Изохромосома
Хромосомная аномалия
Изохромосома, в которой плечи являются зеркальными копиями друг друга.

Изохромосома — это несбалансированная структурная аномалия , при которой плечи хромосомы являются зеркальными отражениями друг друга. [1] Хромосома состоит из двух копий либо длинного (q) плеча , либо короткого (p) плеча , поскольку образование изохромосомы эквивалентно одновременной дупликации и делеции генетического материала . Следовательно, существует частичная трисомия генов, присутствующих в изохромосоме, и частичная моносомия генов в утраченном плече. [2]

Номенклатура

Изохромосому можно обозначить как i(номер хромосомы)(центромерная точка разрыва). Например, изохромосому хромосомы 17, содержащую два плеча q, можно обозначить как i(17)(q10).( Медуллобластома )

Механизм

Изохромосомы могут быть созданы во время митоза и мейоза посредством неправильного деления центромеры или обмена цепями U-типа. [1]

Формирование изохромосомы через неправильное разделение центромеры. Моноцентрические изохромосомы содержат плечи, которые являются зеркальными отражениями друг друга.

Неправильное деление центромеры

При нормальном разделении сестринских хроматид в анафазе центромера будет делиться продольно или параллельно длинной оси хромосомы. [3] Изохромосома создается, когда центромера делится поперечно или перпендикулярно длинной оси хромосомы. Деление обычно происходит не в самой центромере, а в области, окружающей центромеру, также известной как перицентрическая область. [2] Предполагается, что эти участки обмена содержат гомологичные последовательности между сестринскими хроматидами. [4] Хотя полученная хромосома может казаться моноцентрической только с одной центромерой, она изодицентрическая с двумя центромерами, расположенными очень близко друг к другу, что приводит к потенциальной потере генетического материала, обнаруженного на других плечах. [ 2] [4] Неправильное деление центромеры также может приводить к образованию моноцентрических изохромосом, но они не так распространены, как дицентрические изохромосомы. [1]

Обмен цепями U-типа

Более распространенным механизмом образования изохромосом является разрыв и слияние сестринских хроматид, что, скорее всего, происходит в ранней анафазе митоза или мейоза. [3] Двуцепочечный разрыв в перицентрической области хромосомы восстанавливается, когда сестринские хроматиды, каждая из которых содержит центромеру, сливаются вместе. [2] Этот обмен генетическим материалом U-типа создает изодицентрическую хромосому. [5] Неправильное разделение центромеры и обмен U-типа могут происходить в сестринских хроматидах, создавая таким образом изохромосому с генетически идентичными плечами. Однако обмен U-типа может также происходить для гомологичных хромосом , что создает изохромосому с гомологичными плечами . Этот обмен между гомологами, скорее всего, обусловлен гомологичными последовательностями, содержащими низкокопийные повторы . Независимо от того, какая хромосома участвует в обмене U-типа, ацентрический фрагмент хромосомы теряется, тем самым создавая частичную моносомию генов, расположенных в этой части ацентрической хромосомы. [2]

Последствия

Наиболее распространенной изохромосомой является половая хромосома X. [4] Акроцентрические аутосомные хромосомы 13 , 14 , 15 , 21 и 22 также являются частыми кандидатами на образование изохромосом. [1] Хромосомы, содержащие меньшие плечи, с большей вероятностью станут изохромосомами , поскольку потеря генетического материала в этих плечах может быть допустима. [2]

синдром Тернера

Синдром Тернера — это состояние у женщин, при котором происходит частичная или полная потеря одной X-хромосомы. Это вызывает такие симптомы, как проблемы роста и полового развития . У 15% пациентов с синдромом Тернера структурной аномалией является изохромосома X, которая состоит из двух копий плеча q (i(Xq)). [1] [2] Большинство i(Xq) создаются путем обмена цепями U-типа. Разрыв и воссоединение в перицентрической области плеча p приводит к образованию дицентрической изохромосомы. [4] Часть плеча p можно обнаружить в этом образовании i(Xq), но большая часть генетического материала на плече p теряется, поэтому он считается отсутствующим. Поскольку плечо p X-хромосомы содержит гены, необходимые для нормального полового развития, у пациентов с синдромом Тернера наблюдаются фенотипические эффекты. [3] В качестве альтернативы, увеличение дозы генов на плече q может быть связано с 10-кратным увеличением риска развития у пациентов с болезнью Тернера i(Xq) аутоиммунного тиреоидита — заболевания, при котором организм вырабатывает антитела для выявления и уничтожения клеток щитовидной железы. [6]

