Половые хромосомы при синдроме дауна
трисомии это хромосомное состояние людей, которые несут три хромосомы вместо нормальной пары. У диплоидов нормальная оболочка – две хромосомы, каждая из хромосомного дополнения, определяющего вид.
Изменение числа только в одной из хромосом называется анеуплоидией. Если бы оно охватывало изменения в общем количестве хромосом, это была бы настоящая плоидия или эуполидия. У человека есть 46 хромосом в каждой из его соматических клеток. Если у них одна трисомия, у них будет 47 хромосом..
Трисомии являются статистически частыми и представляют большие изменения для организма-носителя. Они также могут встречаться у людей и связаны со сложными заболеваниями или синдромами.
В человеке есть трисомии, известные всем. Наиболее посещаемым, частым и известным из всех является трисомия 21-й хромосомы, наиболее распространенная причина так называемого синдрома Дауна..
Есть и другие трисомии в человеке, которые представляют большую физиологическую цену для носителя. Среди них есть трисомия Х-хромосомы, которая представляет собой огромную проблему для женщины, которая страдает.
Любой живой эукариотический организм может представлять трисомию. В целом, у растений любое изменение количества хромосом (анеуплоидия) гораздо более вредно, чем увеличение количества хромосомного дополнения вида. У других животных, как правило, анеуплоидия также является причиной множества состояний.
индекс
- 1 Трисомия хромосомы 21 (синдром Дауна: 47, +21)
- 1.1 Описание и немного истории
- 1.2 Генетические причины заболевания
- 2 Проявление болезни
- 3 Диагностика и исследования в других живых системах
- 4 Трисомии половых хромосом у человека
- 4.1 Синдром тройного Х (47, XXX)
- 4.2 Синдром Кляйнфельтера (47, XXY)
- 4.3 Синдром XYY (47, XYY)
- 5 Трисомии в других организмах
- 6 Ссылки
Трисомия хромосомы 21 (синдром Дауна: 47, +21)
(Полная) трисомия хромосомы 21 у людей определяет наличие 47 хромосом в диплоидных соматических клетках. Двадцать две пары дают 44 хромосомы, а трио хромосомы 21 – еще три, одна из которых нештатная. То есть это хромосома, которая “закончилась”.
Описание и немного истории
Трисомия хромосомы 21 является наиболее распространенной анеуплоидией у людей. Таким же образом, эта трисомия также является наиболее частой причиной синдрома Дауна. Однако, хотя другие соматические трисомии встречаются чаще, чем хромосомы 21, большинство из них обычно более летальны на эмбриональных стадиях..
То есть эмбрионы с трисомией 21 могут прибыть при рождении, тогда как другие трисомные эмбрионы не могут. Кроме того, постнатальная выживаемость намного выше у детей с трисомией по 21 хромосоме из-за низкой частоты генов этой хромосомы..
Другими словами, существует немного генов, которые будут увеличены в количестве копий, потому что хромосома 21 является самой маленькой аутосомой из всех.
Синдром Дауна был впервые описан английским врачом Джоном Лэнгдоном Дауном в период с 1862 по 1866 год. Однако связь заболевания с 21 хромосомой была установлена сто лет спустя. В этих исследованиях участвовали французские исследователи Марта Готье, Раймон Турпен и Жером Лежен..
Генетические причины заболевания
Трисомия хромосомы 21 вызвана объединением двух гамет, один из которых является носителем более чем одной копии, полной или частичной, хромосомы 21. Это может происходить тремя способами..
В первом случае, у одного из родителей, не дизъюнкция хромосом 21 во время мейоза приводит к образованию гамет с двумя хромосомами 21 вместо одной. Не дизъюнкция означает «отсутствие разделения или сегрегации». Именно гамета может вызвать настоящую трисомию, если объединить другую гамету с одной копией хромосомы 21..
Другая менее частая причина этой трисомии – так называемая Робертсоновская транслокация. В нем длинный рычаг хромосомы 21 транслоцируется в другую хромосому (обычно 14). Объединение одной из этих гамет с другой нормальной приведет к появлению эмбрионов с нормальными кариотипами..
