כרומוזומים

הגדרה - מהם כרומוזומים?

האיפור הגנטי של התא מאוחסן בצורת DNA (חומצה deoxyribonucleic) ובסיסיו (אדנין, תימין, גואנין וציטוזין). בכל התאים האוקריוטים (בעלי חיים, צמחים, פטריות) זה קיים בגרעין התא בצורה של כרומוזומים. כרומוזום מורכב ממולקולת DNA יחידה, קוהרנטית, הקשורה לחלבונים מסוימים.

השם כרומוזום נגזר מיוונית וניתן לתרגם אותו בערך כ"גוף צבעוני ". שם זה נובע מהעובדה כי מוקדם מאוד בהיסטוריה של הציטולוגיה (1888) הצליחו המדענים להכתים אותם באמצעות צבעים בסיסיים מיוחדים ולזהות אותם במיקרוסקופ אור. עם זאת, הם נראים ממש רק בנקודה מסוימת במחזור התא, מיטוזה (מיוזה בתאי נבט), כאשר הכרומוזום צפוף במיוחד (מעובה).

כיצד כרומוזומים בנויים?

אם כל הסליל הכפול של ה- DNA של התא, כלומר בסביבות 3.4 זוגות בסיס של 300, היה מקושר זה לזה, זה יביא לאורכו של יותר ממטר. האורך הכולל של כל הכרומוזומים שנוספו הוא רק כ- 115 מיקרומטר. הפרש אורך זה מוסבר על ידי המבנה הקומפקטי מאוד של הכרומוזומים, בו ה- DNA נפצע או מסתובב מספר פעמים בצורה מאוד ספציפית.

היסטונים, סוג מיוחד של חלבונים, ממלאים תפקיד חשוב בכך. יש בסך הכל 5 היסטונים שונים: H1, H2A, H2B, H3 ו- H4. שניים מארבעת ההיסטונים האחרונים משתלבים ויוצרים מבנה גלילי, האוקטאמר, שסביבו סליל הכפול מתפתל בערך פעמיים (= סליל העל). H1 מתחבר למבנה זה על מנת לייצב אותו.

קומפלקס זה של DNA, אוקטמר ו- H1 נקרא נוקלאוזום. כמה מגרעינים אלה הם כיום "כמו מחרוזת פנינים" בפרקי זמן קצרים יחסית (10-60 זוגות בסיס) זה אחרי זה. החלקים בין הכרומוזומים ידועים כ- DNA spacer. הגרעינים האישיים באים במגע שוב דרך H1, מה שיוצר סלילציה נוספת וכך גם דחיסה.

הגדיל שנוצר נמצא בתורו בלולאות, המייצבות על ידי עמוד שדרה העשוי מחלבונים חומציים שאינם היסטון, המכונה גם הרטון. לולאות אלה בתורן ספירלות המייצבות על ידי חלבונים, מה שמביא לשלב האחרון של הדחיסה. עם זאת, דרגה גבוהה של דחיסה מתרחשת רק בהקשר של חלוקת תאים בזמן המיטוזה.

בשלב זה ניתן לראות גם את הצורה האופיינית של הכרומוזומים המורכבים משני כרומטים. המקום בו אלה קשורים נקרא הצנטרומרה. זה מחלק כל כרומוזום מטאפזה לשתי זרועות קצרות ושתי ארוכות, הנקראות גם זרועות p ו- q.
אם הצנטרומר שוכן בערך באמצע הכרומוזום, הוא נקרא כרומוזום מטצנטרי: אם הוא שוכן כולו באחד מקצות הכרומוזום האקרוצנטרי. אלה שביניהם נקראים כרומוזומים תת-צנטריים. הבדלים אלה, שכבר ניתן לראות מתחת למיקרוסקופ האור, יחד עם האורך, מאפשרים סיווג ראשוני של הכרומוזומים.

מהם הטלומרים?

הטלומרים הם קצות הכרומוזומים עם רצפים חוזרים (TTAGGG). אלה אינם נושאים מידע רלוונטי אלא משמשים למניעת אובדן של חלקי DNA רלוונטיים יותר. בכל חלוקת תאים אבד חלק מהכרומוזום באמצעות מנגנון שכפול ה- DNA.

אז הטלומרים הם, במובן מסוים, מאגר שמעכב את הנקודה בה התא מאבד מידע חשוב דרך חלוקה. אם הטלומרים של תא אורך פחות מ -4,000 זוגות בסיס, יתחיל מוות תאים מתוכנת (אפופטוזיס). זה מונע התפשטות של חומר גנטי לקוי באורגניזם. בכמה תאים יש טלומרים, אנזימים שמצליחים להאריך את הטלומרים.

בנוסף לתאי הגזע מהם כל התאים האחרים נובעים, מדובר בתאי נבט ותאים מסוימים במערכת החיסון. בנוסף, טלומרזים נמצאים גם בתאי סרטן, וזו הסיבה שמדברים על הנצחה בהקשר זה של תא.

קרא כאן הכל אודות הנושא: טלומרים - אנטומיה, תפקוד ומחלות

מה זה כרומטין?

הכרומטין מתייחס לכל התוכן של גרעין התא, אותו ניתן להכתים עם בסיס. לכן, בנוסף ל- DNA, המונח כולל גם חלבונים מסוימים, למשל. היסטונים והרטונים (ראו מבנה), כמו גם שברי RNA מסוימים (hn ו- snRNA).

