اختلال کروموزومی

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد

اختلال کروموزومی یا ناهنجاری کروموزومی، (به انگلیسی: Chromosome abnormality) عبارت‌است از حذف، اضافه‌شدن یا بی‌نظمی در دی‌ان‌ای موجود در ساختمان کروموزوم‌ها.[۱] این موارد می‌توانند به صورت ناهنجاری عددی که تعداد غیرمعمولی کروموزوم وجود دارد، یا به‌عنوان ناهنجاری ساختاری، که طی آن یک یا چند کروموزوم منفرد تغییر می‌کنند، رخ دهد. اصطلاح جهش کروموزومی، قبلاً به معنای دقیق به معنای تغییر در یک بخش کروموزومی بود که بیش از یک ژن را درگیر می‌کرد. ناهنجاری‌های کروموزومی معمولاً زمانی اتفاق می‌افتند که هنگام میوز یا میتوز، خطایی در تقسیم سلولی ایجاد شود. با مقایسهٔ کاریوتایپ (مجموعه کاملی از کروموزوم‌ها) با کاریوتایپ معمولی از طریق آزمایش ژنتیک، ممکن است ناهنجاری‌های کروموزومی شناسایی یا تأیید شوند.

ناهنجاری عددی[ویرایش]

کاریوتیپ فردی با سندرم تریزومی ۲۱ که وجود سه نسخه از کروموزوم ۲۱ را نشان می‌دهد.

تعداد غیرطبیعی کروموزوم در سلول‌ها آنیوپلوئیدی نامیده می‌شود و هنگامی اتفاق می‌افتد که فردی یا فاقد یک کروموزوم از یک جفت باشد (که منجر به مونوزومی شود) یا دارای بیش از دو کروموزوم از یک جفت (تریزومی، تترازومی و غیره) باشد.[۲] آنیوپلوئیدی می‌تواند کامل باشد و شامل یک کروموزوم کامل از دست رفته یا اضافه شده باشد یا این‌که آنیوپلوئیدی، جزئی و محدود باشد که فقط بخشی از کروموزوم از بین رفته یا اضافه شده‌است. آنیوپلوئیدی می‌تواند هم در کروموزوم‌های جنسی و هم در اتوزوم‌ها ایجاد شود.

نمونه‌ای از تریزومی در انسان، نشانگان داون است که نوعی اختلال در رشد است که در اثر وجود یک نسخهٔ اضافی از کروموزوم ۲۱ انسان ایجاد می‌شود؛ بنابراین به این اختلال تریزومی ۲۱ نیز گفته می‌شود.[۳]

نمونه‌ای از مونوزومی نیز در انسان نشانگان ترنر است که فرد فقط با یک کروموزوم جنسی ایکس متولد می‌شود.[۴]

آنیوپلوئیدی اسپرم[ویرایش]

قرار گرفتن مردان در معرض خطرات خاصی از سبک زندگی، محیطی یا شغلی ممکن است خطر بروز اسپرم آنیوپلوئید را افزایش دهد.[۵] به‌طور خاص، خطر آنیوپلوئیدی با استعمال دخانیات[۶][۷] و قرار گرفتن در معرض بنزن،[۸] حشره‌کش‌ها،[۹][۱۰] و ترکیبات پرفلورین افزایش می‌یابد.[۱۱] افزایش آنیوپلوئیدی غالباً با افزایش آسیب دی‌ان‌ای در اسپرم همراه است.

ناهنجاری‌های ساختاری[ویرایش]

سه جهش عمدهٔ تک‌کروموزومی: حذف (۱)، مضاعف شدن (۲) و وارونگی (۳).
دو جهش عمدهٔ دوکروموزومی: درج (۱) و جابجایی (۲).

اختلال در ساختار کروموزوم می‌تواند به اشکال مختلفی انجام شود:[۱۲]

سندرم‌های ناپایداری کروموزومی گروهی از اختلالات هستند که باعث بی‌ثباتی و شکستگی کروموزوم‌ها می‌شوند. این سندروم‌ها اغلب منجر به افزایش احتمال و شانس ابتلا به انواع خاصی از بدخیمی می‌شوند.

