stringtranslate.com

Робертсоновская транслокация

Робертсоновская транслокация. Короткие плечи хромосом (показаны справа) часто теряются.

Робертсоновская транслокация ( ROB ) — хромосомная аномалия , при которой все длинные плечи двух разных хромосом сливаются друг с другом. Это наиболее распространенная форма хромосомной транслокации у человека, поражающая 1 из каждых 1000 рожденных детей. [1] Обычно это не вызывает медицинских проблем, хотя у некоторых людей могут образовываться гаметы с неправильным количеством хромосом, что приводит к риску выкидыша. В редких случаях эта транслокация приводит к синдрому Дауна и синдрому Патау . [2] Робертсоновские транслокации приводят к уменьшению числа хромосом. Робертсоновское эволюционное слияние, которое, возможно, произошло у общего предка человека и других человекообразных обезьян , является причиной того, что люди имеют 46 хромосом, в то время как все другие приматы имеют 48. Детальные исследования ДНК шимпанзе , орангутанга , гориллы и обезьян бонобо установили, что Человеческая хромосома 2 присутствует в нашей ДНК у всех четырех человекообразных обезьян, она разделена на две отдельные хромосомы, обычно имеющие номера 2a и 2b. [3] [4] Точно так же тот факт, что лошади имеют 64 хромосомы, а ослов 62, и что они все еще могут иметь общее, хотя обычно бесплодное, потомство, [5] может быть связано с робертсоновским эволюционным слиянием в какой-то момент происхождения. современных ослов от их общего предка. [6]

Механизм

Плечи хромосом могут иметь разное соотношение длин. Робертсоновская транслокация происходит в парах акроцентрических хромосом (номер IIна изображении), где короткие плечи довольно короткие, но не очень короткие. A : Короткое плечо (p-плечо)
B : Центромера
C : Длинное плечо (q-плечо)
D : Сестринские хроматиды

Все хромосомы у животных имеют длинное плечо (известное как q ) и короткое плечо (известное как p ), разделенные участком, называемым центромерой . Робертсоновские транслокации могут возникать только между хромосомами, у которых центромера расположена очень близко к одному концу. Это означает, что у этих хромосом есть длинное плечо, которое особенно длинное, и короткое плечо, которое особенно короткое. Они известны как акроцентрические хромосомы. У человека есть пять таких акроцентрических хромосом: 13 , 14 , 15 , 21 и 22 . Когда эти хромосомы разрываются в своих центромерах , два образующихся длинных плеча могут сливаться. В результате образуется одна большая хромосома с метацентрической центромерой. Эта форма перегруппировки представляет собой робертсоновскую транслокацию. [ нужна цитата ]

Этот тип транслокации может включать гомологичные (парные) или негомологичные хромосомы. Из-за акроцентрической природы участвующих хромосом длинные плечи этих хромосом содержат большую часть генетического материала, содержащегося в исходных хромосомах. Короткие плечи также соединяются, образуя меньший реципрокный продукт, который обычно содержит только несущественные гены, также присутствующие в других частях генома, и обычно теряется в течение нескольких клеточных делений . Этот тип транслокации цитологически видим и может уменьшить количество хромосом (у человека с 23 до 22). Однако меньшая хромосома несет так мало важных генов, что ее потеря обычно клинически незначительна. [7] [8]

Последствия

У людей, когда робертсоновская транслокация соединяет длинное плечо хромосомы 21 с длинным плечом хромосом 14 или 15, гетерозиготный носитель является фенотипически нормальным, поскольку имеется две копии всех основных плеч хромосом и, следовательно, две копии всех основных генов. [9] Однако потомство этого носителя может унаследовать несбалансированную трисомию 21, вызывающую синдром Дауна . [10]

Робертсоновская транслокация в сбалансированной форме не приводит к избытку или дефициту генетического материала и не вызывает проблем со здоровьем. В несбалансированных формах робертсоновские транслокации вызывают хромосомные делеции или добавление и приводят к синдромам множественных пороков развития, включая трисомию 13 ( синдром Патау ) и трисомию 21 ( синдром Дауна ). Наиболее частые формы робертсоновских транслокаций происходят между хромосомами 13 и 14, 14 и 21, а также 14 и 15. [2]

Робертсоновская транслокация возникает, когда длинные плечи двух акроцентрических хромосом сливаются в центромере, а два коротких плеча теряются. Если, например, длинные плечи хромосом 13 и 14 сливаются, значительный генетический материал не теряется — и человек, несмотря на транслокацию, совершенно нормален. Обычные робертсоновские транслокации ограничиваются акроцентрическими хромосомами 13, 14, 15, 21 и 22, поскольку короткие плечи этих хромосом кодируют рРНК , которая присутствует во многих копиях. [11]

Большинство людей с робертсоновскими транслокациями имеют только 45 хромосом в каждой клетке, однако весь необходимый генетический материал присутствует, и они выглядят нормальными. Однако их дети могут быть либо нормальными, нести слитую хромосому (в зависимости от того, какая хромосома представлена ​​в гамете ), либо они могут унаследовать отсутствующее или очень длинное плечо акроцентрической хромосомы (нарушенный фенотип). Генетическое консультирование и генетическое тестирование предлагаются семьям, которые могут быть носителями хромосомных транслокаций. [12]

В редких случаях одна и та же транслокация может присутствовать гомозиготно, если у гетерозиготных родителей с той же робертсоновской транслокацией есть дети. В результате может появиться жизнеспособное потомство с 44 хромосомами. [13] Помимо людей, лошадь Пржевальского имеет 66 хромосом, в то время как у домашних лошадей и тарпана есть 64 хромосомы , а у ослов - 62; считается, что разница обусловлена ​​робертсоновской транслокацией. [6]

Номенклатура

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, как женская (XX), так и мужская (XY) версии двух половых хромосом , а также митохондриальный геном (внизу слева).