תלוי בשלב של מחזור התא או בהתאם לפעילות הגנטית, חומר זה זמין בצפיפות שונה. הצורה הצפופה יותר נקראת הטרוכרומטין. כדי להקל על ההבנה ניתן לפיכך להתייחס אליו כאל "צורת אחסון" וכאן שוב להבדיל בין הטרוכרומטטין קונסטרוקטיבי לפקולטטיבי.

Heterochromatin קונסטיטיבי הוא הצורה הצפופה ביותר, שנמצאת ברמת העיבוי הגבוהה ביותר שלה בכל שלבי מחזור התא. הוא מהווה כ- 6.5% מהגנום האנושי ונמצא בעיקר בסמוך לצנטרומרים וקצוות זרועות הכרומוזום (טלומרים) במידה מועטה אך גם במקומות אחרים (בעיקר כרומוזום 1, 9, 16, 19 ו- Y). בנוסף, רוב ההטרוכרומטין המכונן נמצא בסמוך לקרום הגרעיני, כלומר בשולי גרעין התא. החלל באמצע שמור לכרומטין הפעיל, האאודרומטין.

הטרוכרומטין פקולטטיבי הוא מעט פחות צפוף וניתן להפעיל ולהשבית אותו כנדרש או תלוי בשלב ההתפתחות. דוגמה טובה לכך היא כרומוזום ה- X השני בקריוטיפים נשיים. מכיוון שכרומוזום X אחד בעצם מספיק בכדי שהתא יוכל לשרוד, כמו שבסופו של דבר מספיק לגברים, אחד מהשניים מושבת בשלב העובר. כרומוזום ה- X שבוטל ידוע כגוף Barr.

רק במהלך חלוקת תאים, בהקשר של מיטוזה, היא מתמצאת לחלוטין, ובכך היא מגיעה לדחיסה הגבוהה ביותר במטאפזה. עם זאת, מכיוון שהגנים השונים נקראים באופן שונה לעיתים קרובות - אחרי הכל, לא כל חלבון נדרש באותה כמות באותה עת בכל עת - נעשית כאן הבחנה בין אוקראומטין פעיל ולא פעיל.

קרא עוד על זה תחת: כרומטין

כרומוזומים הפלואידים

Haploid (Gr. Haploos = יחיד) פירושו שכל הכרומוזומים של התא נמצאים בנפרד, כלומר לא בזוגות (דיפלואיד) כפי שקורה בדרך כלל. זהו המצב הטבעי של כל תאי הביצית והזרע, שבהם שני הכרומטידים זהים אינם מופרדים בהתחלה כחלק מהמיוזה הראשונה, אלא כל הזוגות הכרומוזומים מופרדים תחילה.

כתוצאה מכך, לאחר המיוזה הראשונה, לתאי הבת בבני אדם יש רק 23 במקום 46 הכרומוזומים הרגילים, התואמים למחצית מערך הכרומוזומים החסידיים. מכיוון שלתאי הבת הללו עדיין יש העתק זהה של כל כרומוזום המורכב משני כרומוזומים, נדרש המיוזה השנייה, בה שני הכרומטידים מופרדים זה מזה.

כרומוזומי פולינטה

כרומוזום פוליטן הוא כרומוזום המורכב ממספר רב של כרומטים זהים גנטית. מכיוון שקל לראות כרומוזומים כאלה תחת הגדלה נמוכה יותר, הם מכונים לעתים כרומוזומים ענקיים. תנאי הכרחי לכך הוא הכריתה האנדורטית, שבה הכרומוזומים מוכפלים מספר פעמים בתוך גרעין התא מבלי שתתרחש חלוקת תאים.

מהם הפונקציות של הכרומוזומים?

הכרומוזום, כיחידה הארגונית של הגנום שלנו, משמש בעיקר להבטיח כי הגנום המשוכפל מופץ באופן שווה בין תאי הבת במהלך חלוקת התא. לשם כך, כדאי לבחון מקרוב את מנגנוני חלוקת התאים או את מחזור התא:

התא מבלה את מרבית מחזור התא בממשק, כלומר פירושו כל פרק הזמן בו התא לא עומד מיד להתחלק. זה בתורו מחולק לשלבי G1, S ו- G2.

שלב ה- G1 (G לפער, כלומר פער) עוקב מייד אחרי חלוקת התא. כאן התא עולה בגודל שוב ומבצע פונקציות מטבוליות כלליות.

מכאן הוא יכול לעבור גם לשלב ה- G0. המשמעות היא שהיא משתנה לשלב שכבר לא מסוגל לחלק ובמקרים רגילים גם משתנה מאוד על מנת למלא פונקציה מאוד ספציפית (בידול התא). על מנת למלא את המשימות הללו, נקראים גנים מאוד ספציפיים בעוצמה רבה יותר, אחרים פחות או כלל לא.

אם אין צורך בקטע של DNA במשך זמן רב, הוא ממוקם לרוב בחלקים הכרומוזומים שנארזו בצפיפות במשך זמן רב (ראה כרומטין). מצד אחד, מטרתו לחסוך מקום, אך בנוסף למנגנונים האחרים של ויסות הגנים, זהו גם הגנה נוספת מפני קריאה בטעות. עם זאת, נצפה גם כי בתנאים ספציפיים מאוד, תאים מובחנים משלב ה- G0 יכולים להיכנס מחדש למחזור.

אחרי השלב G1 אחריו מופיע שלב ה- S, כלומר השלב בו מסונתז DNA חדש (שכפול DNA). כאן, ה- DNA כולו חייב להיות בצורתו החופשית ביותר, כלומר כל הכרומוזומים אינם מפותלים לחלוטין (ראו מבנה).