Тем не менее, будут дополнительные копии наследственного материала 21 хромосомы, что является достаточной причиной заболевания. Синдром также может быть вызван другими хромосомными аберрациями или мозаицизмом..
В мозаике индивидуум представляет клетки с нормальными кариотипами, чередующиеся с клетками с аберрантными кариотипами (трисомные для 21-й хромосомы).
Проявление болезни
Основной причиной синдрома Дауна является повышенная экспрессия некоторых ферментов из-за наличия трех копий генов на 21 хромосоме, а не двух.
Это увеличенное выражение приводит к изменениям в нормальной физиологии человека. Некоторые из затронутых ферментов включают супероксиддисмутазу и бета-синтазу. Многие другие связаны с синтезом ДНК, первичным метаболизмом и когнитивными способностями человека..
Болезнь проявляется на разных уровнях. Врожденные пороки сердца являются одними из наиболее важных, которые определяют продолжительность жизни тех, кто пострадал от трисомии..
Другие заболевания, от которых страдают больные люди, включают в себя, помимо прочего, нарушения желудочно-кишечного тракта, гематологические, эндокринные, оториноларингологические и скелетно-мышечные нарушения, а также нарушения зрения..
Неврологические расстройства также важны и включают легкие или умеренные трудности в обучении. У большинства взрослых людей с синдромом Дауна развивается болезнь Альцгеймера.
Диагностика и исследования в других живых системах
Предродовая диагностика Дауна может быть проведена несколькими способами. Это включает в себя ультразвук, а также отбор волос хориона и амниоцентез. Оба могут быть использованы для подсчета хромосом, но это представляет определенные риски.
Другие более современные анализы включают хромосомный анализ с помощью FISH, другие иммуногистологические методы и тесты генетического полиморфизма, основанные на амплификации ДНК с помощью ПЦР..
Изучение трисомии хромосомы 21 в системах грызунов позволило нам проанализировать синдром, не экспериментируя с людьми. Таким образом, отношения генотип / фенотип были надежно и надежно проанализированы.
Таким же образом стало возможным приступить к тестированию стратегий и терапевтических средств, которые могут быть использованы позже у людей. Наиболее успешной моделью грызунов для этих исследований оказалась мышь.
Трисомии половых хромосом у человека
Как правило, анеуплоидии половых хромосом имеют меньше медицинских последствий, чем у аутосом у людей. Самки человеческого вида XX, а самцы XY.
Наиболее распространенными сексуальными трисомиями у людей являются XXX, XXY и XYY. Очевидно, что не может быть лиц YY, не говоря уже о YYY. XXX лица морфологически являются женщинами, в то время как XXY и XYY являются мужчинами.
Синдром тройного Х (47, XXX)
Люди XXX в людях – женщины с дополнительной Х-хромосомой. Фенотип, связанный с состоянием, меняется с возрастом, но в целом взрослые люди имеют нормальный фенотип.
Статистически говоря, одна из каждой тысячи женщин XXX. Фенотипическая черта, характерная для женщин XXX, – это преждевременное развитие и рост, а также необычно длинные нижние конечности..
На других уровнях женщины XXX часто имеют нарушения слуха или развития речи. В конце подросткового возраста они обычно преодолевают проблемы, связанные с их социальной адаптацией, и улучшают качество своей жизни. Однако психические расстройства у женщин XXX чаще, чем у женщин XX.
У женщин одна из Х-хромосом инактивируется во время нормального развития человека. Считается, что женщины XXX инактивируют двух из них. Однако считается, что большая часть последствий трисомии связана с генетическим дисбалансом..
Это означает, что такая инактивация неэффективна или недостаточна, чтобы избежать различий в экспрессии определенных (или всех) генов. Это один из наиболее изученных аспектов заболевания с молекулярной точки зрения..
Как и в случае других трисомий, пренатальное обнаружение триплетной трисомии все еще основано на изучении кариотипа..
Синдром Кляйнфельтера (47, XXY)
Сказано, что эти люди – мужчины вида с дополнительной Х-хромосомой. Признаки анеуплоидии варьируются в зависимости от возраста человека, и обычно только в зрелом возрасте диагностируется состояние.
