MONOSOMIER: KJENNETEGN OG EKSEMPLER - BIOLOGI - 2026

Den monosomi referere til kromosom konstitueringen av personer med en kromosom stedet for den vanlige paret i diploide organismer. Det vil si at hvis det er 23 par kromosomer, er det monosomi for et av dem hvis bare ett av kromosomene er til stede. Et individ med monosomi i dette tilfellet vil presentere 45 kromosomer i stedet for 46.

Monosomier kan være totale eller delvis. I det første tilfellet mangler hele kromosomet. I det andre bestemmer en sletting av bare en del av kromosomet den delvise mangelen på informasjon til det berørte kromosomet.

Karyotype av en kvinne med bare ett X-kromosom, i stedet for to. Ingen maskinlesbar forfatter gitt. Cat ~ commonswiki antok (basert på krav om opphavsrett). , via Wikimedia Commons

Siden en monosomi bare berører et par kromosomer av en diploid art, regnes den som aneuploidy. De virkelige forandringene eller euploidiene påvirker tvert imot det komplette antall kromosomer som definerer en art.

Kjennetegn på monosomier

Monosomier kan påvirke somatiske kromosomer eller kjønnskromosomer. Den eneste monosomien av kjønnskromosomene hos mennesker er den av X-kromosomet.

Disse personene er XO kvinner og har det som kalles Turner syndrom. Det er ingen YO-monosomikk fordi hvert menneske trenger et X-kromosom for å eksistere.

Kvinner er XX og menn XY. I tilfeller av aneuplodia kan kvinner også være XXX (trisomi av X) eller XO (monosomi av X). Aneuploide menn kan være XXY (Kleinefelter syndrom) eller XYY. Disse to siste er også trisomier.

Total autosomale monosomier er ofte dødelige, da de fører til alvorlige utviklingsdefekter. Videre kan enhver (og alle) mutasjoner manifestere seg siden individet vil være hemizygot for alle genene til det ensomme kromosomet.

Aneuploide organismer oppstår generelt ved fusjon av gameter, hvorav den ene har en numerisk kromosomavvik. Aneuploidier kan også oppstå fra somatisk vev, og ser ut til å spille en viktig rolle i utseendet og utviklingen av visse typer kreft.

Delvis monosomi av kromosom 5 hos mennesker: det gråtende kattesyndromet

En delvis (eller total) sletting i kortarmen til kromosom 5 er årsaken til det såkalte cri-du-chat-syndromet. Det er også kjent som Lejeune syndrom, til ære for sin oppdager, den franske forskeren Jèrôme Lejeune. På fransk betyr cri-du-chat "gråtende katt".

80% av gametene der sletting som kjennetegner dette syndromet oppstår er av faderlig opprinnelse. De fleste slettinger er spontane og forekommer de novo under gametogenese. I mindretalls tilfeller oppstår det avvikende gamet fra andre typer hendelser, for eksempel translokasjoner eller ulik kromosomal segregering.

Kjennetegn på sykdommen

På grunn av problemer i strupehodet og nervesystemet fra tilstanden, gråter berørte barn likt som hos små katter. Denne typen gråt forsvinner når barnet blir litt eldre.

På fysisk nivå kan de ha hode, små kjever og sikle mye. Det mest relevante fysiske tegnet på dette syndromet er imidlertid ikke synlig for det blotte øye. Det handler om cerebellar hypoplasia, en medfødt forstyrrelse i hjernemorfogenesen.

Resten av livet vil berørte mennesker få problemer med å mate (suge og svelge vanskeligheter), gå opp i vekt og vokse. De vil også ha alvorlig motorisk, intellektuell og talehemming.

På atferdsnivå presenterer personer med dette syndromet vanligvis noen lidelser som inkluderer hyperaktivitet, aggressivitet og "utbrudd". De har også en tendens til å ha repeterende bevegelser. I veldig sjeldne tilfeller kan individet ha normalt utseende og atferd, bortsett fra læringsvansker.

