Chromosomenanomalie - Chromosome abnormality

Eine Chromosomenanomalie , Chromosomenanomalie , Chromosomenaberration , Chromosomenmutation oder Chromosomenstörung ist ein fehlender, zusätzlicher oder unregelmäßiger Teil der chromosomalen DNA. Diese können in Form von numerischen Anomalien auftreten, bei denen eine atypische Anzahl von Chromosomen vorliegt, oder als strukturelle Anomalien, bei denen ein oder mehrere einzelne Chromosomen verändert sind. Chromosomenmutation wurde früher im engeren Sinne verwendet, um eine Veränderung in einem Chromosomenabschnitt zu bezeichnen, an der mehr als ein Gen beteiligt war . Chromosomenanomalien treten normalerweise auf, wenn nach der Meiose oder Mitose ein Fehler bei der Zellteilung auftritt . Chromosomenanomalien können durch den Vergleich des Karyotyps eines Individuums oder des vollständigen Chromosomensatzes mit einem typischen Karyotyp für die Spezies durch genetische Tests nachgewiesen oder bestätigt werden .

Numerische Anomalie

Ein Karyotyp eines Individuums mit Trisomie 21 , das drei Kopien von Chromosom 21 zeigt.

Eine abnormale Anzahl von Chromosomen wird als Aneuploidie bezeichnet und tritt auf, wenn einer Person entweder ein Chromosom von einem Paar fehlt (was zu einer Monosomie führt ) oder mehr als zwei Chromosomen eines Paares hat ( Trisomie , Tetrasomie usw.). Aneuploidie kann vollständig sein, wobei ein ganzes Chromosom fehlt oder hinzugefügt wird, oder partiell, wenn nur ein Teil eines Chromosoms fehlt oder hinzugefügt wird. Aneuploidie kann bei Geschlechtschromosomen oder Autosomen auftreten .

Ein Beispiel für Trisomie beim Menschen ist das Down-Syndrom , das eine Entwicklungsstörung ist, die durch eine zusätzliche Kopie des Chromosoms 21 verursacht wird; die Störung wird daher auch als Trisomie 21 bezeichnet.

Ein Beispiel für Monosomie beim Menschen ist das Turner-Syndrom , bei dem das Individuum mit nur einem Geschlechtschromosom, einem X, geboren wird.

Spermien-Aneuploidie

Die Exposition von Männern gegenüber bestimmten Lebensstil-, Umwelt- und/oder Berufsgefahren kann das Risiko von aneuploiden Spermatozoen erhöhen . Insbesondere das Risiko einer Aneuploidie wird durch Tabakrauchen und berufliche Exposition gegenüber Benzol , Insektiziden und perfluorierten Verbindungen erhöht . Erhöhte Aneuploidie ist oft mit erhöhten DNA-Schäden in Spermatozoen verbunden.

Strukturelle Anomalien

Die drei wichtigsten Einzelchromosomenmutationen: Deletion (1), Duplikation (2) und Inversion (3).
Die beiden wichtigsten Mutationen auf zwei Chromosomen: Insertion (1) und Translokation (2).

Wenn die Struktur des Chromosoms verändert wird, kann dies verschiedene Formen annehmen:

  • Deletionen : Ein Teil des Chromosoms fehlt oder wurde gelöscht. Bekannte Erkrankungen beim Menschen umfassen das Wolf-Hirschhorn-Syndrom , das durch eine teilweise Deletion des kurzen Arms von Chromosom 4 verursacht wird; und Jacobsen-Syndrom , auch als terminale 11q-Deletionsstörung bezeichnet.
  • Duplikationen : Ein Teil des Chromosoms wurde dupliziert, was zu zusätzlichem genetischem Material führt. Zu den bekannten Erkrankungen des Menschen gehört die Charcot-Marie-Tooth-Krankheit Typ 1A , die durch die Duplikation des Gens verursacht werden kann, das das periphere Myelinprotein 22 (PMP22) auf Chromosom 17 codiert.
  • Inversionen : Ein Teil des Chromosoms ist abgebrochen, auf den Kopf gestellt und wieder befestigt, daher ist das genetische Material invertiert.
  • Einfügungen : Ein Teil eines Chromosoms wurde von seinem normalen Platz entfernt und in ein anderes Chromosom eingefügt.
  • Translokationen : Ein Teil eines Chromosoms wurde auf ein anderes Chromosom übertragen. Es gibt zwei Haupttypen von Translokationen:
  • Ringe : Ein Teil eines Chromosoms ist abgebrochen und hat einen Kreis oder Ring gebildet. Dies kann mit oder ohne Verlust von genetischem Material geschehen.
  • Isochromosom : Wird durch die spiegelbildliche Kopie eines Chromosomensegments einschließlich des Zentromers gebildet.

