โครโมโซม

ความหมาย - โครโมโซมคืออะไร?

องค์ประกอบทางพันธุกรรมของเซลล์จะถูกเก็บไว้ในรูปแบบของดีเอ็นเอ (กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก) และเบส (อะดีนีนไทมีนกัวนีนและไซโตซีน) ในเซลล์ยูคาริโอตทั้งหมด (สัตว์พืชเชื้อรา) มีอยู่ในนิวเคลียสของเซลล์ในรูปของโครโมโซม โครโมโซมประกอบด้วยโมเลกุลดีเอ็นเอเดี่ยวที่เชื่อมโยงกันซึ่งเชื่อมโยงกับโปรตีนบางชนิด

โครโมโซมชื่อมาจากภาษากรีกและสามารถแปลได้คร่าวๆว่า "color body" ชื่อนี้มาจากข้อเท็จจริงที่ว่าในช่วงต้นของประวัติศาสตร์เซลล์วิทยา (พ.ศ. 2431) นักวิทยาศาสตร์ประสบความสำเร็จในการย้อมสีโดยใช้สีย้อมพื้นฐานพิเศษและระบุด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง อย่างไรก็ตามพวกมันสามารถมองเห็นได้จริง ณ จุดหนึ่งในวัฏจักรของเซลล์ไมโทซิส (ไมโอซิสในเซลล์สืบพันธุ์) เมื่อโครโมโซมมีความหนาแน่นเป็นพิเศษ (ควบแน่น)

โครโมโซมมีโครงสร้างอย่างไร?

ถ้า DNA ทั้งสองเกลียวของเซลล์เช่นประมาณ 3.4 x 109 คู่เบสถูกเชื่อมเข้าด้วยกันจะทำให้มีความยาวมากกว่าหนึ่งเมตร ความยาวรวมของโครโมโซมทั้งหมดที่เพิ่มเข้าไปมีค่าประมาณ 115 µm ความแตกต่างของความยาวนี้อธิบายได้จากโครงสร้างที่กะทัดรัดมากของโครโมโซมซึ่ง DNA มีบาดแผลหรือเกลียวหลายครั้งในลักษณะที่เฉพาะเจาะจงมาก

ฮิสโตนซึ่งเป็นโปรตีนรูปแบบพิเศษมีบทบาทสำคัญในเรื่องนี้ ฮิสโตนมีทั้งหมด 5 แบบ ได้แก่ H1, H2A, H2B, H3 และ H4 ฮิสโตนสองในสี่ตัวสุดท้ายรวมกันเป็นโครงสร้างทรงกระบอกออคทาเมอร์รอบ ๆ ซึ่งเกลียวคู่หมุนวนประมาณสองครั้ง (= super helix) H1 ยึดติดกับโครงสร้างนี้เพื่อให้มันคงที่

DNA, octamer และ H1 ที่ซับซ้อนนี้เรียกว่านิวคลีโอโซม นิวคลีโอโซมเหล่านี้หลายตัวตอนนี้ "เหมือนสายไข่มุก" ในช่วงเวลาที่สั้น (10-60 คู่เบส) คู่หนึ่งอยู่ข้างหลังอีกคู่หนึ่ง ส่วนระหว่างโครโมโซมเรียกว่าสเปเซอร์ดีเอ็นเอ ตอนนี้นิวคลีโอโซมแต่ละตัวติดต่อกันอีกครั้งผ่านทาง H1 ซึ่งจะทำให้เกิดการหมุนวนต่อไปและทำให้เกิดการบีบอัด

เส้นใยที่เกิดขึ้นจะปรากฏในลูปซึ่งถูกทำให้เสถียรโดยกระดูกสันหลังที่ทำจากโปรตีนที่ไม่ใช่ฮิสโตนที่เป็นกรดหรือที่เรียกว่า Hertone ลูปเหล่านี้จะกลายเป็นเกลียวที่เสถียรโดยโปรตีนซึ่งส่งผลให้ขั้นตอนสุดท้ายของการบีบอัด อย่างไรก็ตามการบีบอัดระดับสูงนี้เกิดขึ้นเฉพาะในบริบทของการแบ่งเซลล์ระหว่างไมโทซิส

ในระยะนี้คุณจะเห็นรูปร่างลักษณะเฉพาะของโครโมโซมซึ่งประกอบด้วยโครโมโซมสองตัว สถานที่ที่เชื่อมต่อกันเรียกว่า centromere มันแบ่งโครโมโซม metaphase แต่ละตัวออกเป็นสองแขนสั้นและสองแขนยาวเรียกอีกอย่างว่าแขน p และ q
ถ้าเซนโทรเมียร์อยู่ตรงกลางโครโมโซมเรียกว่าโครโมโซมแบบเมตาเซนตริกถ้ามันอยู่ที่ปลายด้านใดด้านหนึ่งของโครโมโซมอะโครเซนตริก สิ่งที่อยู่ระหว่างนั้นเรียกว่าโครโมโซมกึ่งกลาง ความแตกต่างเหล่านี้ซึ่งสามารถมองเห็นได้แล้วภายใต้กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงพร้อมกับความยาวทำให้สามารถจำแนกโครโมโซมเบื้องต้นได้

Telomeres คืออะไร?

เทโลเมียร์เป็นส่วนปลายของโครโมโซมที่มีลำดับซ้ำ (TTAGGG) ข้อมูลเหล่านี้ไม่ได้นำเสนอข้อมูลที่เกี่ยวข้อง แต่เป็นการป้องกันการสูญเสียส่วนดีเอ็นเอที่เกี่ยวข้องมากขึ้น ด้วยการแบ่งเซลล์แต่ละส่วนโครโมโซมส่วนหนึ่งจะสูญหายไปโดยกลไกของการจำลองแบบดีเอ็นเอ

ดังนั้นเทโลเมียร์จึงเป็นบัฟเฟอร์ที่ทำให้เซลล์สูญเสียข้อมูลสำคัญผ่านการแบ่งตัวช้าลง ถ้าเทโลเมียร์ของเซลล์มีความยาวน้อยกว่า 4,000 คู่เบสระบบจะเริ่มการตายของเซลล์ (apoptosis) ตามโปรแกรม เพื่อป้องกันการแพร่กระจายของสารพันธุกรรมที่ผิดพลาดในสิ่งมีชีวิต เซลล์สองสามเซลล์มีเทโลเมียร์ซึ่งเป็นเอนไซม์ที่สามารถทำให้เทโลเมียร์ยาวขึ้นอีกครั้ง

นอกจากเซลล์ต้นกำเนิดที่เซลล์อื่น ๆ เกิดขึ้นแล้วยังเป็นเซลล์สืบพันธุ์และเซลล์บางชนิดของระบบภูมิคุ้มกัน นอกจากนี้ยังพบ Telomerases ในเซลล์มะเร็งด้วยเหตุนี้จึงมีคนพูดถึงการทำให้เป็นอมตะในบริบทของเซลล์นี้

อ่านทุกอย่างเกี่ยวกับหัวข้อที่นี่: Telomeres - กายวิภาคศาสตร์การทำงานและโรค

Chromatin คืออะไร?