בסוף שלב הסינתזה, כל החומרים הגנטיים משוכפלים בתא. מכיוון שההעתק עדיין מחובר לכרומוזום המקורי דרך הצנטרומרים (ראה מבנה), אין מדברים על כפילות של הכרומוזומים.

כל כרומוזום מורכב כעת משני כרומטים במקום אחד, כך שיוכל לאחר מכן לקבל את צורת ה- X האופיינית בזמן המיטוזה (בקפדנות, צורת ה- X חלה רק על כרומוזומים מטצנטריים). בשלב ה- G2 שלאחר מכן מתרחשת ההכנה המיידית לחלוקת תאים. זה כולל גם בדיקה מפורטת של שגיאות שכפול וניתוקי קווצות, אותם ניתן לתקן במידת הצורך.

בעיקרון ישנם שני סוגים של חלוקת תאים: מיטוזה ומיוזה. למעט תאי הנבט, כל תאי האורגניזם מתעוררים באמצעות מיטוזה, שתפקידם היחיד הוא היווצרות של שני תאי בת זהים גנטית.
מיוזיס, לעומת זאת, מטרתה לייצר תאים שונים גנטית:
בשלב הראשון הכרומוזומים המתאימים (ההומולוגיים) אך לא זהים מחולקים זה מזה. רק בשלב הבא הכרומוזומים, המורכבים משני כרומטים זהים, מופרדים ושוב מופצים לשני תאי בת כל אחד, כך שבסופו של דבר, ארבעה תאי נבט עם חומר גנטי שונה נובעים מתא מבשר אחד.

הצורה והמבנה של הכרומוזומים חיוניים לשני המנגנונים: "חוטי חלבון" מיוחדים, מה שנקרא מנגנון הציר, נקשרים לכרומוזומים המעובדים מאוד ומושכים את הכרומוזומים בתהליך מפוקח דק מהמטוס האמצעי (מישור המשווני) לפוליות הנגדיות של התא סביב אחד כדי להבטיח חלוקה אחידה. אפילו לשינויים קטנים במיקרו של הכרומוזומים יכולים להיות השלכות חמורות.

אצל כל היונקים היחס בין כרומוזומי המין X ו- Y קובע גם את מין הצאצאים. בעיקרון, הכל תלוי אם הזרע שמתאחד עם תא הביצה נושא כרומוזום X או Y. מכיוון ששתי צורות הזרע מיוצרות תמיד באותה המידה בדיוק, ההסתברות תמיד מאוזנת לשני המינים. מערכת אקראית זו מבטיחה חלוקה מגדרית אחידה יותר ממה שהיה קורה, למשל, עם גורמים סביבתיים כמו טמפרטורה.

למידע נוסף על הנושא: חלוקת גרעין התא

כיצד מועברים הגנים דרך הכרומוזומים?

כיום אנו יודעים שתכונות עוברות בירושה באמצעות גנים המאוחסנים בתאים בצורה של DNA. אלה בתורם מחולקים ל 46 כרומוזומים עליהם מופצים 25,000-30000 הגנים האנושיים.

בנוסף לנכס עצמו, המכונה הפנוטיפ, יש גם את המקבילה הגנטית, המכונה הגנוטיפ. המקום בו הגן נמצא בכרומוזום נקרא לוקוס. מכיוון שבבני אדם יש כפול מכל כרומוזום, כל גן מופיע גם פעמיים. היוצא מן הכלל היחיד לכך הם הגנים הכרומוזומליים בגברים, שכן כרומוזום ה- Y נושא רק חלק מהמידע הגנטי שנמצא על כרומוזום ה- X.

גנים שונים שנמצאים באותו לוקוס נקראים אללים. לעתים קרובות ישנם יותר משני אללים שונים בלוקוס אחד. לאחר מכן אחד מדבר על פולימורפיזם. אלל כזה יכול פשוט להיות גרסה לא מזיקה (גרסה רגילה), אך גם מוטציות פתולוגיות, שיכולות להיות הטריגר למחלה תורשתית.

אם די במוטציה של גן בודד כדי לשנות את הפנוטיפ, הרי שמדברים על ירושה מונוגנית או מנדלית. עם זאת, רבות מהתכונות שעובדות בתורשה עוברות בתורשה דרך כמה גנים אינטראקציה ולכן קשה הרבה יותר ללמוד אותם.

מכיוון שאמא ואבא מעבירים כל אחד את אחד משני הגנים שלהם לילד בירושה של מנדליאנית, ישנם תמיד ארבעה שילובים אפשריים בדור הבא, לפיהם אלה יכולים להיות זהים גם ביחס לרכוש אחד. אם לשני האללים של אדם יש השפעה זהה על הפנוטיפ, האדם הוא הומוזיגי ביחס למאפיין זה והתכונה באה לידי ביטוי באופן מלא.

להטרוזיגוטים ישנם שני אללים שונים שיכולים לתקשר זה עם זה בדרכים שונות: אם אלל אחד דומיננטי על פני אחר, הוא מדכא לחלוטין את ביטויו והתכונה הדומיננטית נראית בפנוטיפ. האלל המודחק נקרא רצסיבי.

במקרה של ירושה קודומיננטית, שני האללים יכולים לבטא את עצמם לא מושפעים זה מזה, כאשר במקרה של ירושה ביניים יש תערובת של שני המאפיינים. דוגמה טובה לכך היא מערכת קבוצות הדם AB0, בה A ו- B דומיננטיים זה בזה, אך 0 דומיננטים זה בזה.

