Izocromozom - Isochromosome

Izocromozom în care brațele sunt copii în oglindă ale celuilalt.

Un izocromozom este o anomalie structurală dezechilibrată în care brațele cromozomului sunt imagini în oglindă unele cu altele. Cromozomul este format din două copii fie ale brațului lung (q), fie al brațului scurt (p), deoarece formarea izocromozomului este echivalentă cu o duplicare și ștergere simultană a materialului genetic . În consecință, există o trisomie parțială a genelor prezente în izocromozom și o monosomie parțială a genelor din brațul pierdut.

Nomenclatură

Un izocromozom poate fi abreviat ca i (numărul cromozomilor) (punct de întrerupere centromeric). De exemplu, un izocromozom al cromozomului 17 care conține două brațe q poate fi identificat ca i (17) (q10). ( Medulloblastom )

Mecanism

Izocromozomii pot fi creați în timpul mitozei și meiozei printr-o diviziune greșită a centromerului sau a schimbului de catenă de tip U.

Formarea izocromozomului prin divizarea incorectă a centromerului. Izocromozomii monocentrici conțin brațe care sunt imagini în oglindă.

Diviziune greșită a centromerului

Sub separarea normală a cromatidelor surori în metafază , centromerul se va divide longitudinal sau paralel cu axa lungă a cromozomului. Un izocromozom este creat atunci când centromerul este divizat transversal sau perpendicular pe axa lungă a cromozomului. Diviziunea nu are loc de obicei în centromer în sine, ci într-o zonă care înconjoară centromerul, cunoscută și sub numele de regiune pericentrică. Se propune ca aceste locuri de schimb să conțină secvențe omoloage între cromatide surori. Deși cromozomul rezultat poate apărea monocentric cu un singur centromer, este izodicentric cu doi centromeri foarte apropiați unul de celălalt; rezultând o posibilă pierdere de material genetic găsit pe celelalte brațe. Diviziunea necorespunzătoare a centromerului poate produce, de asemenea, izocromozomi monocentrici, dar nu sunt la fel de obișnuiți ca izocromozomii dicentri.

Schimb de fire de tip U

Un mecanism mai comun în formarea izocromozomilor este prin ruperea și fuziunea cromatidelor surori, cel mai probabil care apare în anafaza timpurie a mitozei sau meiozei. O ruptură dublu-catenară în regiunea pericentrică a cromozomului este reparată atunci când cromatidele surori, fiecare conținând un centromer, sunt fuzionate împreună. Acest schimb de tip U de material genetic creează un cromozom izodicentric. Diviziunea necorespunzătoare a centromerului și schimbul de tip U poate apărea la cromatidele surori, creând astfel un izocromozom cu brațe identice genetic. Cu toate acestea, schimbul de tip U poate avea loc și pentru cromozomii omologi care creează un izocromozom cu brațe omoloage . Acest schimb între omologi se datorează cel mai probabil secvențelor omoloage care conțin repetări reduse ale copiilor . Indiferent de cromozomul implicat în schimbul de tip U, fragmentul acentric al cromozomului se pierde, creând astfel o monozomie parțială a genelor situate în acea porțiune a cromozomului acentric.

Consecințe

Cel mai isochromosome comun este cromozomul X de sex . Cromozomii autozomali acrocentrici 13 , 14 , 15 , 21 și 22 sunt, de asemenea, candidați obișnuiți pentru formarea izocromozomilor. Cromozomii care conțin brațe mai mici sunt mai predispuși să devină izocromozomi, deoarece pierderea materialului genetic din aceste brațe poate fi tolerată.

sindromul Turner

Sindromul Turner este o afecțiune la femei în care există pierderea parțială sau completă a unui cromozom X. Acest lucru provoacă simptome precum creșterea și problemele de dezvoltare sexuală . La 15% dintre pacienții cu sindrom Turner, anomalia structurală este izocromozomul X, care este compus din două copii ale brațului q (i (Xq)). Majoritatea i (Xq) sunt create prin schimbul de șiruri de tip U. O spargere și reunire în regiunea pericentrică a brațului p are ca rezultat un izocromozom dicentric. O parte din brațul p se găsește în această formație de i (Xq), dar o majoritate a materialului genetic de pe brațul p se pierde, deci este considerat absent. Deoarece brațul p al cromozomului X conține gene care sunt necesare dezvoltării sexuale normale, pacienții cu sindrom Turner au efecte fenotipice. Alternativ, creșterea dozei de gene pe brațul q poate fi implicată într-o creștere de 10 ori a riscului ca pacienții cu i (Xq) Turner să dezvolte tiroidită autoimună , o boală în care organismul creează anticorpi pentru a viza și distruge celulele tiroidiene.