โครมาตินหมายถึงเนื้อหาทั้งหมดของนิวเคลียสของเซลล์ซึ่งสามารถย้อมสีด้วยฐานได้ ดังนั้นนอกจาก DNA แล้วคำนี้ยังรวมถึงโปรตีนบางชนิดด้วยเช่น ฮิสโตนและฮอร์โมน (ดูโครงสร้าง) รวมถึงชิ้นส่วน RNA บางชนิด (hn และ snRNA)

ขึ้นอยู่กับระยะในวัฏจักรของเซลล์หรือขึ้นอยู่กับกิจกรรมทางพันธุกรรมสารนี้มีอยู่ในความหนาแน่นที่แตกต่างกัน รูปแบบหนาแน่นเรียกว่าเฮเทอโรโครมาติน เพื่อให้ง่ายต่อการเข้าใจเราจึงสามารถถือว่าเป็น "รูปแบบการจัดเก็บ" และในที่นี้จะแยกความแตกต่างระหว่างเฮเทอโรโครมาตินที่เป็นส่วนประกอบและเชิงปัญญา

เฮเทอโรโครมาตินที่เป็นส่วนประกอบเป็นรูปแบบที่หนาแน่นที่สุดซึ่งมีอยู่ในระดับสูงสุดของการควบแน่นในทุกขั้นตอนของวงจรเซลล์ ประกอบด้วยจีโนมมนุษย์ประมาณ 6.5% และส่วนใหญ่ตั้งอยู่ใกล้เซนโตรเมียร์และปลายแขนโครโมโซม (เทโลเมียร์) ในระดับเล็กน้อย แต่ยังอยู่ในที่อื่น ๆ ด้วย (ส่วนใหญ่เป็นโครโมโซม 1, 9, 16, 19 และ Y) นอกจากนี้เฮเทอโรโครมาตินที่เป็นส่วนประกอบส่วนใหญ่ยังอยู่ใกล้กับเยื่อหุ้มนิวเคลียร์เช่นที่ขอบของนิวเคลียสของเซลล์ ช่องว่างตรงกลางสงวนไว้สำหรับโครมาตินยูโครมาติน

Facultative heterochromatin มีความหนาแน่นน้อยกว่าเล็กน้อยและสามารถเปิดใช้งานและปิดใช้งานได้ตามต้องการหรือขึ้นอยู่กับระยะของการพัฒนา ตัวอย่างที่ดีคือโครโมโซม X ตัวที่สองในคาริโอไทป์ตัวเมีย เนื่องจากโครโมโซม X หนึ่งตัวนั้นเพียงพอสำหรับเซลล์ที่จะดำรงอยู่ได้และในที่สุดก็เพียงพอแล้วสำหรับผู้ชายหนึ่งในสองโครโมโซมจึงถูกปิดใช้งานในระยะตัวอ่อน โครโมโซม X ที่ปิดการใช้งานเรียกว่า Barr body

เฉพาะในระหว่างการแบ่งเซลล์ในบริบทของไมโทซิสเท่านั้นที่จะรวมตัวกันอย่างสมบูรณ์ซึ่งจะถึงการบีบอัดสูงสุดในเมตาเฟส อย่างไรก็ตามเนื่องจากยีนต่างๆมีการอ่านที่แตกต่างกันบ่อยครั้งอย่างไรก็ตามไม่ใช่ว่าโปรตีนทุกตัวจะต้องมีปริมาณเท่ากันตลอดเวลาจึงมีการสร้างความแตกต่างระหว่าง euchromatin ที่ใช้งานและไม่ได้ใช้งาน

อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องนี้ได้ที่ด้านล่าง: โครมาติน

Haploid โครโมโซม

Haploid (Gr. Haploos = single) หมายความว่าโครโมโซมทั้งหมดของเซลล์มีอยู่ทีละเซลล์เช่นไม่เป็นคู่ (diploid) ตามปกติ นี่คือสถานะตามธรรมชาติของเซลล์ไข่และอสุจิทั้งหมดซึ่งโครโมโซมที่เหมือนกันทั้งสองนี้จะไม่ถูกแยกออกจากกันในขั้นตอนแรกของการแบ่งแบบไมโอติกครั้งแรก แต่โครโมโซมคู่ทั้งหมดจะถูกแยกออกก่อน

เป็นผลให้หลังจากไมโอซิสครั้งแรกเซลล์ลูกสาวในมนุษย์มีเพียง 23 ตัวแทนที่จะเป็นโครโมโซม 46 ตัวซึ่งสอดคล้องกับโครโมโซมครึ่งหนึ่งของชุดเดี่ยว เนื่องจากเซลล์ลูกสาวเหล่านี้ยังคงมีสำเนาที่เหมือนกันของโครโมโซมแต่ละตัวซึ่งประกอบด้วยโครโมโซม 2 ตัวจึงจำเป็นต้องมีไมโอซิสที่สองซึ่งโครโมโซมทั้งสองจะแยกออกจากกัน

โครโมโซมโพลีทีน

โครโมโซม polytene เป็นโครโมโซมที่ประกอบด้วยโครโมโซมที่เหมือนกันทางพันธุกรรมจำนวนมาก เนื่องจากโครโมโซมดังกล่าวสามารถมองเห็นได้ง่ายภายใต้การขยายที่ต่ำกว่าจึงบางครั้งเรียกว่าโครโมโซมยักษ์ ข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับสิ่งนี้คือ endoreplication ซึ่งโครโมโซมจะถูกคูณหลาย ๆ ครั้งภายในนิวเคลียสของเซลล์โดยไม่มีการแบ่งเซลล์เกิดขึ้น

โครโมโซมมีหน้าที่อะไร?