Это означает, что эта сексуальная анеуплоидия не приводит к таким сильным воздействиям, как вызванные трисомиями в аутосомных хромосомах..
XXY взрослые мужчины производят мало или нет сперматозоидов, яичек и маленького полового члена, и снижается либидо. Они выше среднего, но имеют меньше волос на лице и теле.
Они могут иметь увеличенную грудь (гинекомастию), уменьшенную мышечную массу и слабые кости. Назначение тестостерона обычно полезно при лечении некоторых эндокринологических аспектов, связанных с состоянием.
Синдром XYY (47, XYY)
Этот синдром испытывают мужчины вида человека (XY), которые имеют дополнительную Y-хромосому. Последствия присутствия дополнительной Y-хромосомы не так драматичны, как в других трисомиях.
Лица XYY фенотипически мужские, регулярно высокие, со слегка удлиненными конечностями. Они производят нормальное количество тестостерона и не представляют особых поведенческих или учебных проблем, как считалось в прошлом.
Многие люди XYY не знают своего хромосомного статуса. Они фенотипически нормальны и, кроме того, плодовиты.
Трисомии в других организмах
Влияние анеуплоидий на растения было проанализировано и сравнено с эффектом изменения эуплоидии. В общем, изменения в количестве одной или нескольких хромосом более вредны для нормального функционирования человека, чем изменения в полных наборах хромосом..
Как и в описанных случаях, дисбалансы в выражении, по-видимому, объясняют пагубные последствия различий.
ссылки
- Эро, Й., Делабар, Дж. М., Фишер, Э. М.С., Тибулевич, В.Л., Дж., Ю., Браулт, В. (2017) Модели грызунов в исследовании синдрома Дауна: влияние и будущее. Компания биологов, 10: 1165-1186. doi: 10.1242 / dmm.029728
- khtar, F., Bokhari, S.R.A. 2018. Синдром Дауна (Трисомия 21) [Обновлено 2018 октября 27]. В кн .: StatPearls [Интернет]. Остров Сокровищ (Флорида): StatPearls Publishing; 2018 янв. Доступно по адресу: ncbi.nlm.nih.gov
- Otter, M., Schrander-Stumpel, C.T., Curfs, L.M. (2010) Синдром тройного X: обзор литературы. Европейский журнал генетики человека, 18: 265-271.
- Папавассилиу, П., Чаралсавади, С., Рафферти, К., Джексон-Кук, С. (2014) Мозаика для трисомии 21: обзор. Американский журнал медицинской генетики, часть A, 167A: 26-39.
- Санторум М., Райт Д., Сингелаки А., Карагиоти Н., Николаидес К.Х. (2017) Точность комбинированного теста в первом триместре при скрининге трисомии 21, 18 и 13. Ультразвук в акушерстве и гинекологии, 49 : 714-720.
- Tartaglia, N.R., Howell, S., Sutherland, A., Wilson, R., Wilson, L. (2010). Обзор трисомии X (47, XXX). Сиротский журнал редких заболеваний, 5, ojrd.com
Источник
Синдром Дауна (трисомия 21-й пары): причины, клиника
Синдром Дауна самая частая трисомия аутосом и самая частая генетическая причина тяжёлой умственной отсталости. Частота встречаемости (в том числе при антенатальном скрининге) у живых новорождённых составляет около 1:650.
Клинические проявления синдрома Дауна. Синдром Дауна обычно определяют сразу после рождения ребёнка по характерному виду его лица. У большинства отмечают гипотонию, другие диагностически важные клинические симптомы включают уплощённый затылок, единственную ладонную борозду, изогнутый мизинец и широкий промежуток между большим и вторым пальцем на стопе («сандалевидная стопа»). Диагностика может быть затруднительна, если основана только на клинических проявлениях, поэтому предварительный диагноз должен быть подтверждён более опытным педиатром. До взятия крови на анализ следует предупредить родителей, что будет проведён тест на синдром Дауна. На получение результатов с применением метода быстрой флуоресцентной гибридизации in-situ (FISH) может потребоваться 1-2 дня. Родителей следует информировать о предварительном и окончательном диагнозе. Они захотят понять, как и почему развилось такое заболевание, каков риск повторного рождения такого ребёнка и есть ли возможность антенатальной диагностики при будущих беременностях.