Behandling av sykdommen

Berørte individer krever konstant legehjelp, spesielt for behandlinger relatert til motor- og talevansker. Hvis hjerteproblemer oppstår, vil det sannsynligvis være nødvendig med kirurgi.

Noen gener som bidrar til manifestasjonen av sykdommen

Genene i det manglende fragmentet, inkludert hele den korte armen av kromosom 5, er i hemizygot tilstand. Det vil si i bare en kopi fra det andre komplette kromosomet av paret.

Den genetiske sammensetningen av dette kromosomet vil derfor bestemme noen av årsakene til sykdommen. Noen kan forklares med mangelfull ekspresjon av et mutert gen. Andre, tvert imot, på grunn av effekten av gendoseringen avledet fra eksistensen av en enkelt kopi av genet i stedet for to.

Noen av genene som bidrar til utvikling av sykdommen gjennom genetisk dosering inkluderer TERT (for akselerert telomere shortenig). Personer som er rammet av syndromet har mangler ved vedlikehold av telomer. Telomerforkortelse er knyttet til utseendet til forskjellige sykdommer og tidlig aldring.

På den annen side avbryter SEMA5A-genet i en hemizygot tilstand normal hjerneutvikling hos individer med delesjoner på kromosom 5. På sin side ser det ut til at den hemizygote tilstanden til MARCH6-genet forklarer den karakteristiske kattegråten til de som er rammet av trisomi.

Total monosomi av X-kromosomet: Turner syndrom (45, X)

Autosomale monosomier, som regel, er alltid dødelige. Interessant nok er imidlertid ikke X-kromosommonosomien, ettersom mange XO-embryoer klarer å overleve.

Årsaken ser ut til å ligge i rollen som X-kromosomet i seksuell bestemmelse hos pattedyr. Ettersom hunnene av arten er XX og hannene XY, er det et uunnværlig kromosom. Y-kromosomet er bare viktig for seksuell bestemmelse av menn, ikke for å overleve.

X-kromosomet bærer nesten 10% av den genetiske informasjonen hos mennesker. Det er klart at deres tilstedeværelse ikke er et alternativ; det er obligatorisk. I tillegg er den alltid delvis til stede. Det vil si at hos menn er det bare en kopi av X.

Men hos kvinner, også funksjonelt sett. I følge Lyon-hypotesen (som allerede er bekreftet) hos kvinner, er bare ett av X-kromosomene uttrykt. Den andre inaktiveres av genetiske og epigenetiske mekanismer.

I denne forstand er alle pattedyr, mannlige og kvinnelige, hemizygote for X. XO kvinner, men i en annen tilstand, ikke uten problemer.

Syndromoversikt

Det er ingen påvist årsak til syndromet hos 45 kvinner av X karyotype. Turnersyndrom rammer 1 av 2500 levende kvinner.

Derfor er det en sjelden aneuploidi når man sammenligner for eksempel med XXY eller XXX trisomier. Generelt er XO-graviditeter ikke levedyktige. Anslagsvis 99% av XO-graviditeter ender med abort.

Tilknyttede fysiske og somatiske egenskaper

Kjennetegnets fysiske trekk ved Turners syndrom er kort status. XO-hunner er små ved fødselen, opplever ikke den eksplosive veksten forbundet med puberteten, og ettersom voksne når maksimalt 144 cm i høyden.

Andre somatiske trekk assosiert med syndromet inkluderer medfødt hjertesykdom, samt nyreavvik. Kvinner som er rammet av Turner syndrom har økt risiko for otitis media, hypertensjon, diabetes mellitus, skjoldbrusk lidelser og overvekt.

Mental utvikling og ferdigheter

IQ for XO-kvinner tilsvarer XX-jevnaldrende. Imidlertid er det mulig at underskudd kan observeres i romlig orientering, i håndskrift og i å løse matematiske problemer. De presenterer ikke problemer, for eksempel i aritmetiske beregninger, men de gjør det i telling.

