Хромосомная транслокация
Явление, приводящее к необычной перестройке хромосом

Хромосомная реципрокная транслокация 4-й и 20-й хромосомы .

В генетике транслокация хромосом — это явление, которое приводит к необычной перестройке хромосом. Сюда входят сбалансированная и несбалансированная транслокация, с двумя основными типами: реципрокная и робертсоновская транслокация. Реципрокная транслокация — это аномалия хромосом, вызванная обменом частями между негомологичными хромосомами . Два отсоединенных фрагмента двух разных хромосом переключаются. Робертсоновская транслокация происходит, когда две негомологичные хромосомы соединяются, что означает, что при наличии двух здоровых пар хромосом одна из каждой пары «склеивается» и однородно смешивается. [1]

Слияние генов может быть создано, когда транслокация соединяет два в противном случае разделенных гена. Это обнаруживается на цитогенетике или кариотипе пораженных клеток . Транслокации могут быть сбалансированными (при равномерном обмене материалом без дополнительной или отсутствующей генетической информации, и в идеале полной функциональности) или несбалансированными (когда обмен хромосомным материалом неравномерен, что приводит к дополнительным или отсутствующим генам ). [1] [2]

Реципрокные транслокации

Реципрокные транслокации обычно представляют собой обмен материалом между негомологичными хромосомами и происходят примерно у 1 из 491 живорождений. [3] Такие транслокации обычно безвредны, так как они не приводят к приобретению или потере генетического материала, хотя они могут быть обнаружены при пренатальной диагностике . Однако носители сбалансированных реципрокных транслокаций могут создавать гаметы с несбалансированными транслокациями хромосом во время мейотической хромосомной сегрегации . Это может привести к бесплодию, выкидышам или рождению детей с аномалиями. Генетическое консультирование и генетическое тестирование часто предлагаются семьям, которые могут быть носителями транслокации. Большинство носителей сбалансированных транслокаций здоровы и не имеют никаких симптомов.

Важно различать хромосомные транслокации, которые происходят в половых клетках из-за ошибок в мейозе (т.е. во время гаметогенеза ), и те, которые происходят в соматических клетках из-за ошибок в митозе . Первые приводят к хромосомной аномалии, характерной для всех клеток потомства, как у носителей транслокации. Соматические транслокации, с другой стороны, приводят к аномалиям, характерным только для пораженной клетки и ее предшественников, как при хроническом миелоидном лейкозе с транслокацией хромосомы Филадельфия .

Нереципрокная транслокация

Нереципрокная транслокация подразумевает односторонний перенос генов с одной хромосомы на другую негомологичную хромосому. [4]

Робертсоновские транслокации

Робертсоновская транслокация — это тип транслокации, вызванный разрывами в центромерах или около них двух акроцентрических хромосом. Взаимный обмен частями приводит к образованию одной большой метацентрической хромосомы и одной чрезвычайно маленькой хромосомы, которая может быть потеряна организмом с небольшим эффектом, поскольку содержит мало генов. Результирующий кариотип у людей оставляет только 45 хромосом, поскольку две хромосомы слились вместе. [5] Это не оказывает прямого влияния на фенотип, поскольку единственные гены на коротких плечах акроцентрических хромосом являются общими для всех них и присутствуют в вариабельном числе копий (гены ядрышковых организаторов).

Робертсоновские транслокации были замечены с участием всех комбинаций акроцентрических хромосом. Наиболее распространенная транслокация у людей затрагивает хромосомы 13 и 14 и наблюдается примерно у 0,97 / 1000 новорожденных. [6] Носители Робертсоновских транслокаций не связаны с какими-либо фенотипическими аномалиями, но существует риск несбалансированных гамет, которые приводят к выкидышам или аномальному потомству. Например, носители Робертсоновских транслокаций, затрагивающих хромосому 21, имеют более высокий риск рождения ребенка с синдромом Дауна . Это известно как «транслокация Дауна». Это происходит из-за неправильной сегрегации ( нерасхождения ) во время гаметогенеза. У матери более высокий (10%) риск передачи, чем у отца (1%). Робертсоновские транслокации, затрагивающие хромосому 14, также несут небольшой риск однородительской дисомии 14 из-за спасения от трисомии .

