Аутосома — это любая хромосома , которая не является половой хромосомой . [1] Члены пары аутосом в диплоидной клетке имеют одинаковую морфологию , в отличие от членов в аллосомных ( половых хромосомах ) парах, которые могут иметь различную структуру. ДНК в аутосомах совместно известна как atDNA или auDNA . [2]
Например, у людей диплоидный геном , который обычно содержит 22 пары аутосом и одну пару аллосом (всего 46 хромосом). Пары аутосом обозначены числами (1–22 у людей) примерно в порядке их размеров в парах оснований, в то время как аллосомы обозначены их буквами. [3] Напротив, пара аллосом состоит из двух X-хромосом у женщин или одной X и одной Y-хромосомы у мужчин. Известно, что необычные комбинации XYY , XXY , XXX , XXXX , XXXXX или XXYY , среди других нерегулярных комбинаций, встречаются и обычно вызывают аномалии развития.
Аутосомы все еще содержат гены половой детерминации, хотя они и не являются половыми хромосомами. Например, ген SRY на хромосоме Y кодирует фактор транскрипции TDF и жизненно важен для определения пола у самцов во время развития. TDF функционирует, активируя ген SOX9 на хромосоме 17 , поэтому мутации гена SOX9 могут привести к тому, что люди с обычной хромосомой Y будут развиваться как самки. [4]
Все аутосомы человека были идентифицированы и картированы путем извлечения хромосом из клетки, задержанной в метафазе или прометафазе , а затем окрашивания их определенным типом красителя (чаще всего, красителем Гимзы ). [5] Эти хромосомы обычно рассматриваются как кариограммы для простого сравнения. Клинические генетики могут сравнивать кариограмму человека с эталонной кариограммой, чтобы обнаружить цитогенетическую основу определенных фенотипов . Например, кариограмма человека с синдромом Патау покажет, что у него есть три копии хромосомы 13. Кариограммы и методы окрашивания могут обнаружить только крупномасштабные нарушения в хромосомах — хромосомные аберрации размером менее нескольких миллионов пар оснований, как правило, не видны на кариограмме. [6]
Аутосомно-генетические заболевания могут возникать по ряду причин, наиболее распространенными из которых являются нерасхождение в родительских половых клетках или менделевское наследование вредных аллелей от родителей. Аутосомно-генетические заболевания, которые демонстрируют менделевское наследование, могут наследоваться либо аутосомно -доминантным , либо рецессивным способом. [7] Эти заболевания проявляются и передаются обоими полами с одинаковой частотой. [7] [8] Аутосомно-доминантные заболевания часто присутствуют как у родителя, так и у ребенка, поскольку ребенку необходимо унаследовать только одну копию вредного аллеля, чтобы проявиться заболевание. Однако аутосомно-рецессивные заболевания требуют двух копий вредного аллеля , чтобы заболевание проявилось. Поскольку возможно обладание одной копией вредного аллеля без проявления фенотипа заболевания, у двух фенотипически нормальных родителей может родиться ребенок с заболеванием, если оба родителя являются носителями (также известными как гетерозиготы ) этого состояния.
Аутосомная анеуплоидия также может приводить к болезненным состояниям. Анеуплоидия аутосом плохо переносится и обычно приводит к выкидышу развивающегося плода. Плоды с анеуплоидией хромосом, богатых генами, например, хромосомы 1, никогда не доживают до срока, [9] а плоды с анеуплоидией хромосом, бедных генами, например, хромосомы 21 , все еще выкидываются в более чем 23% случаев. [10] Наличие одной копии аутосомы (известной как моносомия) почти всегда несовместимо с жизнью, хотя очень редко некоторые моносомии могут выжить после рождения. Однако наличие трех копий аутосомы (известной как трисомия) гораздо более совместимо с жизнью. Распространенным примером является синдром Дауна , который вызван наличием трех копий хромосомы 21 вместо обычных двух. [9]
Частичная анеуплоидия также может возникнуть в результате несбалансированных транслокаций во время мейоза. [11] Делеции части хромосомы вызывают частичные моносомии, в то время как дупликации могут вызывать частичные трисомии. Если дупликация или делеция достаточно велика, ее можно обнаружить, проанализировав кариограмму индивидуума. Аутосомные транслокации могут быть причиной ряда заболеваний, от рака до шизофрении . [12] [13] В отличие от нарушений одного гена, заболевания, вызванные анеуплоидией, являются результатом неправильной дозировки гена , а не нефункционального продукта гена. [14]