وراثت[ویرایش]

بیشتر ناهنجاری‌های کروموزومی به صورت تصادفی در سلول تخمک یا اسپرم اتفاق می‌افتند؛ بنابراین ناهنجاری ایجاد شده در همگی سلول‌های بدن وجود دارد. برخی از ناهنجاری‌ها ممکن است بعد از بارداری اتفاق بیفتند، و در نتیجه، منجر به وقوع پدیدهٔ موزاییک ژنتیکی شوند (پدیده‌ای که بعضی سلول‌ها ناهنجاری دارند و بعضی دیگر آن را ندارند). ناهنجاری‌های کروموزومی می‌تواند از والدین، به فرزند ارث برسد یا جدید (de novo) باشد. به همین دلیل است که مطالعات کروموزومی اغلب بر روی والدین انجام می‌شود (زمانی که کودک دارای ناهنجاری است). اگر والدین این ناهنجاری را نداشته باشند، ناهنجاری در ابتدا به ارث نرسیده‌است اما ممکن است به نسل‌های بعدی منتقل شود.

ناهنجاری‌های کروموزومی اکتسابی[ویرایش]

بیشتر سرطان‌ها و احتمالاً همگی آن‌ها می‌توانند باعث ناهنجاری‌های کروموزومی شوند،[۱۳] یا با تشکیل ژن‌های ترکیبی و پروتئین‌های همجوشی، از بین بردن تنظیم ژن‌ها و بیان بیش از حد پروتئین‌ها، یا از بین رفتن ژن‌های سرکوب کننده تومور شوند. (برای اطلاعات بیشتر به "بانک اطلاعاتی Mitelman"[۱۴] و "اطلس ژنتیک و سیتوژنتیک در آنکولوژی و خون‌شناسی مراجعه کنید)[۱۵] به‌علاوه، برخی از ناهنجاری‌های کروموزومی سازگار می‌توانند سلول‌های طبیعی را از طریق جابجایی ژن‌ها به سلول سرطانی تبدیل کرده و منجر به بیان نامناسب ژن‌ها در این سلول‌ها شوند.[۱۶]

آسیب دی‌ان‌ای طی اسپرماتوژنز[ویرایش]

در طول میتوز و میوز و تقسیمات سلولی در پستانداران، فرایند بازسازی دی‌ان‌ای در از بین بردن آسیب‌های وارد شده به دی‌ان‌ای مؤثر است.[۱۷] با این حال، در اسپرماتوژنز توانایی ترمیم آسیب‌های دی‌ان‌ای در قسمت آخر فرایند اسپرماتوژنز، به‌طور قابل توجهی کاهش می‌یابد زیرا اسپرماتیدهای هاپلوئید تحت بازسازی عمده کروماتین هسته‌اای، به هستهٔ اسپرم بسیار فشرده قرار می‌گیرند.[۱۸] چند هفتهٔ آخر رشد اسپرم قبل از لقاح، اسپرم‌ها بسیار مستعد آسیب DNA هستند. این آسیب‌ها می‌توانند بدون ترمیم به تخمک منتقل شوند.

ملفالان یک ماده آلکیل کننده دو کاره است که اغلب در شیمی درمانی استفاده می‌شود. صدمات DNA بین رشته‌ای میوز ناشی از ملفالان می‌تواند از ترمیم بگریزد و باعث اختلال کروموزومی در زیگوت شود.[۱۸] بنابراین به نظر می‌رسد ترمیم DNA قبل و بعد از لقاح در جلوگیری از ناهنجاری‌های کروموزوم و اطمینان از یک‌پارچگی ژنوم بسیار مهم است.

روش‌های تشخیصی[ویرایش]

بسته به اطلاعات و موارد مورد نیاز، تکنیک‌ها و نمونه‌برداری‌های مختلفی قابل انجام است.

