TRISOMI: SINDROM DOWN DAN KROMOSOM SEKS - BIOLOGI - 2026

A trisomy adalah keadaan kromosom individu yang membawa tiga kromosom bukannya pasangan normal. Dalam diploid, anugerah normal adalah dua kromosom dari setiap pelengkap kromosom yang menentukan spesies.

Perubahan bilangan hanya dalam satu kromosom disebut aneuploidi. Sekiranya merangkumi perubahan dalam jumlah kromosom, ia akan menjadi ploidy sebenar, atau eupolidy. Manusia mempunyai 46 kromosom di setiap sel somatiknya. Sekiranya mereka mempunyai trisomi tunggal mereka akan mempunyai 47 kromosom.

Karyotype menunjukkan trisomi pada kromosom 21. Program Genom Manusia Jabatan Tenaga AS. , melalui Wikimedia Commons.

Trisomi kerap berlaku secara statistik dan mewakili perubahan besar bagi organisma pembawa. Mereka juga boleh berlaku pada manusia, dan dikaitkan dengan penyakit atau sindrom yang kompleks.

Terdapat trisomi pada manusia yang diketahui oleh semua orang. Yang paling banyak dihadiri, kerap dan diketahui adalah trisomi kromosom 21, penyebab paling biasa dari apa yang disebut sindrom Down.

Terdapat trisomi lain pada manusia yang mewakili kos fisiologi yang besar untuk pembawa. Di antaranya kita mempunyai trisomi kromosom X, yang merupakan cabaran besar bagi wanita yang menderita dari itu.

Mana-mana organisma eukariotik yang hidup boleh mengalami trisomi. Secara umum, pada tanaman, perubahan jumlah kromosom (aneuploidi) jauh lebih merosakkan daripada peningkatan jumlah pelengkap kromosom spesies. Pada haiwan lain, sebagai peraturan umum, aneuploidi juga merupakan penyebab pelbagai keadaan.

Trisomi kromosom 21 (sindrom Down: 47, +21)

Trisomi (lengkap) kromosom 21 pada manusia menentukan kehadiran 47 kromosom dalam sel somatik diploid. Dua puluh dua pasangan menyediakan 44 kromosom, sementara trio pada kromosom 21 memberikan tiga lagi - salah satunya adalah supernumerary. Dengan kata lain, ia adalah kromosom yang "terlalu banyak."

Penerangan dan sedikit sejarah

Trisomi kromosom 21 adalah aneuploidi yang paling biasa pada manusia. Begitu juga, trisomi ini juga merupakan penyebab sindrom Down yang paling biasa. Walau bagaimanapun, walaupun trisomatik somatik lain lebih biasa daripada pada kromosom 21, kebanyakan cenderung lebih mematikan pada peringkat embrio.

Maksudnya, embrio dengan trisomis 21 dapat mencapai kelahiran, sementara embrio trisomik lain tidak dapat. Tambahan pula, kelangsungan hidup selepas bersalin jauh lebih tinggi pada kanak-kanak dengan trisomi pada kromosom 21 kerana kekerapan gen kromosom ini rendah.

Dengan kata lain, beberapa gen akan bertambah dalam jumlah salinan kerana kromosom 21 adalah autosom terkecil dari semua.

Sindrom Down pertama kali dijelaskan oleh doktor Inggeris John Langdon Down dalam tempoh 1862 hingga 1866. Walau bagaimanapun, hubungan penyakit ini dengan kromosom 21 terjalin kira-kira seratus tahun kemudian. Penyelidik Perancis Marthe Gautier, Raymond Turpin dan Jèrôme Lejeune mengambil bahagian dalam kajian ini.

Punca genetik penyakit ini

Trisomi kromosom 21 disebabkan oleh penyatuan dua gamet, salah satunya adalah pembawa lebih dari satu salinan, keseluruhan atau sebahagian, kromosom 21. Terdapat tiga cara ini boleh berlaku.

Pada yang pertama, pada salah satu ibu bapa, penyimpangan kromosom 21 semasa meiosis menimbulkan gamet dengan dua kromosom 21 dan bukannya satu. Nondisjunction bermaksud "kekurangan pemisahan atau pemisahan." Gamet inilah yang dapat menimbulkan trisomi sebenar dengan menggabungkan gamet lain dengan satu salinan kromosom 21.

