التثلث الصبغي: متلازمة داون والكروموسومات الجنسية - مادة الاحياء - 2025

و تثلث الصبغي هو شرط الكروموسومات من الأفراد الذين يحملون ثلاثة كروموسومات بدلا من الزوج العادي. في ثنائية الصبغيات ، يكون الموهبة الطبيعية عبارة عن كروموسومين من كل من المكمل الكروموسومي الذي يحدد الأنواع.

يسمى التغيير في العدد في واحد فقط من الكروموسومات اختلال الصيغة الصبغية. إذا اشتمل على تغييرات في العدد الإجمالي للكروموسومات ، فسيكون ذلك عبارة عن بلاويد حقيقي ، أو eupolidy. يمتلك الإنسان 46 كروموسومًا في كل خلية من خلاياه الجسدية. إذا كان لديهم تثلث صبغي واحد ، فسيكون لديهم 47 كروموسومًا.

يظهر النمط النووي تثلث الصبغي على الكروموسوم 21. وزارة الطاقة الأمريكية برنامج الجينوم البشري. ، عبر ويكيميديا ​​كومنز.

التثلث الصبغي متكرر إحصائيًا ويمثل تغييرات كبيرة للكائن الحامل. يمكن أن تحدث أيضًا عند البشر وترتبط بأمراض أو متلازمات معقدة.

هناك التثلث الصبغي في البشر معروف للجميع. الأكثر انتشارًا وتكرارًا والمعروف هو تثلث الصبغي للكروموسوم 21 ، وهو السبب الأكثر شيوعًا لما يسمى بمتلازمة داون.

هناك حالات ثلاثية أخرى في البشر تمثل تكلفة فسيولوجية كبيرة للحامل. من بينها لدينا تثلث الصبغي X ، والذي يمثل تحديًا كبيرًا للمرأة التي تعاني منه.

يمكن أن يكون لأي كائن حي حقيقي النواة تثلث الصبغي. بشكل عام ، يكون أي تغيير في عدد الكروموسومات (اختلال الصيغة الصبغية) في النباتات أكثر ضررًا من زيادة عدد الكروموسومات التكميلية للأنواع. في الحيوانات الأخرى ، كقاعدة عامة ، يكون اختلال الصيغة الصبغية أيضًا سببًا لظروف متعددة.

كروموسوم 21 تثلث الصبغي (متلازمة داون: 47 ، +21)

يحدد التثلث الصبغي (الكامل) للكروموسوم 21 في البشر وجود 47 كروموسومًا في الخلايا الجسدية ثنائية الصبغيات. اثنان وعشرون زوجًا يوفرون 44 كروموسومًا ، بينما يوفر الثلاثي الموجود على الكروموسوم 21 ثلاثة كروموسوم آخر - أحدها زائد العدد. بمعنى آخر ، إنه كروموسوم "كثير جدًا".

الوصف وقليلا من التاريخ

الكروموسوم 21 تثلث الصبغي هو أكثر أنواع اختلال الصيغة الصبغية شيوعًا في البشر. وبالمثل ، فإن هذا التثلث الصبغي هو أيضًا السبب الأكثر شيوعًا لمتلازمة داون. ومع ذلك ، على الرغم من أن حالات التثلث الصبغي الجسدية الأخرى أكثر شيوعًا من تلك الموجودة على الكروموسوم 21 ، إلا أن معظمها تميل إلى أن تكون أكثر فتكًا في المراحل الجنينية.

أي أن الأجنة المصابة بالتثلث الصبغي 21 يمكن أن تصل إلى الولادة ، بينما لا تستطيع الأجنة ثلاثية الذرات الأخرى. علاوة على ذلك ، يكون البقاء على قيد الحياة بعد الولادة أعلى بكثير لدى الأطفال المصابين بالتثلث الصبغي على الكروموسوم 21 بسبب التردد الجيني المنخفض لهذا الكروموسوم.