โครโมโซมซึ่งเป็นหน่วยองค์กรของจีโนมของเราถูกใช้เป็นหลักเพื่อให้แน่ใจว่าจีโนมที่ซ้ำกันมีการกระจายอย่างเท่าเทียมกันระหว่างเซลล์ลูกสาวระหว่างการแบ่งเซลล์ ในการทำเช่นนี้คุณควรพิจารณากลไกการแบ่งเซลล์หรือวัฏจักรของเซลล์ให้ละเอียดยิ่งขึ้น:

เซลล์ใช้เวลาส่วนใหญ่ของวัฏจักรของเซลล์ในระหว่างเฟสซึ่งหมายถึงช่วงเวลาทั้งหมดที่เซลล์ไม่ได้แบ่งตัวทันที ซึ่งจะแบ่งออกเป็นเฟส G1, S และ G2

เฟส G1 (G สำหรับช่องว่างนั่นคือช่องว่าง) ตามหลังการแบ่งเซลล์ทันที ที่นี่เซลล์จะเพิ่มขนาดอีกครั้งและทำหน้าที่เผาผลาญทั่วไป

จากตรงนี้มันยังสามารถเปลี่ยนเป็นเฟส G0 ซึ่งหมายความว่าจะเปลี่ยนไปเป็นสเตจที่ไม่สามารถแบ่งได้อีกต่อไปและในกรณีปกติก็จะเปลี่ยนแปลงอย่างมากเพื่อให้เป็นไปตามฟังก์ชันที่เฉพาะเจาะจงมาก (ความแตกต่างของเซลล์) เพื่อตอบสนองงานเหล่านี้ยีนที่เฉพาะเจาะจงมากจะถูกอ่านอย่างเข้มข้นมากขึ้นคนอื่น ๆ น้อยกว่าหรือไม่เลย

ถ้าส่วนหนึ่งของ DNA ไม่จำเป็นต้องใช้เป็นเวลานานมักจะอยู่ในส่วนของโครโมโซมที่อัดแน่นเป็นเวลานาน (ดูโครมาติน) ในแง่หนึ่งสิ่งนี้มีจุดประสงค์เพื่อประหยัดพื้นที่ แต่นอกเหนือจากกลไกอื่น ๆ ของการควบคุมยีนแล้วยังเป็นการป้องกันเพิ่มเติมจากการถูกอ่านโดยไม่ตั้งใจ อย่างไรก็ตามมีการสังเกตด้วยว่าภายใต้เงื่อนไขที่เฉพาะเจาะจงมากเซลล์ที่แตกต่างจากเฟส G0 สามารถเข้าสู่วงจรใหม่ได้

เฟส G1 ตามด้วยเฟส S นั่นคือระยะที่มีการสังเคราะห์ดีเอ็นเอใหม่ (การจำลองแบบดีเอ็นเอ) ในที่นี้ DNA ทั้งหมดจะต้องอยู่ในรูปแบบที่หลวมที่สุดนั่นคือโครโมโซมทั้งหมดจะไม่มีการคลายเกลียวอย่างสมบูรณ์ (ดูโครงสร้าง)

เมื่อสิ้นสุดระยะการสังเคราะห์สารพันธุกรรมทั้งหมดจะถูกทำซ้ำในเซลล์ เนื่องจากสำเนายังคงติดอยู่กับโครโมโซมเดิมผ่านทางเซนโทรเมียร์ (ดูโครงสร้าง) จึงไม่ได้พูดถึงการซ้ำซ้อนของโครโมโซม

ขณะนี้โครโมโซมแต่ละตัวประกอบด้วยโครโมโซมสองตัวแทนที่จะเป็นโครโมโซมหนึ่งตัวเพื่อที่จะสามารถสมมติลักษณะ X-shape ในระหว่างไมโทซิสได้ในภายหลัง (พูดอย่างเคร่งครัดรูปร่าง X จะใช้กับโครโมโซมเมตาเซนตริกเท่านั้น) ในระยะ G2 ที่ตามมาจะมีการเตรียมการแบ่งเซลล์ทันที นอกจากนี้ยังรวมถึงการตรวจสอบโดยละเอียดสำหรับข้อผิดพลาดในการจำลองแบบและการแบ่งสายซึ่งสามารถซ่อมแซมได้หากจำเป็น

โดยทั่วไปการแบ่งเซลล์มีสองประเภท: ไมโทซิสและไมโอซิส ยกเว้นเซลล์สืบพันธุ์เซลล์ทั้งหมดของสิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นโดยไมโทซิสซึ่งมีหน้าที่เดียวคือการสร้างเซลล์ลูกสาวสองเซลล์ที่เหมือนกันทางพันธุกรรม
ในทางกลับกันไมโอซิสมีจุดประสงค์ในการสร้างเซลล์ที่แตกต่างกันทางพันธุกรรม:
ในขั้นตอนแรกโครโมโซม (homologous) ที่ตรงกัน แต่ไม่เหมือนกันจะถูกแบ่งออก ในขั้นตอนต่อไปคือโครโมโซมซึ่งประกอบด้วยโครมาทิดที่เหมือนกันสองตัวแยกออกจากกันและกระจายไปยังเซลล์ลูกสาวสองเซลล์แต่ละเซลล์ดังนั้นในที่สุดเซลล์สืบพันธุ์สี่เซลล์ที่มีสารพันธุกรรมต่างกันจะเกิดขึ้นจากเซลล์สารตั้งต้นหนึ่งเซลล์

รูปแบบและโครงสร้างของโครโมโซมมีความสำคัญต่อกลไกทั้งสอง: "เกลียวโปรตีน" พิเศษที่เรียกว่าอุปกรณ์แกนหมุนยึดติดกับโครโมโซมที่ควบแน่นสูงและดึงโครโมโซมในกระบวนการที่มีการควบคุมอย่างประณีตจากระนาบกลาง (ระนาบเส้นศูนย์สูตร) ​​ไปยังขั้วตรงข้ามของเซลล์รอบ ๆ หนึ่ง เพื่อให้แน่ใจว่ามีการกระจายอย่างสม่ำเสมอ แม้แต่การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในโครงสร้างจุลภาคของโครโมโซมก็อาจส่งผลร้ายแรงได้

ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมทุกชนิดอัตราส่วนของโครโมโซมเพศ X และ Y จะกำหนดเพศของลูกด้วย โดยทั่วไปทุกอย่างขึ้นอยู่กับว่าอสุจิที่รวมตัวกับเซลล์ไข่มีโครโมโซม X หรือ Y เนื่องจากสเปิร์มทั้งสองรูปแบบมักจะผลิตในระดับเดียวกันความน่าจะเป็นจึงสมดุลสำหรับทั้งสองเพศเสมอ ระบบสุ่มนี้รับประกันการกระจายเพศที่เท่าเทียมกันมากกว่าที่จะเป็นในกรณีตัวอย่างเช่นปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมเช่นอุณหภูมิ

ค้นหาข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับหัวข้อนี้: การแบ่งนิวเคลียสของเซลล์

ยีนถูกส่งผ่านโครโมโซมได้อย่างไร?