Chromosomeninstabilitätssyndrome sind eine Gruppe von Erkrankungen, die durch Chromosomeninstabilität und -bruch gekennzeichnet sind. Sie führen oft zu einer erhöhten Neigung, bestimmte Arten von Malignomen zu entwickeln.

Nachlass

Die meisten Chromosomenanomalien treten zufällig in der Eizelle oder im Sperma auf, und daher ist die Anomalie in jeder Körperzelle vorhanden. Einige Anomalien können jedoch nach der Empfängnis auftreten, was zu Mosaik führt (wobei einige Zellen die Anomalie aufweisen und andere nicht). Chromosomenanomalien können von einem Elternteil vererbt werden oder „ de novo “ sein. Aus diesem Grund werden bei den Eltern häufig Chromosomenuntersuchungen durchgeführt, wenn bei einem Kind eine Anomalie festgestellt wird. Wenn die Eltern die Anomalie nicht besitzen, wurde sie ursprünglich nicht vererbt ; es kann jedoch an nachfolgende Generationen weitergegeben werden.

Erworbene Chromosomenanomalien

Die meisten Krebsarten, wenn nicht alle, können Chromosomenanomalien verursachen, entweder mit der Bildung von Hybridgenen und Fusionsproteinen, der Deregulierung von Genen und Überexpression von Proteinen oder dem Verlust von Tumorsuppressorgenen (siehe "Mitelman Database" und den Atlas of Genetics and Zytogenetik in der Onkologie und Hämatologie ,). Darüber hinaus können bestimmte konsistente Chromosomenanomalien normale Zellen in eine Leukämiezelle verwandeln, wie die Translokation eines Gens, was zu seiner unangemessenen Expression führt.

DNA-Schäden während der Spermatogenese

Während der mitotischen und meiotischen Zellteilungen der Säugetier- Gametogenese ist die DNA-Reparatur wirksam bei der Beseitigung von DNA-Schäden . Bei der Spermatogenese nimmt jedoch die Fähigkeit, DNA-Schäden zu reparieren, im letzten Teil des Prozesses erheblich ab, da haploide Spermatiden einer großen nuklearen Chromatin- Remodellierung in stark verdichtete Spermienkerne unterliegen . Wie von Marchetti et al. überprüft, sind die letzten Wochen der Spermienentwicklung vor der Befruchtung sehr anfällig für die Ansammlung von DNA-Schäden der Spermien. Ein solcher DNA-Schaden der Spermien kann unrepariert in die Eizelle übertragen werden, wo sie von der mütterlichen Reparaturmaschinerie entfernt wird. Fehler bei der mütterlichen DNA-Reparatur von Spermien-DNA-Schäden können jedoch zu Zygoten mit chromosomalen strukturellen Aberrationen führen.

Melphalan ist ein bifunktionelles Alkylierungsmittel, das häufig in der Chemotherapie eingesetzt wird . Meiotische DNA-Schäden zwischen den Strängen, die durch Melphalan verursacht werden, können der väterlichen Reparatur entgehen und Chromosomenaberrationen in der Zygote durch mütterliche Fehlreparaturen verursachen. So sowohl vor als auch nach der Befruchtung der DNA - Reparatur scheinen wichtig zu sein in Chromosomenanomalien zu vermeiden und die Sicherstellung Genoms Integrität des conceptus .

Erkennung

Je nach den gewünschten Informationen werden unterschiedliche Techniken und Muster benötigt.

Siehe auch

Verweise

Externe Links