Характерные клинические проявления синдрома Дауна
I. Типичные краниофациальные проявления синдрома Дауна:
• Округлое лицо и плоская переносица.
• Монголоидный разрез глаз.
• Эпикант (кожная складка вокруг внутреннего угла глаза).
• Уплощённый затылок и малый родничок.
• Открытый маленький рот и высунутый язык.
• Маленькие уши.
• Пигментные пятна на радужной оболочке.
II. Другие аномалии при синдроме Дауна:
• Короткая шея.
• Единственная ладонная складка, изогнутый кнутри мизинец и сандалевидная стопа (широкий промежуток между первым и вторым пальцами).
• Гипотония.
• Болезнь Гиршпрунга.
• Атрезия двенадцатиперстной кишки.
• Врождённые пороки сердца (40%).
III. Поздние медицинские осложнения синдрома Дауна:
• Задержка моторного развития.
• Умеренная или тяжёлая умственная отсталость.
• Маленький рост.
• Повышенная восприимчивость к инфекциям.
• Нарушение слуха, обусловленное катаральным средним отитом.
• Нарушение зрения на фоне катаракты, косоглазия, миопии.
• Повышенный риск лейкемии и одиночных опухолей.
• Болезнь Альцгеймера.
• Гипотиреоз и целиакия.
• Эпилепсия.
• Риск нестабильности атланто-аксиального сочленения.
В период новорождённости трудно дать точный долгосрочный прогноз, поскольку существуют индивидуальные колебания степени умственной отсталости и развития осложнений. Более 85% грудных детей с трисомией 21-й пары хромосом доживают до года. Основной причиной смерти в раннем возрасте является тяжёлый врождённый порок сердца (особенно дефект межжелудочковой перегородки — ДМЖП).
Как минимум 50% пациентов живут дольше 50 лет. Родители также захотят узнать, доступна ли какая-нибудь помощь специалистов и групп самопомощи (социальная и профессиональная адаптация). Для них будет полезна печатная информация, поскольку они смогут дать её другим членам семьи.
Семье может потребоваться психологическое консультирование для преодоления чувства подавленности, страха или вины. Важно заметить, что родителям легче принять ситуацию, когда к ребёнку относятся не как к диагностической категории («ребёнок-даун»), а как к индивидуальности («ребёнок с синдромом Дауна»).
Цитогенетические причины синдрома Дауна. Дополнительная хромосома 21 может возникнуть в результате нерасхождения, транслокации или мозаицизма.
Нерасхождение хромосом (94%) при синдроме Дауна. При нерасхождении:
• большинство случаев возникает из-за ошибки при мейозе;
• 21-я пара хромосом не расходится, поэтому в одной гамете содержится две хромосомы 21, а в другой — ни одной;
• оплодотворение гаметы с двумя хромосомами 21 вызывает образование зиготы с трисомией 21-й пары;
• при этом отсутствует необходимость анализа родительских хромосом.
Встречаемость трисомии 21-й пары, развившейся в результате нерасхождения, связана с возрастом матери. Тем не менее доля беременных женщин старшего возраста мала и большинство больных детей рождается у более молодых мам. В настоящее время всем беременным женщинам предлагают скрининговый тест, измеряющий биохимические маркёры в образцах крови и изменения при УЗИ (утолщение подкожно-жировой клетчатки на задней поверхности шеи) для определения повышенного риска синдрома Дауна у плода. При обнаружении этого признака возможен амниоцентез для оценки структуры хромосом плода.
Хотя в большинстве случаев выявляется нормальная структура хромосом, следует заранее обсудить возможность положительного результата и прерывания беременности. Должны быть доступны психологическая поддержка и консультирование. После рождения одного ребёнка с трисомией 21-й пары в результате нерасхождения риск повторного рождения ребёнка с синдромом Дауна составляет 1:200 среди матерей младше 35 лет, но остается сходным с возрастным риском в популяции для женщин старше 35 лет.