بمعنى آخر ، سيتم زيادة عدد الجينات القليلة في عدد النسخ لأن الكروموسوم 21 هو أصغر جسيم جسمي على الإطلاق.

تم وصف متلازمة داون لأول مرة من قبل الطبيب الإنجليزي جون لانغدون داون في الفترة من 1862 إلى 1866. ومع ذلك ، تم تأسيس ارتباط المرض بالكروموسوم 21 بعد حوالي مائة عام. شارك في هذه الدراسات الباحثون الفرنسيون مارثي جوتييه وريموند توربين وجيروم ليجون.

الأسباب الجينية للمرض

يحدث التثلث الصبغي على الكروموسوم 21 نتيجة اتحاد اثنين من الأمشاج ، أحدهما يحمل أكثر من نسخة واحدة ، كلية أو جزئية ، من الكروموسوم 21. هناك ثلاث طرق يمكن أن يحدث هذا بها.

في الحالة الأولى ، في أحد الوالدين ، يؤدي عدم انفصال الكروموسومات 21 أثناء الانقسام الاختزالي إلى ظهور أمشاج مع اثنين من الكروموسومات 21 بدلاً من واحد. عدم الفصل يعني "عدم الفصل أو التفرقة". إنها الأمشاج التي يمكن أن تؤدي إلى تثلث صبغي حقيقي من خلال الانضمام إلى مشيج آخر بنسخة واحدة من الكروموسوم 21.

سبب آخر أقل شيوعًا لهذا التثلث الصبغي هو ما يسمى إزفاء روبرتسون. في ذلك ، تنتقل الذراع الطويلة للكروموسوم 21 إلى كروموسوم آخر (عادة 14). إن اتحاد أحد هذه الأمشاج بأخرى طبيعية سيؤدي إلى ظهور أجنة ذات أنماط نواة طبيعية.

ومع ذلك ، ستكون هناك نسخ إضافية من المادة الموروثة من الكروموسوم 21 ، وهو سبب كافٍ للمرض. يمكن أن تحدث المتلازمة أيضًا بسبب الانحرافات الكروموسومية الأخرى أو الفسيفساء.

في الفسيفساء ، يمتلك الفرد خلايا ذات أنماط نواة طبيعية ، بالتناوب مع الخلايا ذات الأنماط الشاذة (ثلاثي الصبغيات للكروموسوم 21).

عدم الانفصال الانتصافي أثناء الانقسام الاختزالي المشيج للفينينين ، أو تكوين البويضات مأخوذة من https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Trisomy_due_to_nondisjunction_in_maternal_meiosis_1.png. عبر ويكيميديا ​​كومنز.

مظهر من مظاهر المرض

السبب الكامن وراء متلازمة داون هو زيادة التعبير عن بعض الإنزيمات بسبب وجود ثلاث نسخ من الجينات على الكروموسوم 21 بدلاً من نسختين.

يؤدي هذا التعبير المتزايد إلى تغييرات في فسيولوجيا الفرد الطبيعية. بعض الإنزيمات المتأثرة تشمل ديسميوتاز الفائق والأكسدة بيتا سينثيز. يرتبط العديد من الآخرين بتوليف الحمض النووي ، والتمثيل الغذائي الأساسي والقدرة المعرفية للفرد.

يظهر المرض على مستويات مختلفة. تعتبر عيوب القلب الخلقية من أهمها والتي تحدد عمر المصابين بالتثلث الصبغي.

تشمل الحالات الأخرى التي تصيب الأفراد المرضى تشوهات الجهاز الهضمي ، وأمراض الدم ، والغدد الصماء ، والأنف والأذن والحنجرة ، والعضلات الهيكلية ، بالإضافة إلى التشوهات البصرية ، من بين أمور أخرى.

الاضطرابات العصبية مهمة أيضًا ، وتشمل صعوبات تعلم خفيفة إلى متوسطة. يُصاب معظم الأفراد البالغين المصابين بمتلازمة داون بمرض الزهايمر.