Neoplazie

Neoplazia este o creștere necontrolată a celulelor, rezultând în crearea unei tumori. În multe forme diferite de neoplazie, izocromozomul 17q este cel mai frecvent izocromozom asociat neoplaziei și corespunde cu o supraviețuire slabă a pacientului. Secvențe unice de ADN, cunoscute sub numele de repetări reduse ale copiilor, apar în regiunea pericentrică a brațului p, astfel încât un eveniment încrucișat în acea zonă poate crea un izocromozom dicentric prin schimbul de catenă de tip U. Neoplazia creată din i (17q) este cauzată de o scădere și creștere a dozelor genetice din monosomia brațului p și respectiv a trisomiei brațului q. Multe gene candidate supresoare tumorale se găsesc pe brațul p pierdut, permițând menținerea populației de celule tumorale. Se dezbate dacă pierderea genei supresoare tumorale p53 , localizată pe 17p, este implicată în patogeneza centrală a unor neoplazii. Prezența unei gene p53 poate fi activă din punct de vedere funcțional, dar relația sa cu alte oncogene îi poate modifica nivelurile de expresie atunci când sunt prezente doar într-un singur exemplar. Deoarece secvențele genetice implicate în neoplazia i (17q) sunt mari, este dificil să se determine care gene sau combinația de gene sunt implicate în creșterea tumorii.

Referințe

  1. ^ a b c d e al.], editori, Roger N. Rosenberg ... [et (2008). Baza moleculară și genetică a bolilor neurologice și psihiatrice (ed. A 4-a). Philadelphia: Wolters Kluwer Health / Lippincott Williams & Wilkins. p. 22. ISBN 0781769566.CS1 maint: extra text: authors list (link)
  2. ^ a b c d e f g editori, Steven L. Gersen, Martha B. Keagle (2013). Principiile citogeneticii clinice (ed. A III-a). New York: Springer. ISBN 1441916881.CS1 maint: extra text: authors list (link)
  3. ^ a b c Roychoudhury, Manu L. Kothari, Lopa A. Mehta, Sadhana S. (2009). Elementele esențiale ale geneticii umane (ediția a 5-a). Hyderabad, India: Universities Press. ISBN 8173716471.
  4. ^ a b c d Wolff, DJ; Miller, AP; Van Dyke, DL; Schwartz, S .; Willard, HF (1996). "Definiția moleculară a punctelor de întrerupere asociate cu izocromozomii Xq umani: implicații pentru mecanismele de formare". Sunt J Hum Genet . 58 (1): 154-160.
  5. ^ Rowe, LR; Lee, JY; Rector, L; Kaminsky, EB; Brothman, AR; Martin, CL; Sud, ST (16 martie 2009). „Schimbul de tip U este cel mai frecvent mecanism pentru duplicarea inversată cu rearanjări de ștergere terminală”. Journal of Medical Genetics . 46 (10): 694-702. doi : 10.1136 / jmg.2008.065052 .
  6. ^ Elsheikh, M .; Wass, JAH; Conway, GS (2001). „Sindromul tiroidian autoimun la femeile cu sindrom Turner-asocierea cu cariotipul”. Endocrinologie clinică . 55 : 223-226. doi : 10.1046 / j.1365-2265.2001.01296.x .
  7. ^ a b Heim, Sverre; Mitelman, Felix, eds. (2015). Citogenetica cancerului: aberație genetică cromozomială și moleculară a celulelor tumorale (4 ed.). John Wiley & Sons. pp. 22, 94. ISBN 1118795512.
  8. ^ a b c Mendrzyk, Frank; Korshunov, Andrey; Toedt, Grischa; Schwarz, Frank; Korn, Bernhard; Joos, Ștefan; Hochhaus, Andreas; Schoch, Claudia; Lichter, Peter; Radlwimmer, Bernhard (aprilie 2006). „Punctele de întrerupere ale izocromozomilor pe 17p în meduloblastom sunt flancate de diferite clase de repetări ale secvenței ADN”. Gene, cromozomi și cancer . 45 (4): 401–410. doi : 10.1002 / gcc.20304 .
  9. ^ a b Barbouti, Aikaterini; Stankiewicz, Pawel; Nusbaum, Ciad; Cuomo, Christina; Cook, aprilie; Hoglund, Mattias; Johansson, Bertil; Hagemeijer, Anne; Park, Sung-Sup; Mitelman, Felix; Lupski, James R .; Fioretos, Thoas (2004). „Regiunea punctului de întrerupere al celui mai frecvent izocromozom, i (17q), în neoplazia umană este caracterizată printr-o arhitectură genomică complexă cu repetiții mari, palindromice, cu copie redusă” . American Journal of Human Genetics . 74 : 1-10. doi : 10.1086 / 380648 . PMC  1181896 . PMID  14666446 .