Транслокация (5%) при синдроме Дауна. Феномен, при котором дополнительная хромосома 21 присоединяется к другой хромосоме (обычно к хромосоме 14, но иногда — 15, 22 или 21), известен под названием «несбалансированная транслокация Робертсона». У больного ребёнка 46 хромосом, среди которых три копии хромосомного материала хромосомы 21. В такой ситуации хромосомный анализ родителей необходим, поскольку в 25% случаев один из них — носитель сбалансированной транслокации.
У носителя транслокации 45 хромосом, одна из которых состоит из двух соединенных хромосом. При синдроме Дауна, вызванном транслокацией:
• если мать является носителем транслокации, риск повторного рождения больного ребёнка равен 10-15%, если отец — 2,5%;
• если родитель является носителем редкой транслокации 21:21, все потомство будет иметь синдром Дауна;
• если ни у одного родителя нет транслокации (75% случаев), риск развития синдрома у потомства менее 1%.
Мозаицизм (1%) при синдроме Дауна. При мозаицизме часть клеток нормальные, а в остальных обнаруживают трисомию 21-й пары. Обычно такое случается после образования зиготы, при нерасхождении хромосом во время митоза. При мозаицизме фенотип может быть менее ярким.
Синдром Дауна (трисомия 21-й пары):
• Частота встречаемости в популяции — 1,5% на 1000 живых новорождённых.
• Цитогенетическая основа — нерасхождение хромосом (самая частая, зависит от возраста матери), транслокация (родители могут быть носителями сбалансированной транслокации) или мозаицизм (редко).
• Диагностика — УЗИ во время беременности или клинически. Для подтверждения диагноза — хромосомный анализ.
• Ближайшие осложнения — повышенный риск атрезии двенадцатиперстной кишки, врождённый порок сердца.
– Также рекомендуем “Синдром Эдвардса и синдром Патау: причины, клиника”
Оглавление темы “Детские болезни”:
- Хроническое отравление детей. Отравление свинцом, курение
- Жесткое обращение с детьми. Варианты
- Признаки жесткого обращения с детьми. Диагностика
- Пренебрежительное отношение с детьми. Эмоциональное насилие детей
- Ложные и вызванные заболевания у детей родителями. Особенности
- Тактика врача при подозрении на жестокое обращение с ребёнком. Рекомендации
- Сексуальное насилие над детьми. Варианты, диагностика, тактика
- Генетические заболевания у детей и их влияние на ребенка
- Синдром Дауна (трисомия 21-й пары): причины, клиника
- Синдром Эдвардса и синдром Патау: причины, клиника
Источник
Генетика синдрома Дауна: кариотипКлинический диагноз синдрома Дауна обычно не представляет никаких трудностей. Тем не менее для подтверждения диагноза и предоставления базы для генетического консультирования необходимо кариотипирование. Хотя различия в конкретных вариантах кариотипа, ответственных за синдром Дауна, обычно имеют небольшое влияние на фенотип пациента, они существенны для определения риска повторения. Трисомия 21 при синдроме Дауна. Примерно у 95% всех пациентов с синдромом Дауна выявляют трисомию хромосомы 21, вызванную мейотическим нерасхождением 21 пары хромосом, как обсуждалось в предыдущей главе. Уже отмечено, что риск иметь ребенка с трисомией 21 увеличивается с возрастом матери, особенно после 30 лет. Мейотическая ошибка, ответственная за трисомию, обычно происходит в ходе материнского мейоза (около 90% случаев), преимущественно в первом делении, но около 10% случаев происходит в отцовском мейозе, обычно во втором делении. Робертсоновская транслокация при синдроме Дауна. Около 4% пациентов с синдромом Дауна имеют 46 хромосом, одна из которых — робертсоновская транслокация между хромосомой 21q и длинным плечом одной из других акроцентрических хромосом (обычно хромосомы 14 или 22). Транслоцированная хромосома заменяет одну из нормальных акроцентрических хромосом, и кариотип пациента с робертсоновской транслокацией между хромосомами 14 и 21 – 46,XX/XY,rob(14;21)(ql0;ql0),+21. Такая хромосома может также быть определена как der(14;21), на практике используют обе номенклатуры. В действительности пациенты с робертсоновской транслокацией, включающей хромосому 21, трисомны по генам, расположенным в длинном плече 21q. В отличие от стандартной трисомии 21, транслокационный синдром Дауна не показывает никакой связи с возрастом матери, но имеет сравнительно высокий риск повторения в семьях, если один из родителей, особенно мать, — носитель транслокации. По этой причине для точного генетического консультирования важно кариотипирование родителей и, возможно, других родственников.