التشخيص والدراسات في الأنظمة الحية الأخرى

يمكن إجراء تشخيص داون قبل الولادة بعدة طرق. ويشمل ذلك الموجات فوق الصوتية ، وكذلك أخذ عينات من خلايا المشيمة وبزل السلى. يمكن استخدام كلاهما في عدد الكروموسومات ، لكنهما يشكلان بعض المخاطر.

تشمل المقايسات الأكثر حداثة تحليل الكروموسومات FISH ، وتقنيات علم المناعة المناعية الأخرى ، واختبارات تعدد الأشكال الوراثي على أساس تضخيم الحمض النووي بواسطة PCR.

سمحت لنا دراسة التثلث الصبغي للكروموسوم 21 في أنظمة القوارض بتحليل المتلازمة دون تجربة البشر. بهذه الطريقة ، تم تحليل علاقات النمط الجيني / النمط الظاهري بأمان وموثوقية.

وبنفس الطريقة ، كان من الممكن الشروع في اختبار الاستراتيجيات والعوامل العلاجية التي يمكن استخدامها بعد ذلك في البشر. تبين أن نموذج القوارض الأكثر نجاحًا لهذه الدراسات هو الفأر.

التثلث الصبغي للكروموسومات الجنسية في البشر

بشكل عام ، يكون لاختلال الصيغة الصبغية للكروموسومات الجنسية عواقب طبية أقل من تلك التي تحدث في الجسيمات الذاتية عند البشر. الإناث من الجنس البشري XX ، والذكور XY.

التثلث الصبغي الجنسي الأكثر شيوعًا عند البشر هو XXX و XXY و XYY. من الواضح أنه لا يمكن أن يكون هناك أفراد YY ، ناهيك عن YYY. XXX أفراد من الناحية الشكلية ، بينما XXY و XYY من الذكور.

متلازمة ثلاثية إكس (47 ، XXX)

XXX أفراد في البشر هم من الإناث مع كروموسوم X إضافي. يختلف النمط الظاهري المرتبط بالحالة باختلاف العمر ، ولكن الأفراد البالغين عمومًا يقدمون نمطًا طبيعيًا.

من الناحية الإحصائية ، واحدة من كل ألف امرأة هي XXX. السمة المظهرية الشائعة في XXX من النساء هي النمو المبكر والتطور ، والأطراف السفلية الطويلة بشكل غير عادي.

في المستويات الأخرى ، غالبًا ما تعاني XXX من النساء من اضطرابات في السمع أو تطور اللغة. في نهاية فترة المراهقة ، يتغلبون عادة على المشاكل المرتبطة بتكيفهم الاجتماعي ، وتتحسن نوعية حياتهم. ومع ذلك ، فإن الاضطرابات النفسية في XXX من النساء أكثر شيوعًا من النساء في XX.

في الإناث ، يتم تعطيل أحد الكروموسومات X أثناء التطور الطبيعي للفرد. يُعتقد أن اثنتين منهم معطلة في XXX من الإناث. ومع ذلك ، يُعتقد أن معظم النتائج المستمدة من التثلث الصبغي ناتجة عن اختلالات جينية.

وهذا يعني أن هذا التعطيل ليس فعالاً أو كافياً لتجنب الاختلافات في التعبير عن بعض الجينات (أو جميعها). هذا هو أحد أكثر جوانب المرض المدروسة من وجهة نظر جزيئية.

كما هو الحال في حالات التثلث الصبغي الأخرى ، لا يزال الكشف قبل الولادة عن التثلث الصبغي الثلاثي X مدعومًا من خلال دراسة النمط النووي.

متلازمة كلاينفيلتر (47 ، XXY)

يقال إن هؤلاء الأفراد هم ذكور من الأنواع التي لديها كروموسوم X إضافي. تختلف علامات اختلال الصيغة الصبغية باختلاف عمر الفرد ، وعادة ما يتم تشخيص الحالة عند البالغين فقط.