מה הסט הרגיל של הכרומוזומים בבני אדם?

בתאים אנושיים יש 22 זוגות כרומוזומים בלתי תלויים במין (אוטוזומים) ושני כרומוזומי מין (גונוסומים), ולכן בסך הכל 46 כרומוזומים מהווים קבוצה אחת של כרומוזומים.

אוטוזומים מגיעים בדרך כלל בזוגות. הכרומוזומים של הזוג דומים בצורתם וברצף הגנים שלהם ולכן מכונים הומולוגים. שני כרומוזומי ה- X של נשים הם גם הומולוגיים, ואילו לגברים יש כרומוזום X ו- Y. אלה נבדלים זה מזה בצורה ובמספר הגנים הקיימים כך שלא ניתן עוד לדבר על הומולוגיה.

לתאי נבט, כלומר תאי ביצה וזרע, יש רק מחצית מכרומוזום שנקבע בגלל מיוזה, כלומר 22 אוטוזומים בודדים וגונוזום אחד. מכיוון שתאי הנבט מתמזגים במהלך ההפריה ולעיתים מחליפים מקטעים שלמים (מוצלב), נוצר שילוב חדש של כרומוזומים (רקומבינציה). כל הכרומוזומים יחד נקראים הקריוטיפ, אשר למעט חריגים (ראו סטיות כרומוזומים) זהה בכל האנשים מאותו המין.

כאן תוכלו לגלות כל מה שקשור לנושא: מיטוזיס - הסבר פשוט!

מדוע יש תמיד זוגות כרומוזומים?

בעיקרון ניתן לענות על שאלה זו במשפט אחד: מכיוון שהוכח שהיא מועילה. נוכחותם של זוגות כרומוזומים ועיקרון השילוב מחדש חיוניים לירושה מבחינת רבייה מינית. באופן זה, אדם חדש לחלוטין יכול לצאת מהחומר הגנטי של שני אנשים במקרה.

מערכת זו מגדילה מאוד את מגוון המאפיינים בתוך מין ומבטיחה כי היא יכולה להסתגל לתנאים סביבתיים שהשתנו בהרבה ובגמישות רבה יותר ממה שהיה אפשרי רק באמצעות מוטציה ובחירה.

לסט הכרומוזומים הכפול יש גם אפקט מגן: אם מוטציה של גן תוביל לכישלון בתפקוד, עדיין יש סוג של "עותק גיבוי" בכרומוזום השני. לא תמיד זה מספיק כדי שהאורגניזם יפצה על התקלה, במיוחד אם האלל המוטה הוא דומיננטי, אך הוא מגדיל את הסיכוי לכך. בנוסף, בדרך זו המוטציה לא מועברת אוטומטית לכל הצאצאים, מה שבתורו מגן על המין מפני מוטציות קיצוניות מדי.

מהי מוטציה כרומוזומית?

פגמים גנטיים יכולים להיווצר כתוצאה מקרינה מייננת (למשל קרני רנטגן), חומרים כימיים (למשל בנזופרטן בעשן סיגריות), וירוסים מסוימים (למשל נגיפי HP) או, עם סבירות נמוכה, הם יכולים להיווצר אך ורק במקרה. לעתים קרובות ישנם כמה גורמים המעורבים בהתפתחותו. באופן עקרוני שינויים כאלה יכולים להתרחש בכל רקמות הגוף, אך מסיבות מעשיות הניתוח מוגבל לרוב ללימפוציטים (סוג מיוחד של תאי חיסון), פיברובלסטים (תאי רקמת חיבור) ותאי מח עצם.

מוטציה בכרומוזום היא שינוי מבני גדול בכרומוזומים בודדים.העדר או תוספת של כרומוזומים שלמים, לעומת זאת, יהיה מוטציה של גנום או תלתול, בעוד שהמונח מוטציה של גנים מתייחס לשינויים קטנים יחסית בתוך גן. המונח סטייה כרומוזומית (סטייה לטינית = לסטות) הוא רחב יותר וכולל את כל השינויים שניתן לאתר באמצעות מיקרוסקופ אור.

למוטציות יכולות להיות השפעות שונות מאוד:

1. מוטציות שקטות, כלומר מוטציות בהן השינוי לא משפיע על הפרט או על צאצאיו, הן לא טיפוסיות למדי עבור סטיות כרומוזומים ונמצאות לעתים קרובות יותר בתחום הגן או מוטציות נקודתיות.
   
2. מוטציה של אובדן פונקציה היא כאשר המוטציה גורמת לחלבון לא מקופל ולכן חסר תפקוד או ללא חלבון כלל.
   
3. מה שמכונה מוטציות של רווח-תפקוד משנים את סוג ההשפעה או את כמות החלבונים המיוצרים באופן שמתעוררות השפעות חדשות לחלוטין. מצד אחד זהו מנגנון מכריע להתפתחות ובכך להישרדות של מין או להופעת מינים חדשים, אך מצד שני, כמו במקרה של הכרומוזום בפילדלפיה, הוא יכול גם לתרום תרומה מכרעת להתפתחות תאי סרטן.

הידוע ביותר מבין הצורות השונות של סטיות כרומוזומים הם ככל הנראה הסטיות המספריות, בהן כרומוזומים בודדים מופיעים רק פעם אחת (מונוזומיה) או אפילו משולשים (טריזומיה).

