ISOCHROMOSOME: التعريف ، الأصل ، الأمراض المرتبطة - مادة الاحياء - 2026

إن isochromosome هو كروموسوم متري غير طبيعي ناتج عن فقدان أحد ذراعي كروموسوم الوالدين وما يترتب على ذلك من ازدواج في الذراع المحفوظة.

هناك آليتان تم اقتراحهما لشرح توليد هذا النوع من الشذوذ الجيني. الأكثر قبولًا من الاثنين يقترح أن isochromosomes تنشأ أثناء عملية انقسام الخلية ، كنتيجة لتقسيم مستعرض لل centromere وليس طوليًا.

تشكيل Isochromosome. بواسطة Miguelferig ، من ويكيميديا ​​كومنز.

نظرًا لأن النتيجة تتكون من تغيير في المعلومات الجينية الموجودة في الكروموسوم الأبوي ، يمكن أن تنشأ العديد من الاضطرابات الوراثية. تعد متلازمة تيرنر ، التي تحدث بسبب ازدواجية الذراع الطويلة للكروموسوم X وفقدان الذراع القصيرة ، أكثر هذه الاضطرابات دراسة.

بالإضافة إلى ذلك ، ترتبط العديد من أنواع السرطان أيضًا بهذه الأنواع من التشوهات. لذلك ، أصبحت دراسة isochromosomes مجالًا بحثيًا جذابًا وهامًا.

Isochromosome: شذوذ بنيوي في الكروموسومات

isochromosome هو شذوذ بنيوي في الكروموسومات ينتج عنه كروموسوم متري شاذ. يحدث هذا بسبب فقدان أحد أذرع الكروماتيد والازدواج اللاحق للذراع غير المحذوف.

بمعنى آخر ، في هذا الكروموسوم ، تكون ذراعي الكروماتيد متطابقتين شكليًا وجينيًا. ينتج عن هذا الازدواجية أحادية الصبغي الجزئي أو التثلث الصبغي الجزئي.

Monosomy هو مصطلح يستخدم للإشارة إلى حقيقة أن المعلومات الجينية الموجودة في موضع ما موجودة في نسخة واحدة. حالة غير طبيعية في الخلايا ثنائية الصبغيات ، حيث توجد نسختان دائمًا. الآن ، يُقال إنها جزئية عند العثور على المعلومات المفقودة على الكروموسوم الآخر للزوج.

من ناحية أخرى ، فإن التثلث الصبغي الناتج عن هذا النوع من الاضطراب الهيكلي جزئي ، لأن المعلومات الجينية الموجودة في الذراع موجودة في ثلاث نسخ.

ومع ذلك ، فإن نسختين من هذه النسخ متطابقتان ، نتاج حدث الازدواج لأحد الأذرع في أحد كروموسومات الزوج.

الأصل

لا يزال يتعين توضيح الآليات التي يتم من خلالها إنشاء isochromosomes بشكل كامل. ومع ذلك ، يتم دعم اثنين من التفسيرات المقدمة حتى الآن.

أولها ، الأكثر قبولًا ، ينص على أنه أثناء انقسام الخلية ، يتشكل السنترومير عن طريق الانقسام المستعرض وليس الانقسام الطولي ، كما يحدث عادةً في ظل الظروف العادية. يؤدي هذا إلى فقدان أحد ذراعي كروموسوم الوالدين والازدواجية اللاحقة للذراع التي تظل سليمة.

تتضمن الآلية الثانية فصل أحد الذراعين واندماجها اللاحق للكروماتيدات الابنة فوق السنترومير مباشرةً ، مما يؤدي إلى ظهور كروموسوم به مركزان (كروموسوم ثنائي المركز). في المقابل ، يعاني أحد هذين المركزين من فقدان كامل للوظائف ، مما يجعل من الممكن فصل الكروموسومات أثناء انقسام الخلية بشكل طبيعي.

الأمراض المرتبطة

ينتج عن تكوين isochromosomes خلل في كمية المعلومات الوراثية التي تحتفظ بها كروموسومات الوالدين. غالبًا ما تؤدي هذه الاختلالات إلى ظهور اضطرابات وراثية ، والتي تُترجم إلى أمراض محددة.

من بين العديد من المتلازمات التي ارتبطت بهذا النوع من التشوهات الهيكلية ، نجد متلازمة تيرنر. هذه الحالة هي الأكثر شهرة ، في الواقع إنها مرتبطة بالتقرير الأول عن متماثل الكروموسوم في البشر. يأتي هذا الأخير من تكوين متماثل الكروموسوم X ، حيث فقد الذراع القصيرة للكروموسوم الأصلي وتضاعف الذراع الطويلة.

أظهرت العديد من التحقيقات أن وجود متوازيات الكروموسومات هو الدافع لتطور أنواع عديدة من السرطان ، من بينها سرطان الدم النخاعي المزمن المرتبط بـ isochromosome i (17q). هذه النتائج تجعل إيزوكروموسومات محور تركيز وثيق الصلة للباحثين.

ما هو الكروموسوم؟

في جميع الخلايا الحية ، يتم حزم الحمض النووي في هياكل عالية التنظيم تسمى الكروموسومات.

يحدث هذا التغليف في الخلايا حقيقية النواة بفضل تفاعل الحمض النووي مع بروتينات تسمى الهستونات ، والتي تشكل في مجموعة من ثماني وحدات (أوكتامر) نواة.

