ISOKROMOSOM: DEFINITION, URSPRUNG, ASSOCIERADE PATOLOGIER - BIOLOGI - 2025

En isokromosom är en onormal metacentrisk kromosom som orsakas av förlusten av en av armarna i den föräldriga kromosomen och den följaktligen duplicering av armen som bevaras.

Det finns två mekanismer som har föreslagits för att förklara genereringen av denna typ av genetisk abnormitet. Det mer accepterade av de två föreslår att isokromosomer härstammar under celldelningen, som en produkt av en tvärgående uppdelning av centromeren snarare än längsgående.

Bildande av en isokromosom. Av Miguelferig, från Wikimedia Commons.

Eftersom resultatet består av en förändring av den genetiska informationen i föräldrakromosomen kan många genetiska störningar komma från. Turnersyndrom, som uppstår på grund av dubblering av X-kromosomens långa arm och förlusten av den korta armen, har varit den mest studerade av dessa störningar.

Dessutom är många typer av cancer förknippade med dessa typer av avvikelser. Därför har studiet av isokromosomer blivit ett attraktivt och viktigt forskningsområde.

Isokromosom: en strukturell kromosomavvikelse

En isokromosom är en strukturell kromosomavvikelse som resulterar i en avvikande metacentrisk kromosom. Detta orsakas av förlusten av en av armarna hos en kromatid och den efterföljande dupliceringen av den undeleted armen.

Med andra ord, på denna kromosom är båda armarna hos en kromatid morfologiskt och genetiskt identiska. Denna duplikering resulterar i partiell monosomi eller partiell trisomi.

Monosomy är en term som används för att hänvisa till det faktum att den genetiska informationen i ett lokus finns i en enda kopia. En situation som är onormal i diploida celler, där det alltid finns två kopior. Nu sägs det att det är partiellt när den förlorade informationen hittas på parets andra kromosom.

Å andra sidan är trisomin orsakad av denna typ av strukturella störningar delvis, eftersom den genetiska informationen i en arm finns i tre kopior.

Två av dessa kopior är emellertid desamma, en produkt av dupliceringshändelsen för en av armarna i en av kromosomerna i paret.

Ursprung

De mekanismer genom vilka isokromosomer genereras återstår fortfarande att klarläggas. Två förklaringar hittills stöds.

Den första av dem, den mest accepterade, säger att centromeren bildas under celldelning genom transversal och inte längsgående delning, eftersom den vanligtvis sker under normala förhållanden. Detta leder till förlust av en av armarna i föräldrakromosomen och efterföljande duplikering av armen som förblir intakt.

Den andra av mekanismerna involverar lösgörandet av en av armarna och dess därmed fusion av dotterkromatiderna precis ovanför centromeren, vilket ger upphov till en kromosom med två centromerer (dcentrisk kromosom). I sin tur upplever en av dessa två centromerer en total förlust av funktionalitet, vilket gör det möjligt för kromosomal segregering under celldelning att ske normalt.

Tillhörande patologier

Bildningen av isokromosomer resulterar i en obalans i mängden genetisk information som innehas av föräldrakromosomerna. Dessa obalanser leder ofta till uppkomsten av genetiska störningar, som översätts till specifika patologier.

Bland de många syndrom som har förknippats med denna typ av strukturell avvikelse, finner vi Turners syndrom. Detta tillstånd är det mest kända, det är faktiskt relaterat till den första rapporten om en isokromosom hos människor. Den senare kommer från bildningen av en X-isokromosom, i vilken den korta armen till den ursprungliga kromosomen har förlorats och den långa armen har dupliserats.

Många undersökningar har visat att närvaron av isokromosomer är utlösaren för utvecklingen av många typer av cancer, bland vilka den kroniska myeloida leukemin förknippad med isokromosom i (17q) sticker ut. Dessa fynd gör isokromosomer till ett mycket relevant fokus för forskare.

Vad är en kromosom?

I alla levande celler förpackas DNA i mycket organiserade strukturer som kallas kromosomer.

Denna förpackning i eukaryota celler sker tack vare samverkan av DNA med proteiner som kallas histoner, som i en grupp på åtta enheter (oktamer) bildar en nukleosom.