אם זה תקף רק לכרומוזום בודד, זה נקרא אנאופולידי, וכל מערך הכרומוזומים מושפע מפוליפלואידי (tri- ו tetraploidy). ברוב המקרים, חלוקת mald זו מתרחשת במהלך התפתחות תאי הנבט בגלל אי ​​הפרדה (חיבור) של הכרומוזומים במהלך חלוקת תאים (מיוזה). זה מוביל לפיזור לא אחיד של הכרומוזומים בין תאי הבת ובכך לסטייה מספרית אצל הילד המתפתח.

מונוזומים של כרומוזומים שאינם מיניים (= אוטוזומים) אינם תואמים את החיים ולכן אינם מתרחשים אצל ילדים חיים. למעט טריזומיות 13, 18 ו -21, טריזומיות אוטוזומליות כמעט תמיד מובילות להפלות ספונטניות.

בכל מקרה, בניגוד לסטיות של כרומוזומי המין, שיכולים להיות גם לא בולטים, תמיד יש תסמינים קליניים רציניים ולרוב גם חריגות חיצוניות בולטות פחות או יותר (דיסמורפיזם).

חלוקה mald כזו יכולה להתרחש גם בהמשך החיים עם חלוקת תאים מיטוטיים (כל התאים למעט תאי נבט). מכיוון שישנם תאים ללא שינוי בנוסף לתאים הנגועים, אחד מדבר על פסיפס סומטי. עם סומטי (סומה יוונית = גוף) כל התאים נועדו שאינם תאי נבט. מכיוון שרק חלק קטן מתאי הגוף מושפע, הסימפטומים בדרך כלל מתונים בהרבה. לפיכך, טיפוסי הפסיפס לרוב אינם מזוהים במשך זמן רב.

כאן תוכלו לגלות כל מה שקשור לנושא: מוטציה בכרומוזום

מהי סטייה כרומוזומלית?

סטייה של כרומוזום מבני תואמת למעשה את ההגדרה של מוטציה בכרומוזום (ראה לעיל). אם כמות החומר הגנטי נותרה זהה ופשוט מופצת אחרת, מדברים על סטייה מאוזנת.

זה קורה לעתים קרובות באמצעות טרנסלוקציה, כלומר העברת פלח כרומוזום לכרומוזום אחר. אם זה חילופי דברים בין שני כרומוזומים, אחד מדבר על טרנסלוקציה הדדית. מכיוון שרק כ -2% מהגנום נדרש לייצור חלבונים, ההסתברות היא נמוכה מאוד כי גן כזה נמצא בנקודת השבר ובכך מאבד את תפקודו או שהוא לקוי בו. לכן, סטייה מאוזנת כזו לרוב לא מתבוננת ומועברת על פני כמה דורות.

עם זאת, זה יכול להוביל להפצה מוטה של ​​הכרומוזומים במהלך התפתחות תאי הנבט, מה שעלול לגרום לעקרות, הפלות ספונטניות או צאצאים עם סטייה לא מאוזנת.

עם זאת, סטייה לא מאוזנת יכולה להתרחש גם באופן ספונטני, כלומר ללא היסטוריה משפחתית. ההסתברות שילד ייוולד חי עם סטייה לא מאוזנת תלויה רבות בכרומוזומים שנפגעו ומשתנה בין 0 ל 60%. זה מוביל לאובדן (= מחיקה) או לשכפול (= כפילות) של פלח כרומוזום. בהקשר זה, מדברים על מונו וטריסומיות חלקיות.

במקרים מסוימים אלה מתרחשים יחד בשני אזורים שונים, כאשר בדרך כלל מונוזומיה חלקית מכריעה יותר להופעת תסמינים קליניים. אלה דוגמאות בולטות למחיקה תסמונת צעקת חתול ותסמונת וולף-הירשהורן.

אחד מדבר על מחיקת מיקרו כאשר אי אפשר עוד לקבוע את השינוי באמצעות מיקרוסקופ האור, כלומר כשמדובר באובדן של גנים אחד או מעטים. תופעה זו נחשבת כגורם לתסמונת פראדר-ווילי ותסמונת אנג'למן וקשורה קשר הדוק להתפתחות רטיונובלסטומה.

התרגום של רוברטסון הוא מקרה מיוחד:
שני כרומוזומים אקרוצנטריים (13, 14, 15, 21, 22) מתאחדים במרכזם ואז לאחר איבוד הזרועות הקצרות יוצרים כרומוזום יחיד (ראה מבנה). למרות שהדבר מביא למספר מצומצם של כרומוזומים, מכונה זאת סטייה מאוזנת, שכן ניתן לפצות בקלות על אובדן הזרועות הקצרות בכרומוזומים אלה. גם כאן ההשפעות ניכרות לעיתים קרובות רק בדורות הבאים, מכיוון שישנה סבירות גבוהה מאוד להפלות או ילדים חיים עם טריזומיה.

אם יש שתי הפסקות בתוך כרומוזום, יכול לקרות כי קטע הביניים מסתובב 180 מעלות ומשולב בכרומוזום. תהליך זה, המכונה היפוך, אינו מאוזן רק אם נקודת השבירה נמצאת בתוך גן פעיל (2% מכלל החומר הגנטי). תלוי אם הצנטרום נמצא בתוך הקטע ההפוך או מחוצה לו, הוא היפוך פרי או מרכזי. שינויים אלה יכולים גם לתרום להפצה לא אחידה של החומר הגנטי על תאי הנבט.

בהיפוך פרצנטרי, בו הצנטרומר אינו נמצא בקטע ההפוך, יכולים להופיע גם תאי נבט עם שניים או לא צנטומרים. כתוצאה מכך הכרומוזום המקביל אבד במהלך חלוקות התא הראשונות, מה שבוודאי מוביל להפלה.

