ناهنجاری های کروموزومی
ناهنجاری های کروموزومی (Chromosomal disorders) در اثر تغییر در تعداد یا ساختار کروموزوم ها ایجاد می‌شوند. در حالی که دلایل بسیاری از سقط ها و مرده‌زایی ها هنوز ناشناخته است، نتایج تحقیقات مؤسسه‌ی زنان و زایمان آمریکا نشان می‌دهد که بیش از 50 درصد سقط های رخ داده در سه ماه‌ی اول بارداری به دلیل ناهنجاری های کروموزومی و حدود یک درصد از نوزادانی که زنده متولد می‌شوند دارای اختلالات کروموزومی می‌باشند.
بروز ناهنجاری های کروموزومی
هرچند که بروز ناهنجاری های کروموزومی در دوران جنینی در بین نوزادان بسیار شایع نمی‌باشد اما بسیاری از والدین نگران داشتن فرزندی با ناهنجاری های کروموزومی می‌باشند. نتایج نشان داده است در زنان بالای 35 سال خطر داشتن جنین همراه با نقص های کروموزومی افزایش می‌یابد.
ژنوم انسان از 3 میلیارد نوکلوتید تشکیل شده است.
نوکلئوتید ها کنارهم تشکیل واحد های عملکردی ژن را داده؛ ژن ها و نواحی بین ژنی کنار هم
در نهایت بزرگترین سازمان نوکئلوتیدی یعنی کروموزوم را تشکیل می دهند.
در هسته ی هریک از سلول های انسان 22 جفت کروموزم اتوزومی و یک جفت کروموزوم جنسی قرار می گیرد،
یعنی در مجموع انسان دارای 46 کروموزم است که 23 تا از آن ها از پدر (در غالب اسپرم) و 23 تای دیگر از مادر (در غالب تخمک) دریافت می کند.
بازوی کروموزوم ها
کروموزوم ها از یک بازوی کوتاه (P) ویک بازوی بلند (q) تشکیل شده اند.
مرز بین بازوی P وq ناحیه ای 171 جفت بازی را تشکیل داده که به تعداد زیاد شامل باز های تکرار شده،
به شدت هتروکروماتینی و فشرده است و سانترومر نام دارد.
سانترومر همچنین محل اتصال رشته های دوک به کروموزوم در حین تقسیم میتوز و میوز می باشد.
در انتهای هر کروموزوم نیز توالی هایی به شدت تکراری TTAGGG وجود دارد که تلومر نامیده می‌شوند.
تلومرها حافظ انتهای کروموزوم بوده و آن ها را از گزند آنزیم های نوکلئاز حفظ کرده و همچنین تلومرها از اتصال انتهای کروموزوم ها به یکدیگر جلوگیری می کند و در نهایت باعث حفظ تمامیت کروموزوم طی همانند سازی می شوند.
اگر سانترومر در مرکز کروموزوم قرارگیرد و بازوی P و q از نظر اندازه برابر باشند، کروموزوم را متاسنتریک می نامند. به عنوان مثال کروموزوم های 1، 3، 16، 19 و 20 متاسنتریک هستند.
اگر سانترومر به یک انتهای کروموزوم بسیار نزدیک بوده و بازوی Pاز بازوی q خیلی کوچکتر باشد، کروموزوم را اکروسنتریک می نامند. به عنوان مثال کروموزوم های 13،14، 15، 21 و 22 اکروسنتریک می باشند. زمانی که سانترومر کمی بالاتر از مرکز قرار گرفته و نزدیک به یک انتها بوده و بازویP کمی از بازوی q کوتاه تر باشد، کروموزوم را ساب متاسنتریک می نامند.13 کروموزوم باقی مانده جزو دسته ساب متاسنتریک ها طبقه بندی می شوند.
دلایل ناهنجاری‌های کروموزومی و انواع آن
دلایل ناهنجاری‌های کروموزومی:ناهنجاری های کروموزومی اغلب به دلایل زیر رخ می‌دهند:
- خطا در حین تقسیم میوز
- خطا در حین تقسیم میتوز
- خطای ایجاد شده به علت عوامل خارجی
هرگونه تغییر ژنومی در مقیاس بزرگ که به راحتی با میکروسکوپ نوری قابل تشخیص باشد را در دسته ناهنجاری های کروموزومی طبقه بندی می کنند.