Международная система цитогеномной номенклатуры человека (ISCN) — это международный стандарт номенклатуры хромосом человека , который включает названия полос, символы и сокращенные термины, используемые при описании хромосом человека и хромосомных аномалий. Сокращения включают rob для робертсоновских транслокаций. [14] Например, rob(21;21)(q10;q10) вызывает синдром Дауна . [15]

Имя

Робертсоновские транслокации названы в честь американского зоолога и цитогенетика Уильяма Риса Бребнера Робертсона (1881–1941), который впервые описал робертсоновские транслокации у кузнечиков в 1916 году. [7] Их также называют транслокациями всего плеча или транслокациями центрического слияния . [16] [17]

Рекомендации

  1. ^ Э. Терман, Б. Сусман и К. Деннистон. Неслучайное участие акроцентрических хромосом человека в робертсоновских транслокациях. Анналы генетики человека 1989;53:49-65.
  2. ^ ab «Уникально: Группа поддержки редких хромосомных заболеваний» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 18 февраля 2019 г. Проверено 17 февраля 2019 г.
  3. ↑ Кьятанте Дж., Джаннуцци Дж., Калабрезе FM, Эйхлер Э.Э., Вентура М. (1 июля 2017 г.). «Предназначение центромеры в дицентрических хромосомах: новые идеи эволюции предковой центромерной области хромосомы 2 человека». Молекулярная биология и эволюция . 34 (7): 1669–1681. дои : 10.1093/molbev/msx108. ПМК 5722054 . ПМИД  28333343. 
  4. ^ Пратас Д., Силва Р.М., Пиньо А.Дж., Феррейра П.Дж. (18 мая 2015 г.). «Метод без выравнивания для поиска и визуализации перестроек между парами последовательностей ДНК». Научные отчеты . 5 (1): 1203. doi : 10.1038/srep10203. ПМЦ 4434998 . ПМИД  25984837. 
  5. ^ Более подробная информация в разделе «Мул и Хинни» .
  6. ^ аб Чоудхари BP (22 января 2013 г.). Геномика лошадей. Джон Уайли и сыновья. ISBN 9781118522127.
  7. ^ Аб Робертсон WRB. Хромосомные исследования. I. Таксономические отношения, проявленные в хромосомах Tettigidae и Acrididae . V-образные хромосомы и их значение у Acrididae, Locustidae и Gryllidae: хромосома и вариация. Дж. Морф 1916; 27: 179-331.
  8. ^ Хартвелл Л., Худ Л., Голдберг М., Рейнольдс А., Сильвер Л. (2011). Генетика От генов к геномам, 4e . Нью-Йорк: МакГроу-Хилл. стр. 443, 454. ISBN. 9780073525266.
  9. ^ Питер Дж. Рассел; Основная генетика 2003 г.
  10. ^ Плайасу V (сентябрь 2017 г.). «Синдром Дауна - генетика и кардиогенетика». Маедика . 12 (3): 208–213. ISSN  1841-9038. ПМК 5706761 . ПМИД  29218069. 
  11. ^ Гуаррачино А, Буонаиуто С, Потапова Т, Ри А, Корен С, Рубинштейн Б, Фишер С, Гертон Дж, Филлиппи А, Колонна В, Гаррисон Е (2022). «Рекомбинация между гетерологичными акроцентрическими хромосомами человека». биоRxiv . дои : 10.1101/2022.08.15.504037. hdl : 2117/393184 . S2CID  251647679.
  12. ^ Листы КБ, Криссман Б.Г., Файст CD, Селл С.Л., Джонсон Л.Р., Донахью К.К., Массер-Фрай Д., Брукшир Г.С., Карре AM, ЛаГрэйв Д., Брасингтон К.К. (октябрь 2011 г.). «Практические рекомендации по информированию о пренатальном или послеродовом диагнозе синдрома Дауна: Рекомендации Национального общества консультантов-генетиков». Журнал генетического консультирования . 20 (5): 432–441. дои : 10.1007/s10897-011-9375-8 . ISSN  1059-7700. PMID  21618060. S2CID  19308113.
  13. ^ Мартинес-Кастро П., Рамос MC, Рей Х.А., Бенитес Дж., Санчес Каскос А. (1984). «Гомозиготность по робертсоновской транслокации (13q14q) у трех потомков гетерозиготных родителей». Цитогенетический клеточный генетик . 38 (4): 310–2. дои : 10.1159/000132080. ПМИД  6510025.
  14. ^ «Символы ISCN и сокращенные термины» . Институт медицинских исследований Кориелла . Проверено 27 октября 2022 г.
  15. ^ Раджасекхар М., Рекхарао Р.М., Шетти Х., Гопинатх П.М., Сатьямурти К. (2010). «Цитогенетический анализ 1400 случаев направления: опыт манипулирования». Международный журнал генетики человека . Камла Радж Энтерпрайзис. 10 (1–3): 49–55. дои : 10.1080/09723757.2010.11886084. ISSN  0972-3757. S2CID  55971437.
  16. ^ Йип М (апрель 2014 г.). «Однородительская дисомия при робертсоновских транслокациях: стратегии тестирования однородительской дисомии». Трансляционная педиатрия . 3 (2): 9807–9107. doi : 10.3978/j.issn.2224-4336.2014.03.03. ISSN  2224-4344. ПМЦ 4729106 . ПМИД  26835328. 
  17. ^ Слиепчевич П. (1 мая 1998 г.). «Теломеры и механизмы Робертсоновского слияния». Хромосома . 107 (2): 136–140. дои : 10.1007/s004120050289. ISSN  1432-0886. PMID  9601982. S2CID  11712171.