يتكون النوكليوسوم (الوحدة الأساسية لتنظيم الكروماتين) من أوكتامر هيستون يتكون من ثنائيات هيستون H2A و H2B و H3 و H4. تشبه بنية الأوكتامر بكرة خيط يتم من خلالها جرح جزيء الحمض النووي الكبير.

يؤدي لف جزيء الحمض النووي ، من خلال عدد كبير من النيوكليوسومات المرتبطة ببعضها البعض بواسطة مناطق مباعدة مرتبطة بنوع آخر من الهيستون (H1) تسمى الروابط ، أخيرًا إلى ظهور الكروموسومات. يمكن رؤية هذا الأخير تحت المجهر كأجسام محددة جيدًا أثناء عمليات انقسام الخلايا (الانقسام والانقسام الاختزالي).

يحتوي كل نوع ثنائي الصبغيات على عدد محدد جيدًا من أزواج الكروموسومات. كل زوج مميز في الحجم والشكل لسهولة التعرف عليه.

تركيب الكروموسومات

الكروموسومات لها بنية بسيطة إلى حد ما ، تتكون من ذراعين متوازيين (كروماتيدات) متحدان من خلال السنترومير ، وهو هيكل DNA معبأ بكثافة.

المقاطع المركزية لكل كروماتيد إلى ذراعين ، أحدهما قصير الطول يسمى "P arm" والآخر بطول أكبر يسمى "Q arm". في كل من ذراعي كل كروماتيد ، يتم ترتيب الجينات في مواقع متطابقة.

تشكيل Isochromosome. بواسطة Miguelferig ، من ويكيميديا ​​كومنز

يؤدي موقع السنترومير على طول كل كروماتيد إلى ظهور أنواع هيكلية مختلفة من الكروموسومات:

- Acrocentric: تلك التي يحتل فيها السنترومير موقعًا قريبًا جدًا من أحد النهايات ، وينشأ ذراعًا طويلًا جدًا بالنسبة للطرف الآخر.

- Metacentric: في هذا النوع من الكروموسومات ، يحتل centromere موقعًا متوسطًا ، مما يؤدي إلى ظهور أذرع متساوية الطول.

- شبه متماثل: في هذه ، يتم إزاحة السنترومير قليلاً من المركز ، مما ينتج عنه أذرع تتباعد قليلاً في الطول.

شذوذ الكروموسومات

كل من الكروموسومات التي تشكل النمط النووي للفرد تؤوي ملايين الجينات ، والتي تشفر عددًا لا نهائيًا من البروتينات التي تؤدي وظائف مختلفة ، بالإضافة إلى التسلسلات التنظيمية.

يمكن أن يؤدي أي حدث يقدم اختلافات في بنية أو عدد أو حجم الكروموسومات إلى تغييرات في كمية ونوعية وموقع المعلومات الوراثية الموجودة فيها. يمكن أن تؤدي هذه التعديلات إلى ظروف كارثية ، سواء في التنمية أو في أداء الأفراد.

تتولد هذه التشوهات عمومًا أثناء عملية التكوُّن الجيني أو أثناء المراحل المبكرة من التطور الجنيني ، وعلى الرغم من أنها عادةً ما تكون شديدة التنوع ، فقد تم تبسيطها إلى فئتين: تشوهات الكروموسومات الهيكلية والتشوهات الصبغية العددية.

تتضمن الأولى اختلافات في العدد القياسي للكروموسومات ، أي أنها تشير إلى فقدان أو اكتساب الكروموسومات ، بينما تشير الأخيرة إلى فقدان أو ازدواجية أو انعكاس جزء من الكروموسوم

المراجع

1. ألبرتس ب ، جونسون إيه دي ، لويس جيه ، مورغان د ، راف إم ، روبرتس ك ، والتر ب. (2014) البيولوجيا الجزيئية للخلية (الإصدار السادس). دبليو دبليو نورتون وشركاه ، نيويورك ، نيويورك ، الولايات المتحدة الأمريكية.
2. Annunziato A. تغليف الحمض النووي: النيوكليوسومات والكروماتين. تعليم الطبيعة. 2008 ؛ 1:26.
3. Caspersson T، Lindsten J، Zech L. طبيعة الانحرافات الهيكلية للكروموسوم X في متلازمة تيرنر كما كشف عنها تحليل مضان خردل الكيناكرين. وراثة. 1970 ؛ 66: 287-292.
4. دي لا شابيل أ. كيف ينشأ متساوي الكروموسوم البشري؟ جينات السرطان. 1982 ؛ 5: 173-179.
5. Fraccaro M ، Ikkos D ، Lindsten J ، Luft R ، Kaijser K. نوع جديد من شذوذ الكروموسومات في خلل تكوين الغدد التناسلية. لانسيت. 1960 ؛ 2: 1144.
6. ورشة العمل الدولية الأولى حول الكروموسومات في اللوكيميا. الكروموسومات في ابيضاض الدم الحبيبي المزمن Phi-positive. Br J Haematol. 1978 ؛ 39: 305-309.
7. Mitelman F ، Levan G. تجميع الانحرافات لكروموسومات معينة في الأورام البشرية. وراثة. 1978 ؛ 89: 207-232.
8. Simpson JL. اضطرابات التمايز الجنسي. 1970. المطبعة الأكاديمية ، نيويورك ، سان فرانسيسكو ، لندن.
9. Vinuesa M، Slavutsky I، Larripa I. وجود isochromosomes في أمراض الدم. جينات السرطان. 1987 ؛ 25: 47-54.