Носители робертсоновской транслокации, включающей хромосомы 14 и 21, имеют только 45 хромосом; одна 14 и одна 21 отсутствуют и заменены транслоцированной хромосомой. Теоретически возможны шесть типов гамет, но три из них не могут привести к жизнеспособному потомству. Три типа гамет жизнеспособные, нормальные, сбалансированные и несбалансированные, имеющие как транслоцированную, так и нормальную хромосому 21. В комбинации с нормальной гаметой это может приводить к зачатию ребенка с транслокационным синдромом Дауна. Теоретически эти три типа гамет производятся в равных количествах, таким образом, теоретический риск ребенка с синдромом Дауна должен быть 1 к 3. Тем не менее расширенные популяционные исследования показали, что несбалансированные хромосомные наборы появляются только у 10-15% потомства матерей и только у нескольких процентов потомства отцов, несущих транслокации, включающие хромосому 21. Транслокация 21q21q при синдроме Дауна. Хромосомная транслокация 21q21q — хромосома, сформированная из двух длинных плеч хромосомы 21; бывает у нескольких процентов пациентов с синдромом Дауна. Считают, что они появляются как изохромосомы, а не робертсоновские транслокации. Большинство таких случаев возникают постзиготически, соответственно, риск повторения низкий. Тем не менее особенно важно убедиться, не является ли родитель носителем (возможно, мозаичным) данной транслокации, поскольку все гаметы носителя такой хромосомы должны также содержать 21q21q хромосому, с двойной дозой генетического материала хромосомы 21, или не иметь хромосомы 21 совсем. Потенциальное потомство, следовательно, неизбежно имеет или синдром Дауна, или нежизнеспособную моносомию 21. Мозаичные носители имеют повышенный риск повторения, таким образом, пренатальная диагностика необходима при всех последующих беременностях. Мозаичный синдром Дауна. Около 2% пациентов с синдромом Дауна — мозаики, обычно с популяциями нормальных клеток и с трисомией 21. Фенотип может быть мягче, чем при типичной трисомии 21. Вообще существует широкая изменчивость в фенотипах мозаичных пациентов, вероятно, отражая различные пропорции трисомных клеток у эмбриона на ранних стадиях развития. Возможно, пациенты с установленным мозаичным синдромом Дауна отражают только клинически более серьезные случаи, поскольку в легких случаях кариотипирование менее вероятно. Частичная трисомия 21 при синдроме Дауна. Очень редко синдром Дауна диагностируют у пациентов, имеющих трисомию только по части длинного плеча хромосомы 21, и еще реже выявляют пациентов с синдромом Дауна без цитогенетически видимой хромосомной аномалии. Такие случаи представляют определенный интерес, поскольку могут указывать, какая область хромосомы 21, вероятно, ответственна за специфические компоненты фенотипа синдрома Дауна и какие области могут утраиваться, не вызывая фенотипических проявлений. Хотя хромосома 21 содержит только несколько сотен генов, попытки согласовывать тройную дозу специфических генов со специфическими аспектами фенотипа синдрома Дауна пока имеют ограниченный успех. Наиболее примечательной стала идентификация области, критической для пороков сердца, наблюдаемых примерно у 40% пациентов с синдромом Дауна. Поиск конкретных генов, существенных для проявления фенотипа синдрома Дауна, среди случайно находящихся рядом с ними в хромосоме 21, — главная задача современных исследований, особенно на мышах в качестве модели. Потенциально перспективное направление — исследование генно-инженерных мышей с дополнительной дозой генов из хромосомы 21 человека (или даже с полной копией хромосомы 21). Такие мыши могут проявлять фенотипические аномалии в поведении, функциях мозга и формировании сердца. – Также рекомендуем “Причины синдрома Дауна. Риск рождения ребенка с трисомией 21″ Оглавление темы “Хромосомные аномалии”:
|
Источник