از شایعترین ناهنجاری های تعدادی کروموزوم، که اغلب به علت عدم تفکیک صحیح کروموزوم ها در حین تقسیمات میوز و یا تاخیر آنافازی رخ می دهند؛ می توان به تریزومی 21 (سندرم داون)، تریزومی 13 (سندرم پاتو) و تریزومی 18 (سندرم ادوارد) اشاره کرد.
اضافه شدن یک کروموزوم کامل علاوه بر دو کروموزوم به ارث رسیده (یکی از پدر و دیگری از مادر) با افزایش دوز ژنی همراه بوده و سرآغازی برای رخ دادن مشکلات عدیده ای در چنین بیماری هایی خواهد بود.
در مقابل کاهش تعداد کروموزوم ها به یک عدد در ناهنجاری های مونوزومی همچون سندرم ترنر (وجود یک کروموزوم X به جای دو کروموزوم X ) قابل مشاهده است. دسته دیگری از ناهنجاری های کروموزومی وجود دارند که با افزایش و کاهش تعداد کروموزوم همراه نبوده و در واقع تعداد کروموزوم ها به صورت نرمال 46 عدد است، ولی ساختار کروموزوم ها دچار تغییر شده است.
انواع ناهنجاری های کروموزومی
انواع مختلف ناهنجاری های کروموزومی را می‌توان به دو گروه اصلی تقسیم کرد:
ناهنجاری‌های عددی (Numerical Abnormalities)
ناهنجاری‌های عددی :این نوع از نقایص مادرزادی که به آن آنیوپلوئیدی (Aneuploidy) یعنی تعداد غیرطبیعی کروموزوم‌ها می‌گویند، زمانی رخ می‌دهد که تعداد کروموزوم‌های داخل سلول‌های بدن با حالت طبیعی تفاوت دارد ؛ یعنی به جای 46 کروموزوم در هر سلول ممکن است 45 یا 47 کروموزوم وجود داشته باشد. داشتن تعداد زیاد (تریزومی، تترازومی و غیره) یا تعداد کم کروموزوم (مونوزومی) منجر به نقایص مادرزادی یا بیماری می‌شود.
انواع آنیوپلوئیدی‌های رایج
در ادامه به برخی از آنیوپلوئیدی‌های رایج اشاره خواهیم کرد:
آنیوپلوئیدی اسپرم (Sperm aneuploidy)
تماس مرد با بعضی عوامل محیطی خطرساز و سبک زندگی وی می‌تواند خطر اسپرماتوزون های آنیوپلوئید را افزایش دهد. این خطر به ویژه با دود تنباکو و تماس با بنزن، آفت‌کش‌ها و ترکیبات پِرفلورینه افزایش می‌یابد. افزایش آنیوپلوئیدی اغلب با افزایش آسیب DNA در اسپرماتوزون ها همراه است.
مونوزومی (Monosomy)
اصطلاح مونوزومی فقدان یک عدد کروموزوم از یک جفت کروموزوم اتوزوم یا جنسی را بیان می‌کند. در نتیجه در هر سلول، 45 کروموزوم به جای 46 کروموزوم طبیعی وجود خواهد داشت. به‌عنوان مثال اگر فرزند شما با یک عدد کروموزوم ایکس به جای جفت کروموزوم معمول متولد شود ؛ مبتلا به مونوزومی ایکس خواهد بود و مشمول ناهنجاری‌های کروموزوم جنسی (Sex-chromosome anomalies) می‌شود. الگوی ایکس منفرد (XO) سندرم ترنر (Turner’s syndrome) نام دارد. گاهی ممکن است شاهد الگوی ایکس سه‌تایی (XXX) نیز باشیم. در هر دو مورد کودک، دختر خواهد شد. این رده‌ی ناهنجاری‌ها که مرتبط با تقسیم ناقص یا نادرست هر کدام از کروموزوم‌های جنسی است، تقریباً یک تولد از هر 400 تولد را در برمی‌گیرد.
مونوزومی یا مونوزومی جزئی دلیل خیلی از بیماری‌ها مانند سندرم ترنر و سندرم فریاد گربه می‌باشد.
تریزومی (Trisomy)
تریزومی حالتی است که فرد سه نسخه از یک کروموزوم دارد.