Роль в заболевании

Некоторые заболевания человека, вызванные транслокациями:

Хромосомные транслокации между половыми хромосомами также могут приводить к ряду генетических заболеваний, таких как

По хромосоме

Обзор некоторых хромосомных транслокаций, вовлеченных в различные виды рака, а также вовлеченных в некоторые другие состояния, например, шизофрению, [8] с хромосомами, расположенными в стандартном порядке кариограммы
. Сокращения: ОЛЛ — острый лимфобластный лейкоз
ОМЛ — острый миелоидный лейкоз
ХМЛ — хронический миелоидный лейкоз
ДФСП — выбухающая дерматофибросаркома
Кариотип человека с аннотированными полосами и подполосами, используемыми для номенклатуры хромосомных аномалий. Он показывает темные и белые области, как видно на G-бэндинге . Каждый ряд вертикально выровнен на уровне центромеры . Он показывает 22 гомологичные пары аутосомных хромосом, а также как женские (XX), так и мужские (XY) версии двух половых хромосом .

Обозначение

Международная система цитогенетической номенклатуры человека (ISCN) используется для обозначения транслокации между хромосомами . [9] Обозначение t(A;B)(p1;q2) используется для обозначения транслокации между хромосомой A и хромосомой B. Информация во втором наборе скобок, если она указана, указывает точное местоположение внутри хромосомы для хромосом A и B соответственно — где p указывает короткое плечо хромосомы, q указывает длинное плечо, а числа после p или q относятся к областям, полосам и подполосам, видимым при окрашивании хромосомы красителем . [ 10] См. также определение генетического локуса .

Транслокация — это механизм, который может привести к перемещению гена из одной группы сцепления в другую.

Примеры транслокаций на хромосомах человека

ТранслокацияСопутствующие заболеванияСлитые гены/белки
ПервыйВторой
т(8;14)(q24;q32)Лимфома Беркиттаc-myc на хромосоме 8,
обеспечивает белку слияния способность к пролиферации лимфоцитов		IGH@ (тяжелый локус иммуноглобулина) на хромосоме 14,
индуцирует массовую транскрипцию белка слияния
т(11;14)(q13;q32)Лимфома из клеток мантии [11]циклин D1 [11] на хромосоме 11,
обеспечивает способность белка слияния клеток к пролиферации		IGH@ [11] (тяжелый локус иммуноглобулина) на хромосоме 14,
вызывает массовую транскрипцию белка слияния
т(14;18)(q32;q21)Фолликулярная лимфома (~90% случаев) [12]IGH@ [11] (тяжелый локус иммуноглобулина) на хромосоме 14,
вызывает массовую транскрипцию белка слияния		Bcl-2 на хромосоме 18,
придает белку слияния антиапоптотические способности
t(10;(различные))(q11;(различные))Папиллярный рак щитовидной железы [13]Протоонкоген RET [13] на хромосоме 10PTC ( папиллярный рак щитовидной железы ) – Заполнитель для любого из нескольких других генов/белков [13]
т(2;3)(q13;p25)Фолликулярный рак щитовидной железы [13]PAX8 – парный бокс-ген 8 [13] на хромосоме 2PPARγ1 [13] ( рецептор, активируемый пролифератором пероксисом γ 1) на хромосоме 3
т(8;21)(q22;q22) [12]Острый миелобластный лейкоз с созреваниемETO на хромосоме 8AML1 на хромосоме 21
обнаруживается примерно у 7% новых случаев ОМЛ, имеет благоприятный прогноз и позволяет предсказать хороший ответ на терапию цитозина арабинозидом [12]
t(9;22)(q34;q11) Филадельфийская хромосомаХронический миелоидный лейкоз (ХМЛ), острый лимфобластный лейкоз (ОЛЛ)Ген Abl1 на хромосоме 9 [14]BCR («область кластера точек разрыва» на хромосоме 22 [14]
т(15;17)(q22;q21) [12]Острый промиелоцитарный лейкозБелок PML на хромосоме 15Постоянное
лабораторное обнаружение транскрипта PML-RARA на хромосоме 17 является сильным предиктором рецидива [12]
т(12;15)(p13;q25)Острый миелоидный лейкоз, врожденная фибросаркома, секреторная карцинома молочной железы, аналог молочной железы, секреторная карцинома слюнных желез, клеточный вариант мезобластической нефромыTEL на хромосоме 12Рецептор TrkC на хромосоме 15
т(9;12)(стр24;стр13)ХМЛ , ВСЕJAK на хромосоме 9TEL на хромосоме 12
т(12;16)(q13;p11)Миксоидная липосаркомаDDIT3 (ранее CHOP) на хромосоме 12Ген FUS на хромосоме 16
т(12;21)(п12;q22)ВСЕTEL на хромосоме 12AML1 на хромосоме 21
т(11;18)(q21;q21)MALT-лимфома [15]BIRC3 (API-2)МЛТ [15]
т(1;11)(q42.1;q14.3)Шизофрения [8]
т(2;5)(p23;q35)Анапластическая крупноклеточная лимфомаАЛКНПМ1
т(11;22)(q24;q11.2-12)саркома ЮингаФЛИ1СПР
т(17;22)ДФСПКоллаген I на хромосоме 17Фактор роста тромбоцитов B на хромосоме 22
т(1;12)(q21;p13)Острый миелоидный лейкоз
т(X;18)(p11.2;q11.2)Синовиальная саркома
т(1;19)(q10;p10)Олигодендроглиома и олигоастроцитома
т(17;19)(q22;p13)ВСЕ
t(7,16) (q32-34;p11) или t(11,16) (p11;p11)Фибромиксоидная саркома низкой степени злокачественностиФУСCREB3L2 или CREB3L1

