stringtranslate.com

Хромосомная транслокация

Хромосомная реципрокная транслокация 4-й и 20-й хромосомы .

В генетике транслокация хромосом — это явление, которое приводит к необычной перестройке хромосом. Сюда входят сбалансированные и несбалансированные транслокации двух основных типов: реципрокная и робертсоновская транслокация. Реципрокная транслокация — хромосомная аномалия , вызванная обменом частями между негомологичными хромосомами . Два отдельных фрагмента двух разных хромосом переключаются. Робертсоновская транслокация возникает, когда прикрепляются две негомологичные хромосомы. Это означает, что при наличии двух здоровых пар хромосом одна из каждой пары «слипается» и гомогенно смешивается. [1]

Слияние генов может возникнуть, когда транслокация объединяет два иначе разделенных гена. Выявляется по цитогенетике или кариотипу пораженных клеток . Транслокации могут быть сбалансированными (при равномерном обмене материала без лишней или недостающей генетической информации и в идеале с полной функциональностью) или несбалансированными (когда обмен хромосомным материалом неравномерен, что приводит к появлению дополнительных или отсутствующих генов ). [1] [2]

Реципрокные транслокации

Реципрокные транслокации обычно представляют собой обмен материалом между негомологичными хромосомами и встречаются примерно у 1 из 491 живорождений. [3] Такие транслокации обычно безвредны, поскольку не приводят к приобретению или потере генетического материала, хотя их можно обнаружить при пренатальной диагностике . Однако носители сбалансированных реципрокных транслокаций могут создавать гаметы с несбалансированными хромосомными транслокациями во время мейотической хромосомной сегрегации . Это может привести к бесплодию, выкидышам или появлению детей с отклонениями. Генетическое консультирование и генетическое тестирование часто предлагаются семьям, которые могут быть носителями транслокации. Большинство носителей сбалансированной транслокации здоровы и не имеют никаких симптомов.

Важно различать хромосомные транслокации, которые происходят в зародышевых клетках из-за ошибок в мейозе (т.е. во время гаметогенеза ), и те, которые происходят в соматических клетках из-за ошибок в митозе . Первое приводит к хромосомной аномалии, присутствующей во всех клетках потомства, как и у носителей транслокации. Соматические транслокации, с другой стороны, приводят к аномалиям, проявляющимся только в пораженной клетке и ее предшественниках, как при хроническом миелогенном лейкозе с транслокацией филадельфийской хромосомы .

Нереципрокная транслокация

Нереципрокная транслокация предполагает односторонний перенос генов с одной хромосомы на другую негомологичную хромосому. [4]

Робертсоновские транслокации

Робертсоновская транслокация — это тип транслокации, вызванный разрывами центромер двух акроцентрических хромосом или вблизи них. Взаимный обмен частями приводит к образованию одной большой метацентрической хромосомы и одной чрезвычайно маленькой хромосомы, которые могут быть потеряны из организма с небольшим эффектом, поскольку содержат мало генов. В результате кариотипа у человека остается всего 45 хромосом, так как две хромосомы слились воедино. [5] Это не оказывает прямого влияния на фенотип, поскольку единственные гены на коротких плечах акроцентриков являются общими для всех них и присутствуют в вариабельном количестве копий (гены ядрышковых организаторов).

Робертсоновские транслокации наблюдались с участием всех комбинаций акроцентрических хромосом. Наиболее распространенная транслокация у человека затрагивает хромосомы 13 и 14 и наблюдается примерно у 0,97/1000 новорожденных. [6] Носители робертсоновских транслокаций не связаны с какими-либо фенотипическими отклонениями, но существует риск несбалансированных гамет, которые приводят к выкидышам или аномальному потомству. Например, носители робертсоновских транслокаций, затрагивающих 21 хромосому, имеют более высокий риск рождения ребенка с синдромом Дауна . Это известно как «транслокация Дауна». Это происходит из-за неправильного разделения ( нерасхождения ) во время гаметогенеза. У матери риск передачи инфекции выше (10%), чем у отца (1%). Робертсоновские транслокации, затрагивающие хромосому 14, также несут небольшой риск однородительской дисомии 14 из-за спасения трисомии .