Tale er normalt, men problemer kan oppstå når otitis media ikke behandles. Mange av disse manglene antas å være et resultat av redusert østrogenproduksjon. Motoriske ferdigheter kan også vise en viss forsinkelse.

Behandling av symptomer på syndromet

Når det gjelder kort holdning, kan kvinner med Turners syndrom få injeksjoner med rekombinant veksthormon i løpet av barndommen. De kan forvente å nå minst 150 cm i høyden.

Hormonerstatningsterapi bør startes mellom 12 og 15 år for å sikre en riktig overgang til ungdom og voksen alder. Denne behandlingen må i de fleste tilfeller forlenges for å forhindre for tidlig koronar hjertesykdom og osteoporose.

Med resten av forholdene er medisinsk rådgivning og oppfølging avgjørende under utviklingen og voksen tilstanden til XO kvinner. Rådgivning er også viktig, siden fysiske mangler kan påvirke din emosjonelle utvikling.

Monosomier i andre organismer

Monosomier ble først oppdaget og rapportert av Barbara McClintock i 1929 fra hennes arbeid med korn. Som i mais, har monosomier i andre diploide planter en større effekt enn i polyploide planter.

Bárbara MClintock i 1947. Smithsonian Institution / Science Service; Restaurert av Adam Cuerden, via Wikimedia Commons.

Tapet av et kromosom av paret i en diploid plante gir opphav til genetiske ubalanser som følgelig endrer enzymnivåene. Dermed kan alle stoffskifteveiene der de deltar påvirkes.

Som en konsekvens endres de normale fenotypene til individet. På den annen side er monosomikk lett å studere, siden deres hemizygote tilstand gjør genetisk analyse av mutanter enklere.

Disse plantene er veldig nyttige i grunnleggende vitenskap, for eksempel for å studere meiose og kromosomsegregasjonshendelser. Det er for eksempel observert at ikke alle kromosomer i forskjellige monosomer oppfører seg på samme måte.

Alt dette vil avhenge av eksistensen av homologe regioner i kromosomer som ikke nødvendigvis er de for det riktige paret. I anvendt vitenskap er en spesifikk monosomal plante enklere å manipulere enn en disomic. Deretter kan du gå videre til konvensjonelle kors for å generere nye varianter (uten monosomien).

referanser

1. Alberts, B., Johnson, AD, Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Molecular Biology of the Cell (6. utgave). WW Norton & Company, New York, NY, USA.
2. Álvarez-Nava, F., Lanes, R. (2018) Epigenetics in Turner syndrom. Clinical Epigenetics, 10. doi: 10.1186 / s13148-018-0477-0
3. Demaliaj, E., Cerekja, A., Piazze, J. (2012) Kapittel 7: Aneuploidier av sexkromosomer. I: Storchova, Z. (red.), Aneuploidy in Health and Disease. InTech, Rijeka, Kroatia. ISBN: 978-953-51-0608-1.
4. Nguyen, JM, Qualmann, KJ, Okashah, R., Reilly, A., Alexeyev, MF, Campbell, DJ (2015) 5p-slettinger: nåværende kunnskap og fremtidige retninger. American Journal of Medical Genetics Del C: Seminars in Medical Genetics, 169: 224-238.
5. Goodenough, UW (1984) Genetics. WB Saunders Co. Ltd, Philadelphia, PA, USA.
6. Griffiths, AJF, Wessler, R., Carroll, SB, Doebley, J. (2015). En introduksjon til genetisk analyse (11. utg.). New York: WH Freeman, New York, NY, USA.
7. Yadav, MC, 1,2 ∗, Sachan, JKS, Sarkar, KR (2009) Monosomisk analyse avslører dupliserte kromosomale segmenter i maisgenom. Journal of Genetics, 88: 331-335.