija s genetičarom ili stručnjakom za genetske poremećaje neophodna je za postavljanje točne dijagnoze i razumijevanje mogućih posljedica aneuploidije, kao i za razvoj strategije liječenja i podrške.

Aneuploidija kromosoma skupine C znači da osoba ili organizam ima abnormalan broj kromosoma koji pripadaju skupini C kromosoma. Kromosomi skupine C obično označavaju kromosome srednje veličine. Normalan set kromosoma za ljude uključuje 46 kromosoma koji su podijeljeni u 23 para. Kod aneuploidije, jedan od kromosoma u ovoj skupini može biti višak ili nedostajati, što može dovesti do raznih genetskih i medicinskih problema kao što je Downov sindrom (trisomija 21) ili drugih genetskih abnormalnosti. Aneuploidije mogu nastati zbog grešaka u procesu stanične diobe 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. Grupa E uključuje kromosome označene brojevima 4 i 5. Takve promjene mogu uključivati ​​dodatne kopije E kromosoma (trisomija 4 ili 5) ili ih nema (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 kod trisomije 4, trisomija 5 povezana je s prisutnošću dodatne kopije 5. kromosoma. Ovo stanje može uzrokovati zdravstvene 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. To je također rijetko stanje i može imati različite medicinske posljedice.

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

Dijagnostika aneuploidije

Dijagnostika aneuploidije, promjene u broju kromosoma, provodi se različitim metodama i testovima. Ovdje su neke 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. Biopsija koriona (CB): Ovo je također invazivna procedura u kojoj se uzima uzorak korionskih resica (posteljičnog tkiva) za citogenetsku analizu. Biopsija koriona može se učiniti ranije u trudnoći nego amniocenteza.
3. Neinvazivno prenatalno testiranje (NIPT): Ova metoda može otkriti prisutnost aneuploidije kao i drugih fetalnih genetskih abnormalnosti putem testa krvi majke. NIPT se obično izvodi nakon 10. tjedna trudnoće i ima nisku stopu lažno pozitivnih.
4. Ultrazvuk: Ultrazvuk se može koristiti za otkrivanje nekih znakova aneuploidije, kao što su povećana debljina cervikalnih resica ili fizičke značajke fetusa koje mogu pobuditi sumnju na abnormalnost.
5. Genetski analiza: Citogenetička analiza (proučavanje kromosoma) i molekularna genetička analiza mogu se koristiti za točno određivanje prirode aneuploidije i utvrđivanje vrste kromosomskih promjena.

Odabir načina dijagnosticiranja aneuploidije može ovisiti o mnogim čimbenicima, uključujući gestacijsku dob, medicinska stanja, rizik od abnormalnosti i želje roditelja. Odluka o dijagnostici i izboru metode obično se donosi u suradnji s ginekologom i genetičarom.

Diferencijalna dijagnoza

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

1. Poliploidija:

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

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 skupove potpunih skupova kromosoma, dok aneuploidija uključuje promjenu broja kromosoma u stanicama ili organizmima, ali bez kompletnih skupova dodatnih kromosoma.