Роль в болезни

Некоторые заболевания человека, вызванные транслокациями:

Хромосомные транслокации между половыми хромосомами также могут приводить к ряду генетических заболеваний, таких как

По хромосоме

Обзор некоторых хромосомных транслокаций, участвующих в различных видах рака, а также в некоторых других состояниях, например, шизофрении, [8] с хромосомами, расположенными в стандартном порядке кариограммы . Сокращения:
ОЛЛ – Острый лимфобластный лейкоз
ОМЛ – Острый миелоидный лейкоз
ХМЛ – Хронический миелогенный лейкоз
DFSP – Выбухающая дерматофибросаркома
Кариотип человека с аннотированными полосами и подполосами, используемыми для номенклатуры хромосомных аномалий. На нем показаны темные и белые области, как видно на полосах G. Каждый ряд вертикально выровнен на уровне центромеры . На нем показаны 22 гомологичные пары аутосомных хромосом, а также женская (XX) и мужская (XY) версии двух половых хромосом .

Обозначение

Международная система цитогенетической номенклатуры человека (ISCN) используется для обозначения транслокации между хромосомами . [9] Обозначение t(A;B)(p1;q2) используется для обозначения транслокации между хромосомой A и хромосомой B. Информация во втором наборе круглых скобок, если она дана, дает точное расположение хромосом внутри хромосомы. A и B соответственно — где p указывает на короткое плечо хромосомы, q указывает на длинное плечо, а цифры после p или q относятся к областям, полосам и поддиапазонам, видимым при окрашивании хромосомы красящим красителем . [10] См. также определение генетического локуса .

Транслокация — это механизм, который может заставить ген перемещаться из одной группы сцепления в другую.

Примеры транслокаций в хромосомах человека

История

В 1938 году Карл Сакс из биологических лабораторий Гарвардского университета опубликовал статью под названием «Хромосомные аберрации, вызванные рентгеновскими лучами», в которой продемонстрировал, что радиация может вызывать серьезные генетические изменения, воздействуя на хромосомные транслокации. Считается, что эта статья положила начало развитию радиационной цитологии и позволила ему называться «отцом радиационной цитологии».

