IZOKROMOSZÓMA: MEGHATÁROZÁS, SZÁRMAZÁS, KAPCSOLÓDÓ PATOLÓGIÁK - BIOLÓGIA - 2026

Az izokromoszóma egy abnormális metacentrikus kromoszóma, amelyet a szülő kromoszóma egyik karjának elvesztése és a kar ennek megmaradt megduplázódása okoz, amely megmarad.

Kétféle mechanizmust javasoltak, hogy magyarázzák az ilyen típusú genetikai rendellenességek kialakulását. A két közül jobban elfogadott azt sugallja, hogy az izokromoszómák a sejtosztódás során keletkeznek, mint a centromérek keresztirányú megosztásának eredményeként, nem pedig a hosszanti irányban.

Izokromoszóma kialakulása. Miguelferig, a Wikimedia Commonsból.

Mivel az eredmény a szülői kromoszómában található genetikai információk megváltoztatásából áll, számos genetikai rendellenesség származhat. A Turner-szindrómát, amely az X kromoszóma hosszú karjának megkettőződése és a rövid kar elvesztése miatt jelentkezik, a legtöbbet vizsgálták ezek közül a rendellenességek közül.

Ezenkívül számos rák is társul az ilyen rendellenességek típusaihoz. Ezért az izokromoszómák vizsgálata vonzó és fontos kutatási területré vált.

Izokromoszóma: szerkezeti kromoszóma rendellenesség

Az izokromoszóma olyan strukturális kromoszóma rendellenesség, amely rendellenes metacentrikus kromoszómát eredményez. Ezt a kromatid egyik karjának elvesztése és az eltávolított kar ezt követő megismétlése okozza.

Más szavakkal, ezen a kromoszómán a kromatid mindkét karja morfológiai és genetikai szempontból azonos. Ez a párhuzamos részleges monoszómiát vagy részleges triszómiát eredményez.

A monoszómia kifejezés arra a tényre utal, hogy a lókuszban található genetikai információ egyetlen példányban található. Olyan helyzet, amely abnormális a diploid sejtekben, ahol mindig két kópia van jelen. Most azt mondják, hogy részleges, ha az elveszett információ megtalálható a pár másik kromoszómájában.

Másrészről, az ilyen típusú szerkezeti zavarok okozta triszómia részleges, mivel a karban lévő genetikai információk három példányban vannak jelen.

Ezek közül a kópiák közül kettő ugyanakkor ugyanaz, és a pár egyik kromoszómájának egyik karjában megkettőződik.

Eredet

Az izokromoszómák kialakulásának mechanizmusait még mindig tisztázni kell. Az eddig tett két magyarázat azonban támogatott.

Az első, a leginkább elfogadott állítás szerint a sejtosztódás során a centromert keresztirányú és nem hosszanti megosztás képezi, mivel ez általában normál körülmények között fordul elő. Ez a szülő kromoszóma egyik karjának elvesztéséhez és az érintetlen kar későbbi megduplázódásához vezet.

A mechanizmusok második részében az egyik kar leválódik, és ennek következtében a lányos kromatidok fuzionálódnak közvetlenül a centrométer fölött, két kromoszómát eredményezve két centroméren (decentrikus kromoszóma). A két centromer közül viszont az egyik teljes funkcionális veszteséget tapasztal, amely lehetővé teszi, hogy a sejtosztódás során a kromoszómális szegregáció normálisan megtörténjen.

Kapcsolódó patológiák

Az izokromoszómák kialakulása kiegyensúlyozatlanságot eredményez a szülői kromoszómákban tárolt genetikai információk mennyiségében. Ezek az egyensúlyhiányok gyakran genetikai rendellenességek megjelenéséhez vezetnek, amelyek specifikus kóros betegségekké válnak át.

Az ilyen típusú szerkezeti rendellenességekkel társított számos szindróma között megtaláljuk a Turner-szindrómát. Ez a betegség a legismertebb, valójában az emberben előforduló izokromoszóma első jelentésével kapcsolatos. Ez utóbbi egy X-izokromoszóma képződéséből származik, amelyben az eredeti kromoszóma rövid karja elveszett, és a hosszú kar megduplázódott.

Számos vizsgálat kimutatta, hogy az izokromoszómák jelenléte kiváltja számos rák kialakulását, amelyek közül kiemelkedik az i izokromoszómával (17q) kapcsolatos krónikus mieloid leukémia. Ezek az eredmények teszik az izokromoszómák rendkívül fontos figyelmet a kutatók számára.

Mi a kromoszóma?

Az összes élő sejtben a DNS nagyon jól szervezett struktúrákba van csomagolva, úgynevezett kromoszómák.

Ez a csomagolás az eukarióta sejtekben a DNS kölcsönhatásának köszönhetően a hisztonoknak nevezett proteinekkel, amelyek nyolc egységből álló csoportban (oktamer) nukleoszómát alkotnak.