วันนี้เราทราบแล้วว่าลักษณะทางพันธุกรรมได้รับการถ่ายทอดทางยีนที่เก็บไว้ในเซลล์ในรูปแบบของดีเอ็นเอ สิ่งเหล่านี้แบ่งออกเป็น 46 โครโมโซมซึ่งยีนของมนุษย์มีการกระจาย 25,000-30000 ยีน

นอกจากคุณสมบัติของตัวมันเองซึ่งเรียกว่าฟีโนไทป์แล้วยังมีพันธุกรรมอีกด้วยซึ่งเรียกว่าจีโนไทป์ สถานที่ที่ยีนอยู่บนโครโมโซมเรียกว่าโลคัส เนื่องจากมนุษย์มีโครโมโซมสองเท่าทุกยีนจึงเกิดขึ้นสองครั้ง ข้อยกเว้นเพียงประการเดียวคือยีนโครโมโซม X ในผู้ชายเนื่องจากโครโมโซม Y มีข้อมูลทางพันธุกรรมเพียงเศษเสี้ยวเดียวที่พบในโครโมโซม X

ยีนต่าง ๆ ที่อยู่ในตำแหน่งเดียวกันเรียกว่าอัลลีล บ่อยครั้งที่มีอัลลีลที่แตกต่างกันมากกว่าสองอัลลีลในตำแหน่งเดียว หนึ่งพูดถึงความหลากหลาย อัลลีลดังกล่าวอาจเป็นตัวแปรที่ไม่เป็นอันตราย (ตัวแปรปกติ) แต่ยังรวมถึงการกลายพันธุ์ทางพยาธิวิทยาซึ่งอาจเป็นสาเหตุของโรคทางพันธุกรรม

หากการกลายพันธุ์ของยีนตัวเดียวเพียงพอที่จะเปลี่ยนฟีโนไทป์ได้สิ่งหนึ่งจะพูดถึงการถ่ายทอดทางพันธุกรรมแบบโมโนเจนิกหรือเมนเดเลียน อย่างไรก็ตามลักษณะที่สืบทอดได้หลายอย่างได้รับการถ่ายทอดผ่านยีนที่มีปฏิสัมพันธ์หลายตัวดังนั้นจึงยากต่อการศึกษามาก

เนื่องจากแม่และพ่อแต่ละคนมอบยีนหนึ่งในสองยีนให้กับลูกในการถ่ายทอดทางพันธุกรรมแบบเมนเดเลียนจึงมีชุดค่าผสมที่เป็นไปได้สี่แบบในรุ่นต่อไปโดยที่สิ่งเหล่านี้อาจเหมือนกันเมื่อเทียบกับคุณสมบัติเดียว หากอัลลีลทั้งสองของแต่ละบุคคลมีผลต่อฟีโนไทป์เหมือนกันบุคคลนั้นจะมีลักษณะเป็น homozygous ที่สัมพันธ์กับลักษณะนี้และลักษณะดังกล่าวจะแสดงออกมาอย่างสมบูรณ์

Heterozygotes มีสองอัลลีลที่แตกต่างกันซึ่งสามารถโต้ตอบกันได้ในรูปแบบที่แตกต่างกัน: หากอัลลีลหนึ่งมีความโดดเด่นเหนืออีกอัลลีลหนึ่งมันจะยับยั้งการแสดงออกโดยสิ้นเชิงและลักษณะเด่นจะปรากฏให้เห็นในฟีโนไทป์ อัลลีลที่ถูกระงับเรียกว่าถอย

ในกรณีของการถ่ายทอดทางพันธุกรรมของโคโดมิแนนต์อัลลีลทั้งสองสามารถแสดงออกได้โดยไม่ได้รับผลกระทบซึ่งกันและกันในขณะที่ในกรณีของการถ่ายทอดทางพันธุกรรมระดับกลางจะมีส่วนผสมของทั้งสองลักษณะ ตัวอย่างที่ดีคือระบบหมู่เลือด AB0 ซึ่ง A และ B มีความโดดเด่นซึ่งกันและกัน แต่ 0 มีความโดดเด่นเหนือกันและกัน

โครโมโซมชุดปกติในมนุษย์คืออะไร?

เซลล์ของมนุษย์มีโครโมโซมคู่ที่เป็นอิสระจากเพศ 22 คู่ (ออโตโซม) และโครโมโซมเพศ 2 คู่ (โกโนโซม) ดังนั้นโครโมโซมทั้งหมด 46 ชุดจึงประกอบเป็นโครโมโซมชุดเดียว

ออโตโซมมักจะมาเป็นคู่ โครโมโซมของคู่มีรูปร่างและลำดับของยีนที่คล้ายคลึงกันดังนั้นจึงเรียกว่า homologous โครโมโซม X ทั้งสองของผู้หญิงก็เหมือนกันในขณะที่ผู้ชายมีโครโมโซม X และ Y สิ่งเหล่านี้แตกต่างกันในรูปแบบและจำนวนของยีนที่มีอยู่ดังนั้นจึงไม่สามารถพูดถึง homology ได้อีกต่อไป

เซลล์สืบพันธุ์เช่นเซลล์ไข่และอสุจิมีโครโมโซมเพียงครึ่งเดียวเนื่องจากไมโอซิส ได้แก่ ออโตโซม 22 ตัวและโกโนโซมหนึ่งเซลล์ เนื่องจากเซลล์สืบพันธุ์หลอมรวมระหว่างการปฏิสนธิและบางครั้งก็สลับส่วนทั้งหมด (ไขว้กัน) จึงมีการสร้างโครโมโซม (การรวมตัวใหม่) ขึ้นมาใหม่ โครโมโซมทั้งหมดรวมกันเรียกว่าคาริโอไทป์ซึ่งมีข้อยกเว้นบางประการ (ดูความผิดปกติของโครโมโซม) จะเหมือนกันในทุกคนที่มีเพศเดียวกัน

คุณจะพบทุกอย่างเกี่ยวกับหัวข้อนี้ที่นี่: Mitosis - อธิบายง่ายๆ!