Восстановление двухцепочечного разрыва ДНК

Исходным событием образования транслокации обычно является двухцепочечный разрыв хромосомной ДНК . [16] Типом репарации ДНК, который играет важную роль в создании хромосомных транслокаций, является негомологичный путь соединения концов. [16] [17] Когда этот путь функционирует правильно, он восстанавливает двухцепочечный разрыв ДНК, повторно соединяя первоначально разорванные концы, но когда он действует неправильно, он может неправильно соединять концы, что приводит к геномным перестройкам, включая транслокации. Чтобы произошло незаконное соединение разорванных концов, ДНК партнеров по обмену должны быть физически близки друг к другу в трехмерном геноме . [18]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ ab «EuroGentest: Хромосомные транслокации». www.eurogentest.org . Архивировано из оригинала 24 января 2018 года . Проверено 29 марта 2019 г.
  2. ^ «Могут ли изменения в структуре хромосом повлиять на здоровье и развитие?». Домашний справочник по генетике . Национальная медицинская библиотека . Проверено 15 июля 2020 г.
  3. ^ Милунски, Обри; Милунски, Джефф М. (2015). Генетические нарушения и плод: диагностика, профилактика и лечение (7-е изд.). Хобокен: Джон Уайли и сыновья. п. 179. ИСБН 978-1-118-98152-8. Проверено 15 июля 2020 г.
  4. ^ «Транслокация». Школы Кармель Клэй. Архивировано из оригинала 1 декабря 2017 года . Проверено 2 марта 2009 г.
  5. ^ Хартвелл, Леланд Х. (2011). Генетика: от генов к геномам . Нью-Йорк: МакГроу-Хилл. п. 443. ИСБН 978-0-07-352526-6.
  6. ^ Э. Антон; Дж. Бланко; Дж. Эгоскью; Ф. Видаль (29 апреля 2004 г.). «Исследование FISH спермы у семи мужчин-носителей робертсоновской транслокации t (13; 14) (q10; q10)». Репродукция человека . 19 (6): 1345–1351. дои : 10.1093/humrep/deh232 . ISSN  1460-2350. ПМИД  15117905.
  7. ^ «Причины». nhs.uk. _ Архивировано из оригинала 4 июня 2017 года . Проверено 16 сентября 2023 г.
  8. ^ ab Semple CA, Девон Р.С., Ле Хеллард С., Porteous DJ (апрель 2001 г.). «Идентификация генов из области разрыва транслокации, связанной с шизофренией». Геномика . 73 (1): 123–6. дои : 10.1006/geno.2001.6516. ПМИД  11352574.
  9. ^ Шаффер, Лиза. (2005) Международная система цитогенетической номенклатуры человека S. Karger AG ISBN 978-3-8055-8019-9 
  10. ^ «Характеристика групп хромосом: Кариотипирование». rerf.jp. _ Фонд исследования радиационных эффектов . Проверено 30 июня 2014 г.
  11. ^ abcd Ли JY, Гайяр Ф., Моро А. и др. (май 1999 г.). «Обнаружение транслокации t (11; 14) (q13; q32) в мантийно-клеточной лимфоме методом флуоресцентной гибридизации in situ». Являюсь. Дж. Патол . 154 (5): 1449–52. дои : 10.1016/S0002-9440(10)65399-0. ПМК 1866594 . ПМИД  10329598. 
  12. ^ abcde Burtis, Карл А.; Эшвуд, Эдвард Р.; Брунс, Дэвид Э. (16 декабря 2011 г.). «44. Злокачественные кроветворные новообразования». Учебник Титца по клинической химии и молекулярной диагностике . Elsevier Науки о здоровье. стр. 1371–1396. ISBN 978-1-4557-5942-2. Проверено 5 ноября 2012 г.
  13. ^ abcdef Кумар, Винай; Аббас, Абул К.; Фаусто, Нельсон; Митчелл, Ричард Шеппард (2007). «Глава 20: Эндокринная система». Основная патология Роббинса (8-е изд.). Филадельфия: Сондерс. ISBN 978-1-4160-2973-1.
  14. ^ аб Курцрок Р., Кантарджян Х.М., Друкер Б.Дж., Талпаз М. (май 2003 г.). «Лейкозы с положительной филадельфийской хромосомой: от основных механизмов к молекулярной терапии». Анна. Стажер. Мед . 138 (10): 819–30. дои : 10.7326/0003-4819-138-10-200305200-00010. PMID  12755554. S2CID  25865321.
  15. ^ аб Кумар, Винай; Аббас, Абул К.; Фаусто, Нельсон; Митчелл, Ричард Шеппард (2007). Основная патология Роббинса (8-е изд.). Филадельфия: Сондерс. п. 626. ИСБН 978-1-4160-2973-1.
  16. ^ аб Агарвал, С.; Тафель, А.А.; Канаар, Р. (2006). «Репарация двухцепочечных разрывов ДНК и хромосомные транслокации». Восстановление ДНК . 5 (9–10): 1075–1081. doi :10.1016/j.dnarep.2006.05.029. ПМИД  16798112.
  17. ^ Боландер, СК; Какадия, Премьер-министр (2015). «Репарация ДНК и хромосомные транслокации». Хромосомная нестабильность в раковых клетках . Последние результаты исследований рака. Том. 200. стр. 1–37. дои : 10.1007/978-3-319-20291-4_1. ISBN 978-3-319-20290-7. ПМИД  26376870. {{cite book}}: |journal=игнорируется ( помощь )
  18. ^ Роча, ПП; Шомей, Ж.; Скок, Дж. А. (2013). «Молекулярная биология. Поиск подходящего партнера в трехмерном геноме». Наука . 342 (6164): 1333–1334. дои : 10.1126/science.1246106. ПМЦ 3961821 . ПМИД  24337287. 

Внешние ссылки