Неоплазия

Неоплазия — это неконтролируемый рост клеток, приводящий к образованию опухоли. Во многих различных формах неоплазии изохромосома 17q является наиболее частой неоплазией, связанной с изохромосомой, и соответствует плохой выживаемости пациентов. [7] [8] Уникальные последовательности ДНК, известные как низкокопийные повторы, встречаются в перицентрической области плеча p, поэтому кроссинговер в этой области может создать дицентрическую изохромосому посредством обмена цепями U-типа. [9] Неоплазия, созданная из i(17q), вызвана уменьшением и увеличением дозы гена из-за моносомии плеча p и трисомии плеча q соответственно. Многие кандидаты в гены-супрессоры опухолей обнаружены на утраченном плече p, что позволяет поддерживать популяцию опухолевых клеток. [8] Обсуждается, участвует ли потеря гена-супрессора опухолей p53 , расположенного на 17p, в центральном патогенезе некоторых неоплазий. Присутствие одного гена p53 может быть функционально активным, но его связь с другими онкогенами может изменить уровни его экспрессии, если он присутствует только в одной копии. [7] [8] [9] Поскольку генетические последовательности, вовлеченные в неоплазию i(17q), велики, трудно определить, какие гены или комбинации генов участвуют в росте опухоли.

Ссылки

  1. ^ abcde al.], редакторы Роджер Н. Розенберг ... [et (2008). Молекулярная и генетическая основа неврологических и психиатрических заболеваний (4-е изд.). Филадельфия: Wolters Kluwer Health/Lippincott Williams & Wilkins. стр. 22. ISBN 978-0781769563. {{cite book}}: |first1=имеет общее название ( помощь )CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  2. ^ редакторы abcdefg , Стивен Л. Герсен, Марта Б. Кигл (2013). Принципы клинической цитогенетики (3-е изд.). Нью-Йорк: Спрингер. ISBN 978-1441916884. {{cite book}}: |last1=имеет общее название ( помощь )CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  3. ^ abc Ройчоудхури, Ману Л. Котари, Лопа А. Мехта, Садхана С. (2009). Основы генетики человека (5-е изд.). Хайдарабад, Индия: Universities Press. ISBN 978-8173716478.{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  4. ^ abcd Вольф, DJ; Миллер, AP; Ван Дайк, DL; Шварц, S.; Уиллард, HF (1996). «Молекулярное определение точек разрыва, связанных с человеческими изохромосомами Xq: последствия для механизмов формирования». Am J Hum Genet . 58 (1): 154– 160. PMC 1914957 . PMID  8554051. 
  5. ^ Rowe, LR; Lee, JY; Rector, L; Kaminsky, EB; Brothman, AR; Martin, CL; South, ST (16 марта 2009 г.). «Обмен U-типа — наиболее частый механизм инвертированной дупликации с перестройками терминальных делеций». Journal of Medical Genetics . 46 (10): 694–702 . doi :10.1136/jmg.2008.065052. PMID  19293169. S2CID  5865296.
  6. ^ Elsheikh, M.; Wass, JAH; Conway, GS (2001). «Аутоиммунный тиреоидный синдром у женщин с синдромом Тернера — связь с кариотипом». Клиническая эндокринология . 55 (2): 223– 226. doi :10.1046/j.1365-2265.2001.01296.x. PMID  11531929. S2CID  73303081.
  7. ^ ab Heim, Sverre; Mitelman, Felix, ред. (2015). Цитогенетика рака: хромосомные и молекулярно-генетические аберрации опухолевых клеток (4-е изд.). John Wiley & Sons. стр. 22, 94. ISBN 978-1118795514.
  8. ^ abc Менджик, Фрэнк; Коршунов Андрей; Тоедт, Гриша; Шварц, Фрэнк; Корн, Бернхард; Йоос, Стефан; Хоххаус, Андреас; Шох, Клаудия; Лихтер, Питер; Радлвиммер, Бернхард (апрель 2006 г.). «Точки разрыва изохромосомы на 17p при медуллобластоме фланкированы различными классами повторов последовательностей ДНК». Гены, хромосомы и рак . 45 (4): 401–410 . doi :10.1002/gcc.20304. PMID  16419060. S2CID  20113481.
  9. ^ ab Barbouti, Aikaterini; Stankiewicz, Pawel; Nusbaum, Chad; Cuomo, Christina; Cook, April; Hoglund, Mattias; Johansson, Bertil; Hagemeijer, Anne; Park, Sung-Sup; Mitelman, Felix; Lupski, James R.; Fioretos, Thoas (2004). «Область точки разрыва самой распространенной изохромосомы i(17q) при неоплазии человека характеризуется сложной геномной архитектурой с большими палиндромными повторами с низким количеством копий». American Journal of Human Genetics . 74 (1): 1– 10. doi :10.1086/380648. PMC 1181896 . PMID  14666446. 
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Изохромосома&oldid=1226443408"