הכנסה מתייחסת לשילוב של שבר כרומוזום במקום אחר. גם כאן הצאצאים מושפעים בעיקר באופן דומה. כרומוזום טבעתי יכול להופיע במיוחד לאחר מחיקת חלקי הקצה. סוג הרצפים וגודלם מכריעים לחומרת התסמינים. בנוסף, זה יכול להוביל להפצות לא נכונות ובכך בתורם לסוגי הפסיפס בתאי הגוף.

אם הכרומוזום המטאפזי נפרד בצורה לא נכונה במהלך חלוקת התאים, עלול להיווצר איזוכרומוזומים. מדובר בשני כרומוזומים זהים לחלוטין המורכבים רק מזרועות ארוכות או רק קצרות. במקרה של כרומוזום X זה יכול להתבטא כתסמונת אולריך-טרנר (מונוזומיה X).

קרא עוד על נושא זה: סטייה כרומוזומלית

טריזומיה 21

טריזומיה 21, הידועה יותר בשם תסמונת דאון, היא ללא ספק ההפרעה הכרומוזומלית המספרית הנפוצה ביותר בקרב לידות חי, כאשר הגברים מושפעים מעט יותר לעיתים קרובות (1.3: 1).

ההסתברות להתרחשות טריזומיה 21 תלויה בגורמים דמוגרפיים שונים, כמו הגיל הממוצע בלידת האמהות, ומשתנה מעט מאזור לאזור.

95% מהטריסומיה 21 נובעת כתוצאה מטעות חלוקה בהקשר של מיוזה (חלוקת תאי נבט), כלומר חיבור ללא חיבור, כלומר הכישלון בהפרדת הכרומטידים של האחות.

אלה מכונים טריזומיות חופשיות ומתעוררים 90% באמהות, 5% באבהי ועוד 5% בגנום העוברי.

3% נוספים נובעים מתרגומים לא מאוזנים בין כרומוזום 14 או 21; 21 טרנסלוקציה, יצירת כרומוזום רגיל וכפול 21. 2% הנותרים הם סוגי פסיפס בהם הטריסומיה לא התרחשה בתאי נבט ולכן אינה משפיעה על כל תאי הגוף. סוגי הפסיפסים הם לרוב כה קלים עד שהם יכולים להישאר בלתי מזוהים במשך זמן רב.

בכל מקרה, יש לבצע בדיקת כרומוזומים על מנת להבדיל בין טריזומיה חופשית זהה סימפטומטית לבין טריזומיה טרנסלוקציה שעשויה להיות בירושה. לאחר מכן יכולה להמשך היסטוריה משפחתית של הדורות הקודמים.

האם אתה מתעניין בנושא זה? קרא את המאמר הבא בנושא: טריזומיה 21

טריזומיה 13

טריסומיה 13 או תסמונת פטאו יש תדירות של 1: 5000 והיא נדירה בהרבה מתסמונת דאון. הגורמים (טריזומיות חופשיות, טרנסלוקציות וסוגי פסיפס) וחלוקת האחוזים שלהם, לעומת זאת, זהים במידה רבה.

בתיאוריה, כמעט כל המקרים ניתנים לאבחון טרום לידתי באמצעות אולטרסאונד או בדיקת PAPP-A. מכיוון שבדיקת ה- PAPP-A אינה בהכרח חלק מהבדיקות השגרתיות, כ -80% מהמקרים במרכז אירופה מאובחנים לפני הלידה.

ניתן כבר לראות אולטרה סאונד שאריות גדילה, שפה וסגר דו-צדדיים ועיניים קטנות במיוחד (מיקרופטלמיה). בנוסף, בדרך כלל קיימות מומים במוח הקדמי ובפנים בדרגות חומרה שונות (holoprosencephaly).

בעוד שבצורת הלובאר המיספרות המוחיות מופרדות כמעט לחלוטין ונוצרות חדרי הרוחב, בצורה הלוברית-למחצה לרוב מופרד רק החלק האחורי של המוח וחדרים לרוחב חסרים. בצורה החמורה ביותר, בצורה האלוברית, אין הפרדה של ההמיספרות המוחיות.

תינוקות עם צורה חצי או אלוברית בדרך כלל מתים מיד לאחר הלידה. לאחר חודש אחד, שיעור התמותה הוא סביב 50% מהלידות החיות. עד גיל 5 שיעור התמותה משליש 13 עולה ל 90%. בגלל המומים במוח, ברוב המקרים החולים נשארים מרותקים למיטה כל החיים ואינם יכולים לדבר, וזו הסיבה שהם תלויים בטיפול מלא. בנוסף, יכולות להיות ביטויים פיזיים נרחבים של טריסמוי 13.

קרא עוד בנושא בכתובת: טריזומיה 13 אצל הילד שלא נולד

טריזומיה 16

בעיקרון, טריזומיה 16 היא הטריזומיה הנפוצה ביותר (סביב 32% מכל הטריזומיות), אך ילדים חיים עם טריזומיה 16 הם נדירים ביותר. באופן כללי, לידות חי מתרחשות רק בשילוב טריזומיאלי או בסוגי פסיפס. בקרב הטריומומיות, זה בדרך כלל אחראי ללידות מת: 32 מתוך 100 הפלות עקב סטיות כרומוזומליות נובעות מסוג טריזומיה מסוג זה.