เหตุใดจึงมีโครโมโซมคู่เสมอ

โดยทั่วไปคำถามนี้สามารถตอบได้ด้วยประโยคเดียว: เพราะมันแสดงให้เห็นว่าเป็นประโยชน์ การมีคู่ของโครโมโซมและหลักการของการรวมตัวกันใหม่เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการถ่ายทอดทางพันธุกรรมในแง่ของการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ ด้วยวิธีนี้บุคคลใหม่ที่สมบูรณ์สามารถเกิดจากสารพันธุกรรมของบุคคลสองคนโดยบังเอิญ

ระบบนี้เพิ่มความหลากหลายของคุณสมบัติภายในสิ่งมีชีวิตอย่างมหาศาลและทำให้มั่นใจได้ว่าสามารถปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงได้เร็วขึ้นและยืดหยุ่นมากขึ้นกว่าที่จะทำได้โดยการกลายพันธุ์และการคัดเลือกเท่านั้น

โครโมโซมชุดคู่ยังมีผลในการป้องกัน: หากการกลายพันธุ์ของยีนทำให้การทำงานล้มเหลวยังคงมี "สำเนาสำรอง" ชนิดหนึ่งในโครโมโซมชุดที่สอง สิ่งนี้ไม่เพียงพอสำหรับสิ่งมีชีวิตในการชดเชยความผิดปกติเสมอไปโดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าอัลลีลที่กลายพันธุ์มีความโดดเด่น แต่จะเพิ่มโอกาสที่จะเกิดขึ้น นอกจากนี้วิธีนี้การกลายพันธุ์จะไม่ถูกส่งต่อไปยังลูกหลานทั้งหมดโดยอัตโนมัติซึ่งจะช่วยปกป้องสายพันธุ์จากการกลายพันธุ์ที่รุนแรงเกินไป

การกลายพันธุ์ของโครโมโซมคืออะไร?

ข้อบกพร่องทางพันธุกรรมอาจเกิดจากรังสีไอออไนซ์ (เช่นรังสีเอกซ์) สารเคมี (เช่นเบนโซพรีนในควันบุหรี่) ไวรัสบางชนิด (เช่นไวรัส HP) หรือมีโอกาสน้อย แต่ก็เกิดขึ้นได้โดยบังเอิญ มักมีปัจจัยหลายอย่างที่เกี่ยวข้องในการพัฒนา โดยหลักการแล้วการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวสามารถเกิดขึ้นได้ในเนื้อเยื่อของร่างกายทั้งหมด แต่ด้วยเหตุผลในทางปฏิบัติการวิเคราะห์มัก จำกัด อยู่ที่ลิมโฟไซต์ (เซลล์ภูมิคุ้มกันชนิดพิเศษ) ไฟโบรบลาสต์ (เซลล์เนื้อเยื่อเกี่ยวพัน) และเซลล์ไขกระดูก

การกลายพันธุ์ของโครโมโซมเป็นการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างที่สำคัญของโครโมโซมแต่ละตัวในทางกลับกันการขาดหรือเพิ่มโครโมโซมทั้งหมดอาจเป็นการกลายพันธุ์ของจีโนมหรือ ploidy ในขณะที่การกลายพันธุ์ของยีนหมายถึงการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยภายในยีน คำว่าความผิดปกติของโครโมโซม (ละติน aberrare = เบี่ยงเบน) ค่อนข้างกว้างกว่าและรวมถึงการเปลี่ยนแปลงทั้งหมดที่ตรวจพบได้ด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง

การกลายพันธุ์อาจมีผลกระทบที่แตกต่างกันมาก:

1. การกลายพันธุ์แบบเงียบกล่าวคือการกลายพันธุ์ที่การเปลี่ยนแปลงไม่มีผลกระทบต่อแต่ละบุคคลหรือลูกหลานของพวกเขาค่อนข้างผิดปกติสำหรับความผิดปกติของโครโมโซมและมักพบในบริเวณของยีนหรือจุดกลายพันธุ์
   
2. การกลายพันธุ์ที่สูญเสียการทำงานคือเมื่อการกลายพันธุ์ส่งผลให้เกิดโปรตีนที่ผิดปกติและไม่มีการทำงานหรือไม่มีโปรตีนเลย
   
3. สิ่งที่เรียกว่าการกลายพันธุ์ที่ได้รับจากฟังก์ชันจะเปลี่ยนประเภทของผลกระทบหรือปริมาณของโปรตีนที่ผลิตในลักษณะที่เกิดผลกระทบใหม่อย่างสมบูรณ์ ในแง่หนึ่งนี่เป็นกลไกสำคัญในการวิวัฒนาการและเพื่อความอยู่รอดของสายพันธุ์หรือการเกิดขึ้นของสิ่งมีชีวิตชนิดใหม่ แต่ในทางกลับกันเช่นเดียวกับในกรณีของโครโมโซมฟิลาเดลเฟียก็สามารถมีส่วนสำคัญในการพัฒนาเซลล์มะเร็งได้เช่นกัน

ความผิดปกติของโครโมโซมในรูปแบบต่างๆที่รู้จักกันดีที่สุดน่าจะเป็นความผิดปกติเชิงตัวเลขซึ่งโครโมโซมแต่ละตัวจะปรากฏเพียงครั้งเดียว (monosomy) หรือแม้แต่ไตรสิกขา (trisomy)

ถ้าสิ่งนี้ใช้ได้กับโครโมโซมเดี่ยวเท่านั้นจะเรียกว่า aneuploidy และชุดโครโมโซมทั้งหมดได้รับผลกระทบจาก polyploidy (tri- และ tetraploidy) ในกรณีส่วนใหญ่ maldistribution นี้เกิดขึ้นในขั้นตอนของการพัฒนาเซลล์สืบพันธุ์เนื่องจากโครโมโซมที่ไม่แยก (ไม่แยกจากกัน) ระหว่างการแบ่งเซลล์ (ไมโอซิส) สิ่งนี้นำไปสู่การกระจายโครโมโซมที่ไม่สม่ำเสมอระหว่างเซลล์ลูกสาวและส่งผลให้เกิดความผิดปกติเชิงตัวเลขในเด็กที่กำลังพัฒนา

โมโนโซมของโครโมโซมที่ไม่ใช่เพศ (= ออโตโซม) ไม่เข้ากันกับชีวิตดังนั้นจึงไม่เกิดขึ้นในเด็กที่มีชีวิต ยกเว้น trisomies 13, 18 และ 21 autosomal trisomies มักนำไปสู่การแท้งที่เกิดขึ้นเอง

ไม่ว่าในกรณีใดในทางตรงกันข้ามกับความผิดปกติของโครโมโซมเพศซึ่งอาจไม่เด่นชัดมีอาการทางคลินิกที่รุนแรงอยู่เสมอและโดยปกติจะมีความผิดปกติภายนอกที่เด่นชัดมากหรือน้อย (dysmorphism)

maldistribution ดังกล่าวสามารถเกิดขึ้นได้ในภายหลังในชีวิตด้วยการแบ่งเซลล์แบบไมโทติก (ทุกเซลล์ยกเว้นเซลล์สืบพันธุ์) เนื่องจากยังมีเซลล์ที่ไม่เปลี่ยนแปลงนอกเหนือไปจากเซลล์ที่ได้รับผลกระทบจึงมีคนพูดถึงโมเสกร่างกาย ด้วยโซมาติก (โสมกรีก = ร่างกาย) เซลล์ทั้งหมดมีความหมายว่าไม่ใช่เซลล์สืบพันธุ์ เนื่องจากเซลล์ของร่างกายได้รับผลกระทบเพียงส่วนเล็ก ๆ อาการจึงมักจะไม่รุนแรงกว่ามาก ดังนั้นกระเบื้องโมเสคประเภทนี้มักจะตรวจไม่พบเป็นเวลานาน

คุณจะพบทุกอย่างเกี่ยวกับหัวข้อนี้ที่นี่: การกลายพันธุ์ของโครโมโซม

ความผิดปกติของโครโมโซมคืออะไร?