История

В 1938 году Карл Сакс из Биологических лабораторий Гарвардского университета опубликовал статью под названием «Хромосомные аберрации, вызванные рентгеновскими лучами», в которой было показано, что радиация может вызывать серьезные генетические изменения, влияя на хромосомные транслокации. Считается, что эта статья ознаменовала начало области радиационной цитологии и позволила ему быть названным «отцом радиационной цитологии».

Репарация двухцепочечных разрывов ДНК

Начальным событием в формировании транслокации обычно является двухцепочечный разрыв в хромосомной ДНК . [16] Тип репарации ДНК, который играет важную роль в создании хромосомных транслокаций, - это негомологичный путь соединения концов. [16] [17] Когда этот путь функционирует надлежащим образом, он восстанавливает двухцепочечный разрыв ДНК, повторно соединяя изначально разорванные концы, но когда он действует неправильно, он может неправильно соединить концы, что приводит к геномным перестройкам, включая транслокации. Для того чтобы произошло незаконное соединение разорванных концов, ДНК партнеров по обмену должны быть физически близки друг к другу в трехмерном геноме . [18]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ ab "EuroGentest: Chromosome Translocations". www.eurogentest.org . Архивировано из оригинала 24 января 2018 г. . Получено 29 марта 2019 г. .
  2. ^ «Могут ли изменения в структуре хромосом влиять на здоровье и развитие?». Genetics Home Reference . National Library of Medicine . Получено 15 июля 2020 г.
  3. ^ Милунски, Обри; Милунски, Джефф М. (2015). Генетические нарушения и плод: диагностика, профилактика и лечение (7-е изд.). Хобокен: John Wiley & Sons. стр. 179. ISBN 978-1-118-98152-8. Получено 15 июля 2020 г. .
  4. ^ "Translocation". Carmel Clay Schools. Архивировано из оригинала 1 декабря 2017 г. Получено 2 марта 2009 г.
  5. ^ Хартвелл, Леланд Х. (2011). Генетика: от генов к геномам . Нью-Йорк: McGraw-Hill. стр. 443. ISBN 978-0-07-352526-6.
  6. ^ E. Anton; J. Blanco; J. Egozcue; F. Vidal (29 апреля 2004 г.). "Исследования FISH сперматозоидов у семи мужчин-носителей робертсоновской транслокации t(13;14)(q10;q10)". Human Reproduction . 19 (6): 1345– 1351. doi : 10.1093/humrep/deh232 . ISSN  1460-2350. PMID  15117905.
  7. ^ "Causes". nhs.uk . Архивировано из оригинала 4 июня 2017 г. . Получено 16 сентября 2023 г. .
  8. ^ ab Semple CA, Devon RS, Le Hellard S, Porteous DJ (апрель 2001 г.). «Идентификация генов из области точки разрыва транслокации, связанной с шизофренией». Genomics . 73 (1): 123– 6. doi :10.1006/geno.2001.6516. PMID  11352574.