شایعترین حالت سندرم داون یا تریزومی 21 است (Down syndrome, Trisomy 21) که در آن کودک سه نسخه از کروموزوم 21 دارد.
تقریباً یک نوزاد از هر 1000-800 نوزاد با این اختلال متولد می‌شود. احتمال به دنیا آوردن کودکی مبتلا به تریزومی 21 به سن مادر بستگی دارد. سن پدر نیز یکی از فاکتورهای مؤثر است. جالب است که بدانید در مورد مادرانی با سن کمتر از 35 سال، سن پدر اثری بر تریزومی 21 ندارد ولی مرد بالای 40 سال که از یک زن بالای 35 سال بچه‌دار می‌شود، دو برابر یک پدر جوان‌تر احتمال دارد فرزندی مبتلا به سندرم داون داشته باشد.
دانشمندان کودکانی با تریزومی کروموزوم 13 یا سندرم پتو (Patau syndrome) و تریزومی کروموزوم 18 یا سندرم ادوارد (Edwards syndrome) را نیز تشخیص داده‌اند. این بیماری‌ها عواقب شدیدتری نسبت به تریزومی 21 دارد. تعداد کمی از کودکان مبتلا به تریزومی 13 و 18 به سنین بالاتر از یک سال می‌رسند.
احتمال داشتن فرزندی مبتلا به تریزومی 13 و 18 همانند تریزومی 21 با افزایش سن مادر، افزایش می‌یابد.
ناهنجاری‌های ساختاری (Structural abnormalities)
ناهنجاری‌های ساختاری:این نوع ناهنجاری به علت بازآرایی یا از دست رفتن بخشی از محتوای ژنتیکی ایجاد می‌شود. زمانی که ساختار کروموزوم عوض شود می‌تواند چندین شکل به خود بگیرد. ساختار کروموزوم‌ها معمولاً با رخ دادن جهش‌های زیر تغییر می‌کند:
سه جهش اصلی که تک کروموزوم را در برمی‌گیرند عبارتند از حذف، مضاعف شدگی و وارونگی.
دو جهش اصلی دیگر که دو کروموزوم را در برمی‌گیرند عبارتند از الحاق و جابه‌جایی.
جهش حذف
در این جهش قسمتی از کروموزوم حذف می‌شود. برخی از ناهنجاری‌های شناخته شده در انسان شامل سندرم ولف‌هیرشورن (Wolf-Hirschhorn syndrome) که در اثر حذف جزئی بازوی کوتاه کروموزوم چهار ایجاد می‌شود و سندرم جاکوبسن (Jacobsen syndrome) می‌باشد که نام دیگر آن ناهنجاری حذف 11q انتهایی است.
جهش مضاعف‌شدگی
در این جهش قسمتی از کروموزوم مضاعف می‌شود و محتوای ژنتیکی اضافی تولید می‌شود. یکی از ناهنجاری‌های شناخته شده در انسان بیماری شارکو‌ـ‌ماری‌ـ‌توث نوع یک (Charcot-Marie-Tooth disease type 1A) می‌باشد که در اثر مضاعف شدن ژن کدکننده‌ی یک نوع پروتئین میِلینی روی کروموزوم 17 ایجاد می‌شود.
جهش جابه‌جایی متقابل
در این جهش بخشی از یک کروموزوم به یک کروموزوم دیگر انتقال می‌یابد. دو نوع جابه‌جایی کروموزومی وجود دارد:
۱. جابه‌جایی متقابل (Reciprocal translocation): قطعاتی از دو کروموزوم متفاوت با هم جا‌به‌جا می‌شوند.
جهش جابه‌جایی رابرتسونی
۲. جابه‌جایی رابرتسونی (robertsonian translocation): یک کروموزوم کامل به یک کروموزوم دیگر از ناحیه‌ی سانترومر متصل می‌شود. در انسان این اتفاق فقط در کروموزوم‌های 13،14،15،21،22 رخ می‌دهد.
جهش وارونگی
در این جهش بخشی از کروموزوم می‌شکند، وارونه می‌شود و دوباره به همان کروموزوم متصل می‌شود. در نتیجه محتوای ژنتیکی معکوس یا وارونه می‌شود.
جهش الحاق
در این جهش بخشی از کروموزوم از جایگاه طبیعی خود حذف می‌شود و به کروموزوم دیگری ملحق می‌شود.