ความผิดปกติของโครโมโซมโครงสร้างโดยทั่วไปสอดคล้องกับคำจำกัดความของการกลายพันธุ์ของโครโมโซม (ดูด้านบน) หากปริมาณของสารพันธุกรรมยังคงเท่าเดิมและมีการกระจายที่แตกต่างกันเพียงแค่พูดถึงความผิดปกติที่สมดุล

สิ่งนี้มักเกิดขึ้นผ่านการโยกย้ายเช่นการถ่ายโอนส่วนโครโมโซมไปยังโครโมโซมอื่น หากเป็นการแลกเปลี่ยนระหว่างโครโมโซมสองชุดอันหนึ่งพูดถึงการโยกย้ายซึ่งกันและกัน เนื่องจากจีโนมเพียง 2% เท่านั้นที่จำเป็นในการผลิตโปรตีนความน่าจะเป็นจึงต่ำมากที่ยีนดังกล่าวจะอยู่ที่จุดพักจึงสูญเสียการทำงานหรือมีความบกพร่องในตัว ดังนั้นความผิดปกติที่สมดุลดังกล่าวจึงมักไม่มีใครสังเกตเห็นและถูกส่งต่อไปหลายชั่วอายุคน

อย่างไรก็ตามสิ่งนี้สามารถนำไปสู่การแพร่กระจายของโครโมโซมผิดปกติในระหว่างการพัฒนาเซลล์สืบพันธุ์ซึ่งอาจนำไปสู่ภาวะมีบุตรยากการแท้งบุตรที่เกิดขึ้นเองหรือลูกหลานที่มีความผิดปกติไม่สมดุล

อย่างไรก็ตามความผิดปกติที่ไม่สมดุลอาจเกิดขึ้นเองได้เช่นไม่มีประวัติครอบครัว ความเป็นไปได้ที่เด็กจะเกิดมาพร้อมกับความผิดปกติที่ไม่สมดุลขึ้นอยู่กับโครโมโซมที่ได้รับผลกระทบอย่างมากและแตกต่างกันระหว่าง 0 ถึง 60% สิ่งนี้นำไปสู่การสูญเสีย (= การลบ) หรือการทำซ้ำ (= การทำสำเนา) ของส่วนโครโมโซม ในบริบทนี้มีคนพูดถึง mono- และ trisomies บางส่วน

ในบางกรณีสิ่งเหล่านี้เกิดขึ้นพร้อมกันในสองภูมิภาคที่แตกต่างกันโดยการทำ monosomy บางส่วนมักจะชี้ชัดกว่าสำหรับการเกิดอาการทางคลินิก นี่คือตัวอย่างที่เห็นได้ชัดของการลบ Cat Scream Syndrome และ Wolf-Hirschhorn Syndrome

เราพูดถึง microdeletion เมื่อการเปลี่ยนแปลงไม่สามารถกำหนดได้อีกต่อไปด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงนั่นคือเมื่อเกี่ยวกับการสูญเสียยีนหนึ่งหรือสองสามยีน ปรากฏการณ์นี้ถือเป็นสาเหตุของ Prader-Willi syndrome และ Angelman syndrome และเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับการพัฒนา retionoblastoma

การโยกย้าย Robertson เป็นกรณีพิเศษ:
โครโมโซมอะโครเซนตริกสองโครโมโซม (13, 14, 15, 21, 22) รวมกันที่เซนโตรเมียร์และหลังจากสูญเสียแขนสั้นไปแล้วให้สร้างโครโมโซมเดี่ยว (ดูโครงสร้าง) แม้ว่าจะส่งผลให้จำนวนโครโมโซมลดลง แต่ก็เรียกว่าความผิดปกติที่สมดุลเนื่องจากการสูญเสียแขนสั้นในโครโมโซมเหล่านี้สามารถชดเชยได้อย่างง่ายดาย ที่นี่ผลกระทบมักจะสังเกตเห็นได้เฉพาะในรุ่นต่อ ๆ ไปเนื่องจากมีความเป็นไปได้สูงมากที่จะแท้งบุตรหรือมีชีวิตอยู่กับเด็กที่มี trisomy

หากมีรอยแตกสองอันภายในโครโมโซมอาจเกิดขึ้นได้ว่าส่วนตรงกลางถูกหมุน 180 °และรวมอยู่ในโครโมโซม กระบวนการนี้เรียกว่าการผกผันจะไม่สมดุลก็ต่อเมื่อจุดแตกหักอยู่ภายในยีนที่ใช้งานอยู่ (2% ของสารพันธุกรรมทั้งหมด) ขึ้นอยู่กับว่าเซนโทรเมียร์อยู่ภายในหรือภายนอกส่วนที่กลับหัวมันเป็นการผกผันรอบนอกหรือพาราเซนตริก การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้สามารถนำไปสู่การกระจายของสารพันธุกรรมบนเซลล์สืบพันธุ์ที่ไม่สม่ำเสมอ

ในการผกผันพาราเซนตริกซึ่งเซนโทรเมียร์ไม่ได้อยู่ในส่วนที่กลับหัวเซลล์สืบพันธุ์ที่มีเซนโตรเมียร์สองตัวหรือไม่มีเลยก็สามารถปรากฏได้เช่นกัน เป็นผลให้โครโมโซมที่เกี่ยวข้องสูญเสียไปในระหว่างการแบ่งเซลล์แรก ๆ ซึ่งเกือบจะนำไปสู่การแท้งบุตร

การแทรกหมายถึงการรวมตัวกันของชิ้นส่วนโครโมโซมที่อื่น ที่นี่ลูกหลานก็ได้รับผลกระทบในลักษณะเดียวกันเป็นหลัก โครโมโซมวงแหวนสามารถเกิดขึ้นได้โดยเฉพาะหลังจากการลบชิ้นส่วนปลายออก ประเภทและขนาดของลำดับมีความสำคัญต่อความรุนแรงของอาการ นอกจากนี้สิ่งนี้สามารถนำไปสู่การแจกแจงที่ไม่ถูกต้องและทำให้เกิดโมเสคประเภทภายในเซลล์ร่างกาย