לכן, בעיקר תועדו מאפיינים ניתנים לזיהוי, כלומר לפני הנישואים. ראוי לציון כאן מומי לב שונים, צמיחה האטה, עורק טבורי יחיד (אחרת כפול) ושקיפות צוואר מוגברת, אשר מוסברת על ידי הצטברות נוזלים כתוצאה ממערכת הלימפה שטרם התפתחה והגמישות המוגברת של העור באזור זה. בנוסף, בקע הטבור הפיזיולוגי, כלומר העקירה הזמנית של חלק גדול מהמעי דרך הטבור כלפי חוץ, לרוב לא מצליחה להידרדר כראוי, המכונה אומלקוסלה או שבירת חבל הטבור.

לעתים קרובות ניתן לגלות כיווץ כופף עם אצבעות שלובות באולטרסאונד. במעט לידות חי מורגש יתר לחץ דם כללי של השרירים, כלומר חולשת שרירים כללית. זה מוביל לחולשת שתייה ויכול להבטיח כי יש להאכיל את התינוק באופן מלאכותי. לעתים קרובות מתרחש התלם עם ארבע אצבעות האופייניות כל כך לטריזומיות. גם כאן, תדירות התרחשות הטריסומיה קשורה ישירות לגיל האם.

טריזומיה 18

תסמונת אדוארדס, כלומר טריזומיה 18, מתרחשת בתדירות של 1: 3000. באבחון טרום לידתי זה זהה לתסמונת פטאו: גם כאן אותן בדיקות תאפשרו למצוא את כל החולים לחלוטין לפני הלידה. יש להשוות בין הסיבות להתפלגותן לבין טריזומיות אחרות (ראה טריזומיה 21).

בנוסף, בשלישיית 18 ישנם גם טריזומיות חלקיות אשר בדומה לסוגי הפסיפס מובילים לקורסים קליניים מתונים בהרבה. הדיסמורפיזם הנלווה אליו מאפיין גם הוא את תסמונת אדוארדס: בזמן הלידה, יש משקל גוף מופחת מאוד של 2 ק"ג (רגיל: 2.8-4.2 ק"ג), מצח נרחב נסוג, מחצית התחתון של הפנים בדרך כלל לא מפותחת עם פתיחת פה קטנה עפעפיים צרים וסובבים לאחור, אוזניים משנות צורה (אוזן של faun). בנוסף, החלק האחורי של הראש מפותח בצורה יוצאת דופן עבור יילוד. הצלעות צרות ושבריריות במיוחד. ליילודים יש גם מתח קבוע (טון) של כל השרירים, אשר עם זאת נסוגים לאחר השבועות הראשונים אצל הניצולים.

מאפיין מאפיין נוסף הוא חציית האצבעות השנייה והחמישית על פני השלישית והרביעית עם מספר האצבעות הכולל שקוע בהן, ואילו כפות הרגליים ארוכות בצורה יוצאת דופן (חלפו), יש עקב בולט במיוחד, ציפורניים מגוונות ובוהן גדולה.

מומים באיברים חמורים הם שכיחים ובדרך כלל מתרחשים בשילוב: מומי לב וכליות, התקפלות (מום) במעי, הידבקויות בצפק (mesenterium קומונה), חסימה של הוושט (אטרזיה של הוושט) ורבים אחרים.

בגלל מומים אלה, שיעור התמותה הוא סביב 50% במהלך ארבעת הימים הראשונים, רק כ- 5-10% חיים שהם למעלה משנה. הישרדות לבגרות היא היוצא מן הכלל המוחלט.ממילא נכות שכלית בולטת מאוד ואינה יכולה לדבר, מרותקים למיטה ובלתי יציבות, ולכן תלויים לחלוטין בעזרה מבחוץ.

למידע מפורט יותר על טריזומיה 18, אנא קרא גם את המאמר המפורט שלנו בנושא:

• טריזומיה 18 (תסמונת אדוארדס)
• טריזומיה 18 אצל הילד שלא נולד

טריזומיה X

טריזומיה X היא הצורה הבלתי מורגשת ביותר של סטייה כרומוזומלית מספרית, הופעתן של הנפגעות, שהן באופן הגיוני כולן נשיות, אינה שונה מאוד מנשים אחרות. חלקם מורגשים מכיוון שהם גבוהים במיוחד ובעלי תווי פנים "שמנמנים" במידה מסוימת. התפתחות נפשית יכולה להיות גם נורמלית במידה רבה, החל מנורמליות גבולית לנכות נפשית קלה.

עם זאת, הגירעון המודיעיני הזה הוא קצת יותר חמור מאשר בשאר הטריזומיות של כרומוזומי המין (XXY ו- XYY). בתדירות של 1: 1000 זה למעשה לא כל כך נדיר, אך מכיוון שלעתים, הטריזומיה אינה קשורה לתסמינים משמעותיים קלינית, ככל הנראה רוב הנשים הסובלות מהמחלה לעולם לא יאובחנו כל חייהן.

נשאים מתגלים לרוב במקרה במהלך בדיקה משפחתית או במהלך אבחון טרום לידתי. הפוריות עשויה להיות מופחתת מעט ושיעור סטיות הכרומוזום המיני בדור הבא עשוי להיות מוגבר מעט, כך שמומלץ לייעוץ גנטי אם תרצו להביא ילדים לעולם.

בדומה לשלישיות האחרות, טריזומיה X מתפתחת לרוב כשלישית חופשית, כלומר בגלל חוסר חלוקה (ללא קשר) של הכרומטידים האחות. גם כאן זה בדרך כלל מתעורר במהלך התבגרותם של תאי הביצה של האם, אם כי ההסתברות עולה עם הגיל.

