Mutasi kromosom

Ada dua tipe utama mutasi kromosom: mutasi kromosom numerik dan mutasi kromosom struktural. Pada gilirannya, mutasi numerik dibagi menjadi aneuploidi, ketika mutasi diekspresikan dalam kehilangan atau munculnya satu atau lebih kromosom tambahan, dan poliploidi, ketika jumlah haploid set kromosom meningkat. Hilangnya salah satu kromosom disebut monosomi, dan munculnya kromosom tambahan pada setiap pasangan kromosom - trisomi. Mutasi kromosom struktural diwakili oleh translokasi, delesi, insersi, inversi, cincin dan isochromosom. Mutasi kromosom numerik

Trisomi. Trisomi adalah penampilan dalam kariotipe kromosom tambahan. Contoh trisomi yang paling terkenal adalah penyakit Down, yang sering disebut trisomi pada kromosom 21. Hasil trisomi pada kromosom 13 adalah sindrom Patau, dan pada sindrom kromosom 18 - Edwards. Semua trisomi ini bersifat autosomal. Trisomi lain pada autosom tidak layak, mati dalam rahim dan, tampaknya, hilang dalam bentuk aborsi spontan. Yang layak adalah individu dengan kromosom seks tambahan. Selain itu, manifestasi klinis kromosom X atau Y tambahan bisa sangat tidak signifikan.

Biasanya, trisomi terjadi karena adanya pelanggaran terhadap perbedaan antara kromosom homolog dalam anafase meiosis I. Akibatnya, kedua kromosom homolog tersebut masuk dalam satu sel perempuan, dan tidak ada kromosom bivalen yang memasuki sel perempuan kedua. Terkadang, bagaimanapun, trisomi bisa menjadi akibat dari gangguan pada perbedaan kromatid saudari pada meiosis II.Dalam kasus ini, dua kromosom yang benar-benar identik terbagi dalam satu gamet, yang dalam kasus pemupukan dengan sperma normal akan menghasilkan zygot trisomik. Jenis mutasi kromosom yang menyebabkan trisomi disebut non-divergensi kromosom. Trisomi autosomal timbul dari non-divergensi kromosom, yang diamati terutama pada oogenesis, tetapi juga pada spermatogenesis, non-disosiasi autosom juga bisa terjadi. Nondisjunction kromosom juga bisa terjadi pada tahap awal penghancuran sel telur yang telah dibuahi. Dalam kasus ini, ada tiruan sel mutan di tubuh yang dapat menangkap lebih banyak organ dan jaringan dan terkadang memberi manifestasi klinis yang serupa dengan yang diamati pada trisomi biasa.

Alasan nondisjunction kromosom tetap tidak jelas. Fakta yang diketahui tentang hubungan antara non-disosiasi kromosom( terutama kromosom 21) dan usia ibu masih belum memiliki interpretasi yang jelas.

Monosomi .Tidak adanya autosom pada kebanyakan kasus tidak sesuai dengan perkembangan normal dan menyebabkan aborsi spontan dini. Sebuah pengecualian yang sangat langka adalah monosomi pada kromosom 21. Monosomi bisa menjadi hasil kromosom nondisjunction atau hilangnya kromosom selama pergerakannya ke kutub sel dalam anafase.

Aneuploidy pada kromosom seks. Monosomi oleh kromosom seks menyebabkan terbentuknya organisme dengan kariotipe CW, manifestasi klinisnya adalah sindrom Turner. Pada 80% kasus, monosomi kromosom X adalah hasil meiosis pada ayah( non-pemisahan kromosom X dan Y).Kebanyakan XO-zygot mati dalam kandungan.

Trisomi pada kromosom seks dapat terdiri dari tiga jenis - dengan kariotipe 47, XXY, 47, XXX dan 47, XYY.Trisomi 47, XXY dikenal sebagai sindrom Klinefelter. Pada sekitar 50% kasus, penyebab sindrom ini adalah non-disosiasi kromosom X pada oogenesis, 50% kasus lainnya dikaitkan dengan non-divergensi kromosom X dan Y dari spermatogenesis. Sekitar 50% embrio dengan kariotipe semacam itu dibatalkan. Trisomi 47, XXX berada dalam sebagian besar kasus akibat ketidaksesuaian kromosom dalam gametogenesis ibu. Sebaliknya, Trimosia 47, XYY terjadi sebagai akibat gangguan meiosis pada gametogenesis ayah. Kelainan ini hanya dapat terjadi pada meiosis II karena perbedaan kromosom Y. Trisomi 47, XXX dan 47, XYY terjadi pada frekuensi 1: 1000 pada wanita dan pria masing-masing, mereka menunjukkan perubahan fenotipik yang relatif kecil dan biasanya ditemukan dalam bentuk temuan acak.