  9. ^ Шаффер, Лиза. (2005) Международная система цитогенетической номенклатуры человека S. Karger AG ISBN 978-3-8055-8019-9 
  10. ^ "Характеристики групп хромосом: Кариотипирование". rerf.jp . Фонд исследований радиационных эффектов . Получено 30 июня 2014 г. .
  11. ^ abcd Li JY, Gaillard F, Moreau A, et al. (май 1999). "Обнаружение транслокации t(11;14)(q13;q32) в лимфоме из мантийных клеток методом флуоресцентной гибридизации in situ". Am. J. Pathol . 154 (5): 1449– 52. doi :10.1016/S0002-9440(10)65399-0. PMC 1866594 . PMID  10329598. 
  12. ^ abcde Burtis, Carl A.; Ashwood, Edward R.; Bruns, David E. (16 декабря 2011 г.). "44. Гематопоэтические злокачественные новообразования". Tietz Textbook of Clinical Chemistry and Molecular Diagnostics . Elsevier Health Sciences. стр.  1371– 1396. ISBN 978-1-4557-5942-2. Получено 5 ноября 2012 г. .
  13. ^ abcdef Кумар, Винай; Аббас, Абул К.; Фаусто, Нельсон; Митчелл, Ричард Шеппард (2007). "Глава 20: Эндокринная система". Robbins Basic Pathology (8-е изд.). Филадельфия: Saunders. ISBN 978-1-4160-2973-1.
  14. ^ ab Kurzrock R, Kantarjian HM, Druker BJ, Talpaz M (май 2003 г.). «Филадельфийские хромосомно-положительные лейкемии: от основных механизмов до молекулярной терапии». Ann. Intern. Med . 138 (10): 819– 30. doi :10.7326/0003-4819-138-10-200305200-00010. PMID  12755554. S2CID  25865321.
  15. ^ ab Kumar, Vinay; Abbas, Abul K.; Fausto, Nelson; Mitchell, Richard Sheppard (2007). Robbins Basic Pathology (8-е изд.). Филадельфия: Saunders. стр. 626. ISBN 978-1-4160-2973-1.
  16. ^ аб Агарвал, С.; Тафель, А.А.; Канаар, Р. (2006). «Репарация двухцепочечных разрывов ДНК и хромосомные транслокации». Восстановление ДНК . 5 ( 9–10 ): 1075–1081 . doi :10.1016/j.dnarep.2006.05.029. ПМИД  16798112.
  17. ^ Bohlander, SK; Kakadia, PM (2015). «Репарация ДНК и хромосомные транслокации». Хромосомная нестабильность в раковых клетках . Последние результаты исследований рака. Том 200. С.  1–37 . doi :10.1007/978-3-319-20291-4_1. ISBN 978-3-319-20290-7. PMID  26376870. {{cite book}}: |journal=проигнорировано ( помощь )
  18. ^ Rocha, PP; Chaumeil, J.; Skok, JA (2013). «Молекулярная биология. Поиск правильного партнера в трехмерном геноме». Science . 342 (6164): 1333– 1334. doi :10.1126/science.1246106. PMC 3961821 . PMID  24337287. 
  • Медиа, связанные с хромосомными транслокациями на Wikimedia Commons
Получено с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Хромосомная_транслокация&oldid=1238015043"