Nukleosomen (basenhet för organisation av kromatin) består av en histonoktamer sammansatt av histondimerer H2A, H2B, H3 och H4. Oktamerstrukturen liknar en trådrulle genom vilken den stora DNA-molekylen lindas.

Lindningen av DNA-molekylen, genom ett stort antal nukleosomer kopplade samman av distansregioner associerade med en annan typ av histon (H1), kallad linkers, ger slutligen upphov till kromosomer. Det senare kan ses under mikroskopet som väldefinierade kroppar under celldelningen (mitos och meios).

Varje diploid art har ett väldefinierat antal kromosompar. Varje par är distinkt i storlek och form för enkel identifiering.

Struktur av kromosomer

Kromosomer har en ganska enkel struktur, bildad av två parallella armar (kromatider) som är förenade genom centromeren, en tätt packad DNA-struktur.

Centromere-sektionerna vardera kromatider i två armar, en med kort längd kallad "P-arm" och en med större längd kallad "Q-arm". I var och en av armarna hos varje kromatid är generna anordnade på identiska platser.

Bildande av en isokromosom. Av Miguelferig, från Wikimedia Commons

Centromerens placering längs varje kromatid ger upphov till olika strukturella typer av kromosomer:

- Akrocentriska: de där centromeren upptar en position mycket nära en av ändarna, med ursprung i en mycket lång arm med avseende på den andra.

- Metacentrisk: i denna typ av kromosomer upptar centromeren ett mittläge, vilket ger upphov till armar av samma längd.

- Submetacentric: dessa är, centromeren är endast lite förskjuten från centrum, vilket ger armar som avviker mycket lite i längd.

Kromosomavvikelser

Var och en av kromosomerna som utgör karyotypen av en individ har miljontals gener, som kodar ett oändligt antal proteiner som uppfyller olika funktioner, liksom regleringssekvenser.

Varje händelse som introducerar variationer i kromosomernas struktur, antal eller storlek, kan leda till förändringar i kvantitet, kvalitet och plats för den genetiska informationen som finns i dem. Dessa förändringar kan leda till katastrofala förhållanden, både i utveckling och i individs funktion.

Dessa avvikelser genereras generellt under gametogenes eller under de tidiga stadierna av embryonutveckling och även om de tenderar att vara extremt varierande har de förenklats i två kategorier: strukturella kromosomavvikelser och numeriska kromosomavvikelser.

Det förstnämnda innebär variationer i standardantalet kromosomer, det vill säga de hänvisar till förlust eller förstärkning av kromosomer, medan de senare hänvisar till förlust, duplikering eller inversion av en del av kromosomen.

referenser

1. Alberts B, Johnson AD, Lewis J, Morgan D, Raff M, Roberts K, Walter P. (2014) Molecular Biology of the Cell (6: e upplagan). WW Norton & Company, New York, NY, USA.
2. Annunziato A. DNA-förpackning: Nukleosomer och kromatin. Naturutbildning. 2008; 01:26.
3. Caspersson T, Lindsten J, Zech L. Karakteristiken av strukturella X-kromosomavvikelser i Turners syndrom, såsom avslöjats genom quinacrine senapsfluorescensanalys. Hereditas. 1970; 66: 287-292.
4. de la Chapelle A. Hur uppstår mänsklig isokromosom? Cancer Genet Cytogenet. 1982; 5: 173-179.
5. Fraccaro M, Ikkos D, Lindsten J, Luft R, Kaijser K. En ny typ av kromosomavvikelse vid gonadal dysgenes. Lansett. 1960; 2: 1144.
6. Första internationella workshopen om kromosomer i leukemi. Kromosomer vid Phi-positiv kronisk granulocytisk leukemi. Br J Haematol. 1978; 39: 305-309.
7. Mitelman F, Levan G. Kluster av avvikelser för specifika kromosomer i mänskliga neoplasmer. Hereditas. 1978; 89: 207-232.
8. Simpson JL. Störningar av sexuell differentiering. 1970. Academic Press, New York, San Francisco, London.
9. Vinuesa M, Slavutsky I, Larripa I. Närvaro av isokromosomer vid hematologiska sjukdomar. Cancer Genet Cytogenet. 1987; 25: 47-54.