Poliploidi .Sel poliploid mengandung tiga atau empat kali haploid himpunan kromosom. Pada manusia, triploidi kadang ditemukan dalam aborsi spontan, beberapa kasus kelahiran langsung juga diketahui, namun pasien meninggal dalam bulan pertama kehidupan. Triploidi dapat disebabkan oleh pelanggaran terhadap perbedaan meiosis seluruh rangkaian kromosom pada meiosis sel kelamin wanita atau laki-laki. Akibatnya, sel telur atau sperma diploid. Sebagai mekanisme triploidi, kemungkinan pemupukan telur dengan dua spermatozoa juga dipertimbangkan. Dalam kasus ketika triploidi disebabkan oleh seperangkat kromosom diploid kebapaan, terjadi degenerasi plasenta pada plasenta, yang disebut pengeropotan kandung kemih.

Mutasi kromosom struktural

Mutasi struktural kromosom dapat terjadi hanya sebagai akibat ruptur kromosom diikuti oleh reunifikasi, disertai dengan pelanggaran konfigurasi awal kromosom. Mutasi semacam itu bisa seimbang atau tidak seimbang. Dengan mutasi kromosom seimbang, tidak ada kehilangan atau kelebihan bahan genetik, sehingga tidak memiliki manifestasi fenotipik, kecuali pada kasus ketika akibat ruptur kromosom gen fungsional penting muncul di lokasi ruptur. Pada saat yang sama gamet yang tidak seimbang oleh set kromosom dapat dibentuk pada pembawa mutasi kromosom seimbang, dan akibatnya, pada janin, akibat pemupukan dengan gamet semacam itu, himpunan kromosom juga tidak seimbang. Dengan kromosom yang tidak seimbang, janin mengalami manifestasi klinis patologis yang parah, biasanya dalam bentuk kompleks malformasi bawaan. Penghapusan

Penghapusan berarti hilangnya daerah kromosom. Penghapusan terminal terjadi ketika, sebagai akibat dari satu istirahat dalam kromosom, kromosom itu sendiri dipersingkat, dan fragmen biasanya hilang pada saat sel membelah. Penghapusan yang tersisa, yang disebut interstisial, timbul akibat dua diskontinuitas dalam kromosom. Penghapusan wilayah kromosom menyebabkan monosomi di sepanjang situs ini, yang, pada dasarnya, mematikan. Dipercaya bahwa penghapusan lebih dari 2% bahan kromosom dari haploid akan mematikan. Pada saat yang sama, beberapa sindrom penghapusan kompatibel dengan kehidupan. Ini termasuk sindrom Wolf-Hirschhorn dan sindrom kucing-scream.

Duplikasi .Duplikasi adalah penggandaan bagian DNA, dan duplikasi bagian dari materi kromosom yang terlibat dalam translokasi juga dapat terjadi. Mikroduplikasi juga bisa menjadi hasil persilangan yang tidak sama dalam kromosom homolog. Biasanya, duplikasi tidak mengarah pada kemunculan anomali perkembangan yang diucapkan seperti delesi. Terjemahan

. Translokasi mengacu pada transfer materi genetik dari satu kromosom ke kromosom lainnya. Jika diskontinuitas terjadi secara simultan dalam dua kromosom dan yang terakhir dipertukarkan oleh segmen bebas yang terbentuk, maka translokasi tersebut disebut translokasi timbal balik. Dalam kasus ini, kariotipe tetap diwakili oleh 46 kromosom, dan translokasi dapat dideteksi hanya dengan analisis terperinci kromosom. Translokasi timbal balik biasanya tidak disertai manifestasi fenotipik. Translokasi timbal balik menyebabkan terbentuknya gamet yang tidak seimbang saat mereka menjalani meiosis. Biasanya, dua kemungkinan berikut terwujud: dua yang normal jatuh ke dalam satu gamet, dan dua kromosom translokasi lainnya( tipe ini berbeda dari kromosom disebut alternatif), dan satu kromosom translokasi yang normal dan satu masuk ke kedua gamet. Dalam kasus kedua, dua kombinasi kromosom normal dan translokasi dimungkinkan. Secara teoritis, keempat tipe perbedaan harus direalisasikan dengan probabilitas yang sama.

