Detaljan pregled u aneuploidije i kako nastaju
Aneuploidije, ili heteroploidije, najjednostavnije rečeno, predstavljaju abnormalan broj hromozoma u ćeliji. Normalno, ljudska telesna ćelija sadrži 46 hromozoma – 23 nasleđena od oca i isto toliko od majke. U slučaju aneuploidija, ćelija može da ima, recimo, 45 ili 47 hromozoma, a nekad i više.
Kako se ćelije dele?
Ova vrsta hromozomske aberacije odnosi se na broj, a ne na strukturu samih hromozoma. Da bismo lakše razumeli nastanak ovog poremećaja, podsetimo se kako to zapravo izgledaju hromozomi u ćeliji.
Kako je već istaknuto, normalna ljudska ćelija sadrži 46 hromozoma, dok ih polna ćelija ima dvostruko manje – 23. Prilikom začeća, jedna garnitura hromozoma dolazi od majke iz jajne ćelije (23 hromozoma), a druga od očevog spermatozoida (takođe 23 hromozoma). Parovi autozomnih (telesnih, somatskih) hromozoma označeni su brojevima 1-22, dok su polni hromozomi (XX ili XY) označeni brojem 23.
Poremećaj broja hromozoma može da se javi usled greške koja nastaju u deobi polne ćelije (mejoza) ili pak u deobi somatske ćelije (mitoza).
Mitozom se dele somatske ćelije sa diploidnim brojem hromozoma, pri čemu se količina DNK pravilno rasporedi novonastalim ćelijama. Kćerke ćelije dobijaju međusobno jednak broj hromozoma (obe su diploidne) i količinu DNK, a istovremeno imaju i jednak broj hromozoma kao majka-ćelija (2n) od koje su nastale.
Kada je reč o mejozi, to je deoba kojom nastaju polne ćelije, pa se broj hromozoma u ćerkama ćelijama smanjuje na pola u odnosu na majku ćeliju. Budući da se ovde smanjuje broj hromozoma, ova deoba se još naziva „redukciona“ ili „mejoza I“. Ćerke ćelije se zatim dele mitozom, a ta faza u deobi polnih ćelija naziva se „mejoza II“.
Kako nastaju aneuploidije?
Aneuploidije, dakle, nastaju kada se hromozomi ili sestrinske hromatide ne odvoje u procesu mitoze ili mejoze. Tačnije, u mejozi I se ne razdvoje parovi hromozoma, a u mejozi II i u mitozi ne odvoje se pravilno sestrinske hromatide hromozoma.
Ovakve greške se mogu javiti kod svih osoba, ali im je učestalost veća što su roditelji stariji. U pojedinim slučajevima one mogu biti posledica genetske promene koja postoji kod roditelja.
Svaki hromozom se u normalnoj telesnoj ćeliji nalazi u paru pa se naziva dizomik. Ako telesna ćelija umesto para hromozoma sadrži samo jedan onda je to monozomik. Takva monozomična ćelija u ukupnom broju hromozoma ima jedan hromozom manje od normalnog broja – 45 hromozoma. Ćelija sa jednim hromozomom više od normalnog broja je trizomik (umesto para određenog hromozoma ona ima tri, odnosno 47 hromozoma).
Može se desiti da ćelija ima dva hromozoma manje, odnosno da joj jedan par hromozoma nedostaje pa je onda ta ćelija nultizomik.
Ako, pak, ćelija ima dva hromozoma više od normalnog tj. umesto jednog ima dva para određenog hromozoma, onda je ona tetrazomik.
Pored ovih aberantnih stanja mogu se javiti i polizomije.
Kakve posledice proizvode aneuploidije?
Nedostatak hromozoma je štetniji nego višak, budući da se time gubi čitav splet gena koji krucijalno mogu uticati na razvoj zigota. Višak hromozoma, pak, može ali i ne mora biti štetan, budući da je genetski materijal u višku.
Monozomije autozomnih hromozoma, dakle nedostatak hromozoma označenih brojevima 1-22, gotovo uvek su letalne. Kada je reč o polnim hromozomima (X i Y, broj 23), njihove aneuploidije manje oštećuju fenotip nego aneuploidije autozomnih hromozoma.
Osobe sa aneuploidijama autozomnih hromozoma pored umne zaostalosti nose i niz drugih teških anomalija zbog kojih ne žive dugo, dok je za osobe sa poremećenim brojem polnih hromozoma glavno obeležje njihova sterilnost (neplodnost). Razlozi za to su što se na polnim hromozomima nalazi manji broj gena nego na autozomnim i što svaki prekobrojni X hromozom postaje neaktivan.