หากโครโมโซมเมทาเฟสแยกตัวไม่ถูกต้องระหว่างการแบ่งเซลล์อาจทำให้เกิดไอโซโครโมโซมได้ นี่คือโครโมโซมสองตัวที่เหมือนกันซึ่งประกอบด้วยแขนยาวหรือสั้นเท่านั้น ในกรณีของโครโมโซม X สิ่งนี้สามารถแสดงออกได้ว่าเป็นกลุ่มอาการ Ulrich-Turner (monosomy X)

อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับหัวข้อนี้: ความผิดปกติของโครโมโซม

ตรีโกณมิติ 21

Trisomy 21 หรือที่รู้จักกันดีในชื่อดาวน์ซินโดรมเป็นความผิดปกติของโครโมโซมที่เป็นตัวเลขที่พบบ่อยที่สุดในการเกิดที่มีชีวิตโดยเพศชายจะได้รับผลกระทบบ่อยกว่าเล็กน้อย (1.3: 1)

ความน่าจะเป็นของการเกิด trisomy 21 ขึ้นอยู่กับปัจจัยทางประชากรต่างๆเช่นอายุเฉลี่ยเมื่อแรกเกิดของมารดาและแตกต่างกันเล็กน้อยในแต่ละภูมิภาค

95% ของ trisomy 21 เกิดขึ้นจากความผิดพลาดในการแบ่งตัวในบริบทของไมโอซิส (การแบ่งเซลล์สืบพันธุ์) กล่าวคือการไม่แยกออกจากกันนั่นคือความล้มเหลวในการแยกโครมาทิดน้องสาว

สิ่งเหล่านี้เรียกว่า trisomies อิสระและเกิดขึ้น 90% ในมารดา 5% ในบิดาและอีก 5% ในจีโนมของตัวอ่อน

อีก 3% เป็นผลมาจากการแปลที่ไม่สมดุลทั้งบนโครโมโซม 14 หรือ 21; 21 การย้ายตำแหน่งสร้างโครโมโซมปกติและโครโมโซมคู่ 21 ส่วนที่เหลืออีก 2% เป็นโมเสคประเภทที่ไตรโซมีไม่เกิดขึ้นในเซลล์สืบพันธุ์ดังนั้นจึงไม่มีผลต่อเซลล์ของร่างกายทั้งหมด ประเภทของกระเบื้องโมเสคมักไม่รุนแรงจนไม่สามารถตรวจพบได้เป็นเวลานาน

ไม่ว่าในกรณีใดก็ตามควรทำการตรวจโครโมโซมเพื่อแยกความแตกต่างของ trisomy อิสระที่เหมือนกันตามอาการออกจาก trisomy แบบย้ายตำแหน่งที่อาจสืบทอดมาได้ ประวัติครอบครัวของคนรุ่นก่อนสามารถติดตามได้

คุณสนใจหัวข้อนี้หรือไม่? อ่านบทความถัดไปเกี่ยวกับเรื่องนี้: ตรีโกณมิติ 21

ตรีโกณมิติ 13

Trisomy 13 หรือ Patau syndrome มีความถี่ 1: 5000 และหายากกว่าดาวน์ซินโดรมมาก อย่างไรก็ตามสาเหตุ (ไตรโซมอิสระการแปลและประเภทโมเสค) และการแจกแจงเปอร์เซ็นต์มีความเหมือนกันมาก

ตามทฤษฎีแล้วเกือบทุกกรณีสามารถวินิจฉัยได้ก่อนคลอดโดยใช้อัลตราซาวนด์หรือการทดสอบ PAPP-A เนื่องจากการทดสอบ PAPP-A ไม่จำเป็นต้องเป็นส่วนหนึ่งของการตรวจตามปกติประมาณ 80% ของผู้ป่วยในยุโรปกลางจะได้รับการวินิจฉัยก่อนคลอด

สามารถมองเห็นสิ่งตกค้างจากการเจริญเติบโตปากแหว่งเพดานโหว่ทวิภาคีและตาเล็กผิดปกติ (microphthalmia) ได้แล้วในอัลตราซาวนด์ นอกจากนี้ความผิดปกติของสมองส่วนหน้าและใบหน้าของระดับความรุนแรงที่แตกต่างกันมักมีอยู่ (holoprosencephaly)

ในขณะที่ในรูปแบบของ lobar นั้นสมองซีกจะถูกแยกออกจากกันเกือบทั้งหมดและมีการสร้างโพรงด้านข้างในรูปแบบกึ่งโลบาร์มักจะแยกเฉพาะส่วนหลังของสมองออกและช่องด้านข้างจะหายไป ในรูปแบบที่รุนแรงที่สุดรูปแบบ alobar ไม่มีการแยกของสมองซีก

ทารกที่มีรูปร่างกึ่งหรือทรงแอลบาร์มักจะเสียชีวิตทันทีหลังคลอด หลังจากหนึ่งเดือนอัตราการตายอยู่ที่ประมาณ 50% ของการเกิดที่มีชีวิต จนกระทั่งอายุ 5 ขวบอัตราการเสียชีวิตจาก trisomy 13 จะเพิ่มขึ้นเป็น 90% เนื่องจากความผิดปกติในสมองในกรณีส่วนใหญ่ผู้ป่วยยังคงนอนไม่หลับไปตลอดชีวิตและไม่สามารถพูดได้ซึ่งเป็นสาเหตุที่ต้องพึ่งพาการดูแลอย่างเต็มที่ นอกจากนี้ยังสามารถแสดงอาการทางกายภาพของ Trismoie 13 ได้อย่างกว้างขวาง

อ่านรายละเอียดเพิ่มเติมได้ที่: Trisomy 13 ในเด็กในครรภ์

ตรีโกณมิติ 16

โดยทั่วไป trisomy 16 เป็น trisomy ที่พบบ่อยที่สุด (ประมาณ 32% ของ trisomies ทั้งหมด) แต่เด็กที่มีชีวิตด้วย trisomy 16 นั้นหายากมาก โดยทั่วไปการเกิดที่มีชีวิตเกิดขึ้นเฉพาะในไตรโซมหรือโมเสกบางส่วนเท่านั้น ในบรรดาไตรโซมีส่วนใหญ่มักรับผิดชอบต่อการคลอดบุตร: 32 ใน 100 การแท้งเนื่องจากความผิดปกติของโครโมโซมเกิดจากไตรโซมีชนิดนี้