A nukleoszóma (a kromatin szervezetének alapvető egysége) egy hiszton-oktamerből áll, amely H2A, H2B, H3 és H4 hiszton dimerekből áll. Az oktamer szerkezete olyan száltekercshez hasonlít, amelyen keresztül a nagy DNS-molekula meg van sebezve.

A DNS-molekula feltekercselése számos olyan nukleoszómán keresztül, amelyeket egy másik hiszton (H1) típusú linkereknek nevezett hiszton (H1) társított távtartó régiók kapcsolnak össze, végül kromoszómákat eredményez. Ez utóbbi a mikroszkóp alatt jól meghatározott testként látható a sejtosztódási folyamatok során (mitózis és meiozis).

Mindegyik diploid fajnak jól definiált száma kromoszómapárokkal rendelkezik. Mindegyik pár megkülönböztető méretű és alakú, az egyszerű azonosítás érdekében.

A kromoszómák szerkezete

A kromoszómák szerkezete meglehetősen egyszerű, két párhuzamos karból (kromatidból) áll, amelyek a centroméren keresztül egyesülnek, sűrűn csomagolt DNS-szerkezettel.

A centromérek mindegyikét kromátokba osztják két karba, az egyik rövid hosszúságú, „P kar”, az egyik pedig hosszabb, „Q kar”. Az egyes kromatidok mindkét ágában a gének azonos helyeken vannak elrendezve.

Izokromoszóma kialakulása. Miguelferig, a Wikimedia Commonsból

A centromér elhelyezkedése az egyes kromatidok mentén a kromoszómák különböző szerkezeti típusait eredményezi:

- Acrocentrikus: olyanok, amelyekben a centromér az egyik végéhez nagyon közel helyezkedik el, és a másikhoz viszonyítva nagyon hosszú karral rendelkezik.

- Metacentrikus: az ilyen típusú kromoszómákban a centromér középső helyet foglal el, és azonos hosszúságú karokat eredményez.

- Szubmetacentrikus: ezek a centromér csak kissé eltolódik a középpontból, olyan karokat eredményezve, amelyek nagyon kicsit eltérnek egymástól.

Kromoszóma rendellenességek

Az egyes kromoszómák, amelyek egy egyén kariotípusát alkotják, több millió gént hordoznak, amelyek végtelen számú fehérjét kódolnak, amelyek különböző funkciókat látnak el, valamint szabályozó szekvenciákat.

Bármely esemény, amely változásokat mutat be a kromoszómák szerkezetében, számában vagy méretében, megváltoztathatja a benne található genetikai információ mennyiségét, minőségét és elhelyezkedését. Ezek a változások katasztrofális körülményekhez vezethetnek, mind az egyének fejlődésében, mind működésében.

Ezeket a rendellenességeket általában a gametogenezis során vagy az embrionális fejlődés korai szakaszában generálják, és bár általában rendkívül változatosak, két kategóriába sorolhatók: szerkezeti kromoszómális rendellenességek és numerikus kromoszómális rendellenességek.

Az előbbiekben a kromoszómák szokásos számának változása van, vagyis a kromoszómák elvesztésére vagy nyereségére utalnak, míg az utóbbi a kromoszóma egy részének elvesztésére, megduplázódására vagy inverziójára utal.

Irodalom

1. Alberts B, Johnson AD, Lewis J, Morgan D, Raff M, Roberts K, Walter P. (2014) A sejt molekuláris biológiája (6. kiadás). WW Norton & Company, New York, NY, USA.
2. Annunziato A. DNS csomagolás: Nukleoszómák és kromatin. Természetnevelés. 2008 01:26.
3. Caspersson T, Lindsten J, Zech L. A szerkezeti X kromoszóma-rendellenességek természete Turner-szindrómában, amit a kinakrin mustár fluoreszcencia analízis tárt fel. Hereditas. 1970; 66: 287-292.
4. de la Chapelle A. Hogyan alakul ki az emberi izokromoszóma? Cancer Genet Cytogenet. 1982 5, 173-179.
5. Fraccaro M, Ikkos D, Lindsten J, Luft R, Kaijser K. A krónikus rendellenesség új típusa az ízületi diszgenezisben. Gerely. 1960 2: 1144.
6. Első nemzetközi műhely a kromoszómákról a leukémiában. Kromoszómák phi-pozitív krónikus granulocitikus leukémiában. Br J Haematol. 1978; 39: 305-309.
7. Mitelman F, Levan G. A humán daganatok specifikus kromoszómáinak rendellenességeinek csoportosítása. Hereditas. 1978; 89: 207-232.
8. Simpson JL. A szexuális differenciálódás zavarai. 1970. Academic Press, New York, San Francisco, London.
9. Vinuesa M, Slavutsky I, Larripa I. Izokromoszómák jelenléte hematológiai betegségekben. Cancer Genet Cytogenet. 1987 25: 47-54.