جهش حلقه
در این جهش بخشی از کروموزوم می‌شکند و دایره یا حلقه‌ای تشکیل می‌دهد. این اتفاق با از دست دادن یا ندادن محتوای ژنتیکی همراه است.
جهش ایزوکروموزوم
این نوع کروموزوم در اثر نسخه‌ی مشابه قطعه‌ي کروموزومی ازدست‌رفته که شامل سانترومر است تشکیل می‌شود. به عبارتی کروموزومی ایجاد می‌شود که یکی از بازوهای خود را از دست داده و با یک نسخه از بازوی دیگر همان کروموزوم جایگزین شده است.
موزائیسم نیز گاهی در اثر ناهنجاری کروموزومی ایجاد می‌شود.
موزائیسم (Mosaicism) زمانی رخ می‌دهد که فرد دارای دو یا چند مجموعه‌ی سلولی است که از نظر محتوای ژنتیکی متفاوت هستند.
فرد مبتلا به موزائیسم در برخی از سلول‌هایش 46 کروموزوم و در برخی 47 کروموزوم دارد
که سبب اختلالاتی در بدن می‌شود. موزائیسم در اثر اختلال در میتوز رخ می‌دهد و یک سلول به‌طور مساوی به دو سلول دختری تقسیم نمی‌شود.
سندرم‌های ناپایداری کروموزومی
سندرم‌های ناپایداری کروموزومی (Chromosome instability syndromes) گروهی از ناهنجاری‌ها هستند که با توجه به ناپایداری و شکست کروموزومی طبقه‌بندی می‌شوند و اغلب منجر به افزایش تمایل برای بروز برخی بدخیمی‌ها می‌شوند.
احتمال رخ دادن ناهنجاری‌های کروموزومی در بارداری‌های بعدی به نوع اختلال کروموزومی بستگی دارد. گرچه ممکن است که برخی از ناهنجاری‌های کروموزومی به ارث برسند ولی بیشتر این اختلالات به نسل بعد منتقل نمی‌شوند.
برخی از ناهنجاری‌های کروموزومی در اثر تغییر در تعداد کروموزوم‌ها ایجاد می‌شوند.
این تغییرات به ارث نمی‌رسند و احتمال تکرار آن در بارداری‌های بعدی نادر است
ولی ممکن است به شکل تصادفی، در طی فرآیند تشکیل سلول‌های جنسی رخ دهند.
یک خطا در تقسیم سلولی به نام جدا نشدن کروموزوم‌ها (nondisjunction) باعث تولید سلول‌های جنسی با تعداد غیرطبیعی کروموزوم می‌شود. به عنوان مثال یک سلول جنسی ممکن است به طور تصادفی یک نسخه کروموزومی را از دست بدهد یا به دست بیاورد.
اگر یکی از این سلول‌های جنسی غیرعادی، محتوای ژنتیکی جنین در حال تکوین را تشکیل داده باشد، کودک دارای یک کروموزوم اضافی یا فاقد یک کروموزوم در هر سلول خود خواهد بود.
تغییر در ساختار کروموزوم‌ها نیز باعث ناهنجاری‌های کروموزومی می‌شود. برخی از این تغییرات ساختاری با توجه به اینکه از یک والد به ارث رسیده باشند می‌توانند در بارداری‌های بعدی دیده شوند.
برخی نیز به طور تصادفی هنگام تشکیل سلول‌های جنسی (موزائیسم سلول‌های جنسی) یا در اوایل تکوین رویان (جهش از نو) رخ می‌دهند. به علت پیچیده بودن وراثت این تغییرات، افرادی که درباره‌ی ابتلا به این نوع ناهنجاری‌های کروموزومی نگران هستند باید با مشاور ژنتیک صحبت کنند.
برخی از سلول‌های سرطانی نیز در تعداد یا ساختار کروموزوم‌هایشان دچار اختلال می‌شوند. به علت اینکه اغلب این جهش‌ها در سلول‌های پیکری (سوماتیک) اتفاق می‌افتند، به نسل بعد منتقل نمی‌شوند.
جهت مشاهده پیج اینستاگرام مرکز تخصصی ژنتیک پزشکی ژن آزما کلیک کنید.
بدون دیدگاه