Satu lagi penyebab trisomi yang kurang biasa adalah apa yang disebut translokasi Robertsonian. Di dalamnya, lengan panjang kromosom 21 berpindah ke kromosom lain (biasanya 14). Penyatuan salah satu gamet ini dengan normal yang lain akan menimbulkan embrio dengan kariotip normal.

Walau bagaimanapun, akan ada salinan tambahan bahan yang diwarisi dari kromosom 21, yang merupakan penyebab penyakit yang mencukupi. Sindrom ini juga boleh disebabkan oleh penyimpangan kromosom lain atau mozaik.

Dalam mosaik, individu mempunyai sel dengan kariotip normal, bergantian dengan sel dengan kariotip yang menyimpang (trisomik untuk kromosom 21).

Nondisjungsi Meiotik semasa meiosis gametik fenenin, atau oogenesis. Diambil dari https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Trisomy_due_to_nondisjunction_in_maternal_meiosis_1.png. Melalui Wikimedia Commons.

Manifestasi penyakit

Penyebab utama sindrom Down adalah peningkatan ekspresi beberapa enzim kerana adanya tiga salinan gen pada kromosom 21, dan bukannya dua.

Peningkatan ekspresi ini membawa kepada perubahan dalam fisiologi normal individu. Sebilangan enzim yang terjejas termasuk superoksida dismutase dan cystation beta-synthase. Banyak yang lain berkaitan dengan sintesis DNA, metabolisme utama dan keupayaan kognitif individu.

Penyakit ini menampakkan diri pada tahap yang berbeza. Salah satu yang paling penting, dan yang menentukan masa hidup mereka yang terkena trisomi, adalah kecacatan jantung kongenital.

Keadaan lain yang menimpa orang sakit termasuk kelainan saluran gastrousus, hematologi, endokrinologi, ENT, dan gangguan muskuloskeletal, serta kelainan visual, antara lain.

Gangguan neurologi juga penting, dan merangkumi kesukaran belajar yang ringan hingga sederhana. Sebilangan besar individu dewasa dengan sindrom Down menghidap penyakit Alzheimer.

Diagnosis dan kajian dalam sistem hidup lain

Diagnosis pranatal Down dapat dilakukan dengan beberapa cara. Ini termasuk ultrasound, serta pensampelan dan amniosentesis chorionic villus. Kedua-duanya dapat digunakan untuk jumlah kromosom, tetapi menimbulkan risiko tertentu.

Pengujian lain yang lebih moden termasuk analisis kromosom FISH, teknik imunohistologi lain, dan ujian polimorfisme genetik berdasarkan penguatan DNA oleh PCR.

Kajian mengenai trisomi kromosom 21 dalam sistem tikus telah membolehkan kita menganalisis sindrom tanpa bereksperimen dengan manusia. Dengan cara ini, hubungan genotip / fenotip telah dianalisis dengan selamat dan boleh dipercayai.

Dengan cara yang sama, telah memungkinkan untuk meneruskan pengujian strategi dan agen terapi yang kemudian dapat digunakan pada manusia. Model tikus yang paling berjaya untuk kajian ini ternyata menjadi tikus.

Trisomi kromosom seks pada manusia

Secara amnya, aneuploidi kromosom seks mempunyai akibat perubatan yang lebih sedikit daripada autosom pada manusia. Betina spesies manusia adalah XX, dan lelaki XY.

Trisomi seksual yang paling biasa pada manusia adalah XXX, XXY dan XYY. Jelas sekali, tidak mungkin ada individu YY, lebih kurang YYY. Individu XXX adalah wanita secara morfologi, manakala XXY dan XYY adalah lelaki.

Sindrom Triple X (47, XXX)

XXX individu pada manusia adalah wanita dengan kromosom X tambahan. Fenotip yang berkaitan dengan keadaan berbeza mengikut usia, tetapi pada umumnya individu dewasa menunjukkan fenotip yang normal.

Secara statistik, satu daripada seribu wanita adalah XXX. Sifat fenotipik yang biasa terjadi pada wanita XXX adalah pertumbuhan dan perkembangan pramatang, dan anggota badan yang lebih rendah.

Pada tahap lain, wanita XXX sering mengalami gangguan pendengaran atau perkembangan bahasa. Pada akhir usia remaja, mereka biasanya mengatasi masalah yang berkaitan dengan penyesuaian sosial mereka, dan kualiti hidup mereka bertambah baik. Walau bagaimanapun, gangguan psikiatri pada wanita XXX lebih kerap daripada pada wanita XX.