جستارهای وابسته[ویرایش]

پانویس[ویرایش]

  1. NHGRI. 2006. Chromosome Abnormalities بایگانی‌شده در ۲۰۰۶-۰۹-۲۵ توسط Wayback Machine
  2. "Numerical Abnormalities: Overview of Trisomies and Monosomies - Health Encyclopedia - University of Rochester Medical Center". www.urmc.rochester.edu. Retrieved 2020-11-17.
  3. Patterson, David (2009-07-01). "Molecular genetic analysis of Down syndrome". Human Genetics (به انگلیسی). 126 (1): 195–214. doi:10.1007/s00439-009-0696-8. ISSN 1432-1203.
  4. "Turner Syndrome". National Institute of Child Health and Human Development (به انگلیسی). Retrieved 2020-11-17.
  5. Templado C, Uroz L, Estop A (2013). "New insights on the origin and relevance of aneuploidy in human spermatozoa". Mol. Hum. Reprod. 19 (10): 634–43. doi:10.1093/molehr/gat039. PMID 23720770.
  6. Shi Q, Ko E, Barclay L, Hoang T, Rademaker A, Martin R (2001). "Cigarette smoking and aneuploidy in human sperm". Mol. Reprod. Dev. 59 (4): 417–21. doi:10.1002/mrd.1048. PMID 11468778.
  7. Rubes J, Lowe X, Moore D, Perreault S, Slott V, Evenson D, Selevan SG, Wyrobek AJ (1998). "Smoking cigarettes is associated with increased sperm disomy in teenage men". Fertil. Steril. 70 (4): 715–23. doi:10.1016/S0015-0282(98)00261-1. PMID 9797104.
  8. Xing C, Marchetti F, Li G, Weldon RH, Kurtovich E, Young S, Schmid TE, Zhang L, Rappaport S, Waidyanatha S, Wyrobek AJ, Eskenazi B (2010). "Benzene exposure near the U.S. permissible limit is associated with sperm aneuploidy". Environ. Health Perspect. 118 (6): 833–9. doi:10.1289/ehp.0901531. PMC 2898861. PMID 20418200.
  9. Xia Y, Bian Q, Xu L, Cheng S, Song L, Liu J, Wu W, Wang S, Wang X (2004). "Genotoxic effects on human spermatozoa among pesticide factory workers exposed to fenvalerate". Toxicology. 203 (1–3): 49–60. doi:10.1016/j.tox.2004.05.018. PMID 15363581.
  10. Xia Y, Cheng S, Bian Q, Xu L, Collins MD, Chang HC, Song L, Liu J, Wang S, Wang X (2005). "Genotoxic effects on spermatozoa of carbaryl-exposed workers". Toxicol. Sci. 85 (1): 615–23. doi:10.1093/toxsci/kfi066. PMID 15615886.
  11. Governini L, Guerranti C, De Leo V, Boschi L, Luddi A, Gori M, Orvieto R, Piomboni P (2014). "Chromosomal aneuploidies and DNA fragmentation of human spermatozoa from patients exposed to perfluorinated compounds". Andrologia. 47 (9): 1012–9. doi:10.1111/and.12371. PMID 25382683.
  12. "Chromosome Abnormalities". atlasgeneticsoncology.org. Archived from the original on 14 August 2006. Retrieved 9 May 2018.
  13. "Chromosomes, Leukemias, Solid Tumors, Hereditary Cancers". atlasgeneticsoncology.org. Archived from the original on 28 January 2015. Retrieved 9 May 2018.
  14. "Mitelman Database of Chromosome Aberrations and Gene Fusions in Cancer". Archived from the original on 2016-05-29.
  15. "Atlas of Genetics and Cytogenetics in Oncology and Haematology". atlasgeneticsoncology.org. Archived from the original on 2011-02-23.
  16. Chaganti, R. S.; Nanjangud, G.; Schmidt, H.; Teruya-Feldstein, J. (October 2000). "Recurring chromosomal abnormalities in non-Hodgkin's lymphoma: biologic and clinical significance". Seminars in Hematology. 37 (4): 396–411. doi:10.1016/s0037-1963(00)90019-2. ISSN 0037-1963. PMID 11071361.
  17. Baarends WM, van der Laan R, Grootegoed JA (2001). "DNA repair mechanisms and gametogenesis". Reproduction. 121 (1): 31–9. doi:10.1530/reprod/121.1.31. PMID 11226027.
  18. ۱۸٫۰ ۱۸٫۱ Marchetti F, Bishop J, Gingerich J, Wyrobek AJ (2015). "Meiotic interstrand DNA damage escapes paternal repair and causes chromosomal aberrations in the zygote by maternal misrepair". Sci Rep. 5: 7689. doi:10.1038/srep07689. PMC 4286742. PMID 25567288.

منابع[ویرایش]