Važno je istaći – najveći broj aneuploidija završi se letalno, odnosno takav plod bude odbačen i ne nastavlja svoj dalji razvoj. Ipak, događa se u manjem procentu da takve promene ostanu prisutne u živorođenoj populaciji ljudi i najčešće imaju svojstva sindroma.
Najčešće aneuploidije kod čoveka
Najčešća trizomija koja se javlja u ljudskoj populaciji je trizomija hromozoma 21 poznata kao Daunov sindrom. Ove osobe imaju jedan više hromozom broj 21.
Ove osobe imaju specifične fizičke karakteristike, ali i određene mentalne zaostalosti. Široko postavljene oči, zdepast rast, široke šake s kratkim prstima, loše formiran nos, ušne školjke i usne samo su neke od fenotipskih odlika osoba sa Daunovim sindromom. Njihov IQ se kreće između 40 i 50, što je ekvivalentno s mentalnom sposobnošću deteta od osam ili devet godina, mada to može da varira u širokom opsegu, a kada je reč o drugim nedostacima, mogu da imaju anomalije srca, smanjenu otpornost ka infekcijama, prevremeno starenje i slično.
Ipak, neretko, ove osobe se mogu funkcionalno osposobiti za život, pa tako mogu da idu i u školu, završe neki zanat, samostalno rade, koriste gradski prevoz…
Druga po učestolasti je trizomija hromozoma 13 označena kao Patauov sindrom. Javlja se jednom u 5000 slučajeva. Ovaj sindrom odlikuje izražena mentalna retardacija, mala glava usled malformacije mozga, rascep usne, vilice i nepca, stisnute šake, višak prstiju na rukama i nogama, kao i razne anomalije vitalnih organa. Životna prognoza je loša, pa većina dece umire u prvim mesecima života.
Edvardsov sindrom je ređi po učestalosti, a reč je o trizomiji hromozoma 18. Glavna obeležja su kao i kod Patauovog sindroma višestruke anomalije (deformisani i iskrivljeni udovi, nerazvijeni polni organi, defekti vitalnih organa), pa većina dece umire odmah po rođenju dok samo oko 10% preživi prvu godinu života. Deca koja žive duže imaju manje izražene anomalije organa, ali imaju naglašenu mentalnu zaostalost.
Najčešće aneuploidije polnih hromozoma
Aneuploidije polnih hromozoma manje oštećuju fenotip (spoljašnji izgled i fizičke karatkeristike) nego aneuploidije autozomnih hromozoma, zbog toga što se na polnim hromozomima nalazi manji broj gena nego na autozomnim i što svaki prekobrojni X hromozom postaje „neaktivan“. Stoga je najčešći poremećaj sterilnost.
Monozomija X hromozoma žene naziva se Tarnerov sindrom. Dakle, žene imaju jedan X hromozom manje (45, XO). To je jedina monozomija hromozoma kod čoveka koju ćelija može da preživi.
Žene s Tarnerovim sindromom su niske rastom (125-150 cm), imaju kratak vrat i nabore na bočnim stranama, nepravilno formirane ušne školjke, štitaste grudi s razmaknutim bradavicama, a sekundarne polne karakteristike nisu razvijene. Rast u visinu i sterilitet ovih osoba se ne mogu popraviti, ali ako se podvrgnu terapiji estrogenima i progesteronom u vreme inače očekivanog puberteta, može se izazvati pojava sekundarnih polnih odlika i time izbeći pojava psihičkih smetnji. Psihički razvoj je kod većine normalan, a kod manje od 20% se javlja mentalna zaostalost.
Klinefelterov sindrom je dizomija polnog hromozoma X kod muškaraca, pa oni imaju jedan X hromozom više (47, XXY). Muškarci sa ovim sindromom su sterilni, a obeležja su visok rast, evnuhoidna građa tela, izražene dojke (ginekomastija), ženski tip maljavosti, atrofija testisa… Nekad se javlja i blaga umna zaostalost.
Budući da nije klinički prepoznatljiv pre puberteta, sindrom se najčešće otkriva kod muškaraca koji se leče od neplodnosti, a u većini slučajeva vode normalan život.
Česta je i trizomija X hromozoma žene (47,XXX). Ona nema naziv sindroma jer su takve žene fenotipski normalne i klinički zdrave, a poneke imaju emotivne teškoće u društvenom prilagođavanju.