תסמונת X שבירה

תסמונת X שברירית או תסמונת מרטין בל מועדפת אצל גברים, מכיוון שיש להם רק כרומוזום X אחד ולכן הם מושפעים יותר מהשינוי.

זה מתרחש בתדירות של 1: 1250 בקרב הילודים הגברים החיים בשנה אחת, מה שהופך אותה לצורה הנפוצה ביותר של פיגור שכלי לא ספציפי, כלומר כל הנכות הנפשיות שלא ניתן לתאר על ידי תסמונת מיוחדת עם סימנים אופייניים.

תסמונת X שברירית יכולה לרוב להופיע גם אצל נערות בצורה מעט חלשה יותר, הנובעת מהפעלה מקרית של אחד מכרומוזומי ה- X. ככל שהשיעור של הכרומוזום ה- X המנותק הבריא גבוה יותר, הסימפטומים חזקים יותר.

עם זאת, ברוב המקרים, נשים נשואות של המוניטין, שעדיין לא מייצר תסמינים קליניים, אך מגדיל את ההסתברות למוטציה מלאה אצל בניהן באופן מסיבי. במקרים נדירים מאוד, גברים יכולים להיות גם נשאים של מוניטין, שהם יכולים להעביר אותם רק לבנות, אך הם בדרך כלל בריאים קלינית (פרדוקס שרמן).

התסמונת מופעלת על ידי מספר מוגבר מאוד של שלשות משולש CGG (רצף בסיס מסוים) בגן ה- FMR (פיגור שכלי-אתר-שכלי); במקום 10-50 עותקים, המקדמה 50-200, עם ביטוי מלא 200-2000 עותקים.

מתחת למיקרוסקופ האור זה נראה כמו שבר בזרוע הארוכה, וזה מה שנתן לתסמונת את שמה. זה מוביל לביטול הגן הפגוע, מה שבתורו גורם לתסמינים.

אנשים מושפעים מראים התפתחות איטית של דיבור ותנועה ויכולים להראות בעיות התנהגות שיכולות להוביל לכיוון של היפראקטיביות, אך גם אוטיזם.מומים חיצוניים גרידא (סימני דיסמורפיזם) הם פנים ארוכות עם סנטר בולט ואוזניים בולטות. עם גיל ההתבגרות, האשכים לעתים קרובות מוגדלים מאוד (מקרוכידידיה) ותווי הפנים הופכים גסים יותר. יש הצטברות קלה של חריגות פסיכולוגיות ומנופאוזה מוקדמת במיוחד בקרב נשאים של הימצאות המחקר.

מהו ניתוח כרומוזום?

ניתוח כרומוזום הוא תהליך בציטוגנטיקה בעזרתו ניתן לאתר סטיות כרומוזומים מספריים או מבניים.

ניתוח כזה ישמש, למשל, אם יש חשד מייד לתסמונת כרומוזומלית, כלומר במקרה של מומים (דיסמורפיזם) או מוגבלות שכלית (פיגור), אך גם במקרה של עקרות, הפלות סדירות (הפלות) וגם עם סרטן מסוים (למשל לימפומות) או לוקמיה).

לרוב זה דורש לימפוציטים, סוג מיוחד של תאי חיסון המתקבל מדמו של המטופל. מכיוון שרק כמות קטנה יחסית ניתנת להשגה בדרך זו, הגירוי של התאים מתחלק עם פיטוהמגלוטינין ואז ניתן לגדל את הלימפוציטים במעבדה.

במקרים מסוימים, נלקחות במקום זאת דגימות (ביופסיות) מהעור או מחוט השדרה, ובנוסף נעשה שימוש בהליך דומה. המטרה היא להשיג כמה שיותר חומר DNA שנמצא באמצע חלוקת תאים. במטאפזה, כל הכרומוזומים מסודרים במפלס אחד בערך באמצע התא, כדי להימשך לצדדים (הקטבים) הנגדים של התא בשלב הבא, האנאפז.

בנקודת זמן זו הכרומוזומים ארוזים במיוחד (מעובה מאוד). מתווסף קולציצין רעל ציר, שעובד בדיוק בשלב זה של מחזור התא, כך שכרומוזומי המטאפז מצטברים. לאחר מכן הם מבודדים ומוכתמים בשיטות צביעה מיוחדות.

הנפוץ ביותר הוא פסי GTG, בהם מטפלים בכרומוזומים באמצעות טריפסין, אנזים עיכול, והגמסה הפיגמנטית. האזורים הארוזים בצפיפות במיוחד והאזורים העשירים באדנין וטימין מוצגים כהים.

להקות ה- G שהתקבלו אופייניות לכל כרומוזום, ובמונחים פשוטים יותר, נחשבות לאזורים עם פחות גנים. תמונה של הכרומוזומים המוכתמים בצורה זו מצולמת בהגדלה של פי אלף ונוצרת קריוגרמה בעזרת תוכנית מחשב. בנוסף לדפוס הלהקה, משתמשים בגודל הכרומוזום ומיקומם של הצנטרומרים כדי לסדר את הכרומוזומים בהתאם. ישנן גם שיטות אחרות של חבישה שיכולות להיות בעלות יתרונות שונים מאוד.

המלצות מצוות העורכים

למידע כללי נוסף, עיין במאמרים הבאים:

• חלוקת גרעין התא
• פונקציות של גרעין התא
• טריזומיה 21
• מחלות גנטיות