هذا يعني أن اختلال الصيغة الصبغية الجنسي هذا لا يؤدي إلى تأثيرات كبيرة مثل تلك التي تسببها التثلث الصبغي في الكروموسومات الجسمية.

لا ينتج الذكور البالغون XXY سوى القليل من الحيوانات المنوية أو لا ينتجون مطلقًا ، ولديهم خصيتان وقضيب صغير ، بالإضافة إلى انخفاض الرغبة الجنسية. هم أطول من المتوسط ​​، ولكن لديهم شعر وجه وجسم أقل.

قد يكون لديهم ثدي متضخم (تثدي الرجل) ، وانخفاض كتلة العضلات ، وضعف العظام. عادة ما يكون إعطاء هرمون التستوستيرون مفيدًا في علاج بعض جوانب الغدد الصماء المتعلقة بالحالة.

متلازمة XYY (47 ، XYY)

تحدث هذه المتلازمة لدى الذكور من النوع البشري (XY) الذين لديهم كروموسوم Y إضافي. عواقب وجود كروموسوم Y إضافي ليست دراماتيكية مثل تلك التي تظهر في التثلث الصبغي الأخرى.

الأفراد XYY هم ذكور ظاهريون وطويلون بانتظام وذو أطراف مستطيلة قليلاً. إنهم ينتجون كميات طبيعية من هرمون التستوستيرون وليس لديهم مشاكل سلوكية أو تعليمية معينة كما كان يعتقد سابقًا.

العديد من أفراد XYY غير مدركين لحالة الكروموسومات لديهم. هم طبيعيون ظاهريا ، وأيضا خصبة.

التثلث الصبغي في الكائنات الحية الأخرى

تم تحليل تأثير اختلال الصيغة الصبغية في النباتات ومقارنته بتأثير تغيير الصبغيات الصبغية. بشكل عام ، التغييرات في العدد في واحد أو عدد قليل من الكروموسومات هي أكثر ضررًا للوظيفة الطبيعية للفرد من التغييرات في مجموعات كاملة من الكروموسومات.

كما في الحالات الموصوفة ، يبدو أن الاختلالات في التعبير مسؤولة عن الآثار الضارة للاختلافات.

المراجع

1. Herault، Y.، Delabar، JM، Fisher، EMC، Tybulewicz، VLJ، Yu، E.، Brault، V. (2017) نماذج القوارض في أبحاث متلازمة داون: التأثير والمستقبل. شركة علماء الأحياء ، 10: 1165-1186. دوى: 10.1242 / dmm.029728
2. khtar، F.، Bokhari، SRA 2018. Down Syndrome (Trisomy 21). في: StatPearls. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing؛ 2018 يناير. متاح من: ncbi.nlm.nih.gov
3. Otter ، M. ، Schrander-Stumpel ، CT ، Curfs ، LM (2010) متلازمة Triple X: مراجعة الأدبيات. المجلة الأوروبية لعلم الوراثة البشرية 18: 265-271.
4. Papavassiliou، P.، Charalsawadi، C.، Rafferty، K.، Jackson-Cook، C. (2014) Mosaicism for trisomy 21: a review. مجلة American Journal of Medical Genetica الجزء أ ، 167 أ: 26–39.
5. Santorum، M.، Wright، D.، Syngelaki، A.، Karagioti، N.، Nicolaides، KH (2017) دقة الاختبار المشترك في الثلث الأول من الحمل في فحص التثلث الصبغي 21 و 18 و 13. الموجات فوق الصوتية في أمراض النساء والتوليد ، 49: 714-720.
6. Tartaglia، NR، Howell، S.، Sutherland، A.، Wilson، R.، Wilson، L. (2010) مراجعة للتثلث الصبغي X (47، XXX). مجلة أورفانت للأمراض النادرة ، 5 ، ojrd.com