Pada wanita, salah satu kromosom X tidak aktif semasa perkembangan normal individu. Dua daripadanya dipercayai tidak aktif pada XXX wanita. Walau bagaimanapun, dipercayai bahawa sebahagian besar akibat yang disebabkan oleh trisomi adalah disebabkan oleh ketidakseimbangan genetik.

Ini bermaksud bahawa ketidakaktifan tersebut tidak cekap atau mencukupi untuk mengelakkan perbezaan ekspresi gen tertentu (atau semua). Ini adalah salah satu aspek penyakit yang paling banyak dikaji dari sudut molekul.

Seperti halnya trisomi lain, pengesanan prisatal trisomi triple X masih disokong oleh kajian kariotip.

Sindrom Kleinefelter (47, XXY)

Individu ini dikatakan jantan spesies dengan kromosom X tambahan. Tanda-tanda aneuploidi berbeza mengikut usia individu, dan biasanya hanya ketika mereka dewasa adalah keadaan yang didiagnosis.

Ini bermaksud bahawa aneuploidi seksual ini tidak menimbulkan kesan yang sama seperti yang disebabkan oleh trisomies pada kromosom autosom.

Lelaki dewasa XXY menghasilkan sedikit atau tidak ada sperma, mempunyai testis dan zakar kecil, serta penurunan libido. Mereka lebih tinggi daripada rata-rata, tetapi juga mempunyai rambut muka dan badan yang lebih sedikit.

Mereka mungkin mempunyai payudara yang membesar (ginekomastia), penurunan jisim otot, dan tulang yang lemah. Pemberian testosteron biasanya bermanfaat dalam rawatan beberapa aspek endokrinologi yang berkaitan dengan keadaan.

Sindrom XYY (47, XYY)

Sindrom ini dialami oleh lelaki spesies manusia (XY) yang mempunyai kromosom Y tambahan. Akibat daripada adanya kromosom Y tambahan tidak begitu dramatik seperti yang dilihat pada trisomis lain.

Individu XYY adalah lelaki secara fenotip, tinggi badan, dan dengan anggota badan yang sedikit memanjang. Mereka menghasilkan jumlah testosteron yang normal dan tidak mempunyai masalah tingkah laku atau pembelajaran tertentu seperti yang difikirkan sebelumnya.

Ramai individu XYY tidak menyedari status kromosomnya. Fenotipikalnya normal, dan juga subur.

Trisomi pada organisma lain

Kesan aneuploidi pada tumbuhan telah dianalisis dan dibandingkan dengan kesan perubahan euploidi. Secara umum, perubahan bilangan dalam satu atau beberapa kromosom lebih merosakkan fungsi normal individu daripada perubahan set kromosom yang lengkap.

Seperti dalam kes-kes yang dijelaskan, ketidakseimbangan dalam ekspresi sepertinya menjelaskan kesan buruk dari perbezaan tersebut.

Rujukan

1. Herault, Y., Delabar, JM, Fisher, EMC, Tybulewicz, VLJ, Yu, E., Brault, V. (2017) Model pengerat dalam penyelidikan sindrom Down: kesan dan masa depan. Syarikat Ahli Biologi, 10: 1165-1186. doi: 10.1242 / dmm.029728
2. khtar, F., Bokhari, SRA 2018. Sindrom Down (Trisomi 21). Dalam: StatPearls. Treasure Island (FL): Penerbitan StatPearls; 2018 Jan-. Boleh didapati dari: ncbi.nlm.nih.gov
3. Otter, M., Schrander-Stumpel, CT, Curfs, LM (2010) sindrom Triple X: tinjauan literatur. Jurnal Eropah Genetik Manusia, 18: 265-271.
4. Papavassiliou, P., Charalsawadi, C., Rafferty, K., Jackson-Cook, C. (2014) Mosaikisme untuk trisomi 21: ulasan. American Journsl of Medical Genetica Bahagian A, 167A: 26–39.
5. Santorum, M., Wright, D., Syngelaki, A., Karagioti, N., Nicolaides, KH (2017) Ketepatan ujian gabungan trimester pertama dalam saringan trisomi 21, 18 dan 13. Ultrasound dalam Obstetrik & Ginekologi, 49 : 714-720.
6. Tartaglia, NR, Howell, S., Sutherland, A., Wilson, R., Wilson, L. (2010) Kajian mengenai trisomi X (47, XXX). Jurnal Orphanet of Rare Diseases, 5, ojrd.com