Tipe khusus translokasi timbal balik adalah translokasi yang disebut Robertson. Dalam kasus ini, diskontinuitas dalam dua kromosom akrosentrik dilokalisasi di wilayah sentromer atau di sekitarnya. Bahu panjang kromosom bergabung, dan yang pendek hilang. Karena bahu pendek kromosom akrosentrik mengandung gen rRNA, kehilangan mereka tidak muncul, karena banyak salinan gen ini juga terkandung dalam kromosom akrosentrik lainnya. Oleh karena itu, translokasi Robertsonian secara fungsional seimbang. Dalam kariotipe, jumlah kromosom menurun menjadi 45. Seiring dengan translokasi timbal balik, risiko pembentukan gamet yang tidak seimbang terkait dengan cara meiosis terjadi pada pembawa translokasi Robertsonian.

6 jenis gamet dimungkinkan sebagai hasil dari metode divergensi kromosom yang berbeda yang terlibat dalam translokasi Robertson:

1) gamet dengan kromosom normal;

2) gamet komplementer dengan translokasi Robertson( kedua jenis gamet seimbang);

3) gamet yang membawa satu kromosom normal dan translokasi;

4) gamet yang membawa kromosom normal dan translokasi kedua;

5) gamet yang hanya membawa satu kromosom normal;

6) gamet yang hanya membawa kromosom normal kedua.

Dalam kasus di mana translokasi Robertsonian adalah hasil peleburan lengan panjang kromosom 21, semua gamet akan tidak seimbang. Dalam sebuah keluarga di mana salah satu orang tua adalah pembawa translokasi semacam itu, semua anak akan menderita penyakit Down. Penyisipan

. Ketika sebuah segmen dari satu kromosom dipindahkan dan dimasukkan ke dalam kromosom lain, penataan ulang semacam itu disebut penyisipan. Agar penyisipan terjadi, setidaknya dibutuhkan 3 istirahat kromosom. Karena penyisipan tidak kehilangan atau menambahkan materi genetik baru, restrukturisasi semacam itu dianggap seimbang. Namun, dalam pembawa penyisipan semacam itu, gamet 50% akan tidak seimbang, karena mereka akan membawa kromosom baik dengan penghapusan atau dengan penyisipan. Akibatnya, zigot dengan monosomi parsial atau trisomi parsial akan terbentuk. Inversi

Sebuah inversi disebut mutasi kromosom, ketika setelah dua istirahat dalam satu kromosom, segmen kromosom yang terletak di antara jeda berputar 180 ° dan mengambil posisi terbalik. Jika sentromer memasuki segmen terbalik, maka inversi ini disebut perikentrik, dan jika pembalikan segmen kromosom terjadi di satu tangan, yang berbentuk paracentent. Dengan inversi, tidak ada kehilangan materi genetik, kecuali bila kromosom pecah dapat mempengaruhi gen penting secara fungsional. Oleh karena itu, pembawa kedua jenis inversi tidak, secara umum, memiliki gejala patologis. Selain itu, beberapa inversi, seperti pembalikan perikentrik pada kromosom 9, terjadi sebagai gejala normal dengan frekuensi yang cukup tinggi pada beberapa kelompok etnis. Seperti penataan ulang seimbang lainnya, pembalikan pada meiosis dapat menyebabkan terbentuknya gamet yang tidak seimbang.

Isochromosomes. Isochromosomes muncul saat centromere tidak dibagi secara longitudinal namun melintang. Akibatnya, salah satu bahunya hilang, dan yang kedua berlipat ganda. Paling sering, isochromosome terdiri dari lengan panjang kromosom X yang terdeteksi. Dalam kasus ini, individu yang membawa manifestasi X isochromosome tersebut menunjukkan manifestasi sindrom Shereshevsky-Turner.

Kromosom cincin. Jenis mutasi kromosom terjadi saat ruptur diamati pada kedua bahu sebuah kromosom. Fragmen akentrik hilang, dan bagian sentral kromosom menutup ke dalam ring. Jika kromosom cincin seperti itu terbentuk dari autosom, maka karena tidak adanya proporsi materi genetik kromosom yang signifikan, gamet dan zigot tidak seimbang, yang seharusnya menyebabkan hilangnya embrio awal dengan kromosom cincin. Jika embrio terbentuk, maka kromosom cincin cenderung hilang selama pembagian sel mitosis. Sebagai konsekuensinya, ada mosaikisme karena adanya sel dalam kromosom cincin.