ดังนั้นส่วนใหญ่ก่อนคลอดกล่าวคือก่อนคลอดมีการบันทึกลักษณะที่ระบุตัวตนได้ สิ่งที่น่าสังเกตคือข้อบกพร่องของหัวใจต่างๆการเจริญเติบโตที่ช้าลงหลอดเลือดแดงสะดือเส้นเดียว (หรือสองครั้ง) และความโปร่งใสของคอที่เพิ่มขึ้นซึ่งอธิบายได้จากการสะสมของของเหลวเนื่องจากระบบน้ำเหลืองยังไม่พัฒนาเต็มที่และความยืดหยุ่นที่เพิ่มขึ้นของผิวหนังในบริเวณนี้ นอกจากนี้ไส้เลื่อนที่สะดือทางสรีรวิทยาเช่นการเคลื่อนย้ายส่วนใหญ่ของลำไส้ไปทางด้านนอกชั่วคราวมักจะไม่ถดถอยอย่างเหมาะสมซึ่งเรียกว่า omphalocele หรือสายสะดือแตก

นอกจากนี้ยังสามารถตรวจพบการงอเกร็งด้วยนิ้วไขว้ได้ในอัลตราซาวนด์ ในการคลอดที่มีชีวิตเพียงไม่กี่ครั้งความดันเลือดต่ำของกล้ามเนื้อโดยทั่วไปจะสังเกตเห็นได้ชัดเจน สิ่งนี้นำไปสู่ความอ่อนแอในการดื่มและสามารถมั่นใจได้ว่าทารกจะต้องได้รับอาหารเทียม ร่องสี่นิ้วที่เป็นลักษณะของไตรโซมมักเกิดขึ้น ที่นี่ความถี่ของการเกิด trisomy เกี่ยวข้องโดยตรงกับอายุของมารดา

ตรีโกณมิติ 18

Edwards syndrome เช่น trisomy 18 เกิดขึ้นโดยมีความถี่ 1: 3000 ด้วยการวินิจฉัยก่อนคลอดจะเหมือนกับ Patau syndrome: ที่นี่การตรวจเดียวกันจะช่วยให้สามารถพบผู้ป่วยทั้งหมดได้อย่างสมบูรณ์ก่อนคลอด สาเหตุและการแจกแจงของพวกเขาจะถูกนำไปเปรียบเทียบกับไตรโซมีอื่น ๆ (ดูไตรโซมี 21)

นอกจากนี้ใน trisomy 18 ยังมี trisomies บางส่วนซึ่งเช่นเดียวกับประเภทโมเสคซึ่งนำไปสู่หลักสูตรทางคลินิกที่อ่อนโยนกว่ามาก dysmorphisms ที่เกี่ยวข้องยังเป็นลักษณะเฉพาะของ Edwards syndrome ด้วยเช่นกันเมื่อแรกเกิดผู้ป่วยจะมีน้ำหนักตัวลดลงอย่างมาก 2 กก. (ปกติ: 2.8-4.2 กก.) หน้าผากกว้างที่ถดถอยโดยทั่วไปครึ่งล่างของใบหน้าที่ยังไม่พัฒนาโดยมีการเปิดปากเล็ก ๆ , เปลือกตาแคบและหมุนไปข้างหลัง, หูที่เปลี่ยนรูปร่าง (หูของฟออุน) นอกจากนี้ด้านหลังศีรษะยังมีพัฒนาการที่ดีผิดปกติสำหรับทารกแรกเกิด กระดูกซี่โครงแคบและเปราะบางผิดปกติ ทารกแรกเกิดยังมีความตึงเครียดถาวร (น้ำเสียง) ของกล้ามเนื้อทั้งหมดซึ่งจะลดลงหลังจากสองสามสัปดาห์แรกในผู้รอดชีวิต

ลักษณะเด่นอีกประการหนึ่งคือการไขว้ของนิ้วที่ 2 และ 5 ในช่วงที่ 3 และ 4 ด้วยจำนวนนิ้วทั้งหมดที่ตอกในขณะที่เท้ายาวผิดปกติ (ผ่านไปแล้ว) มีส้นเท้าที่เด่นชัดโดยเฉพาะเล็บเท้าแคระแกรนและนิ้วหัวแม่เท้าตั้งกลับ

ความผิดปกติของอวัยวะที่ร้ายแรงเป็นเรื่องปกติและมักเกิดร่วมกัน: ความบกพร่องของหัวใจและไต, การหลุดออก (malrotation) ของลำไส้, การยึดติดของเยื่อบุช่องท้อง (mesenterium commune), การอุดตันของหลอดอาหาร (atresia หลอดอาหาร) และอื่น ๆ อีกมากมาย

เนื่องจากความผิดปกติเหล่านี้อัตราการตายอยู่ที่ประมาณ 50% ภายใน 4 วันแรกมีเพียง 5-10% เท่านั้นที่มีชีวิตอยู่ได้เกินหนึ่งปี การอยู่รอดเข้าสู่วัยผู้ใหญ่ถือเป็นข้อยกเว้นที่แน่นอนไม่ว่าในกรณีใดก็ตามความบกพร่องทางสติปัญญานั้นเด่นชัดมากและไม่สามารถพูดได้ล้มหมอนนอนเสื่อและไม่หยุดหย่อนดังนั้นจึงต้องพึ่งพาความช่วยเหลือจากภายนอกโดยสิ้นเชิง

สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ trisomy 18 โปรดอ่านบทความโดยละเอียดของเราในหัวข้อ:

• ตรีโกณมิติ 18 (เอ็ดเวิร์ดซินโดรม)
• Trisomy 18 ในเด็กในครรภ์

Trisomy X

Trisomy X เป็นรูปแบบที่ไม่เด่นชัดที่สุดของความผิดปกติของโครโมโซมที่เป็นตัวเลขลักษณะของผู้ที่ได้รับผลกระทบซึ่งเป็นผู้หญิงทุกคนอย่างมีเหตุผลไม่แตกต่างจากผู้หญิงคนอื่น ๆ มากนัก บางคนสังเกตเห็นได้ชัดเนื่องจากมีความสูงเป็นพิเศษและมีใบหน้าที่ค่อนข้าง "อวบ" พัฒนาการทางจิตส่วนใหญ่อาจเป็นเรื่องปกติได้เช่นกันตั้งแต่เส้นเขตแดนปกติไปจนถึงความพิการทางจิตเล็กน้อย

อย่างไรก็ตามการขาดดุลทางสติปัญญานี้ร้ายแรงกว่าไตรโซมอื่น ๆ ของโครโมโซมเพศ (XXY และ XYY) เล็กน้อย ด้วยความถี่ 1: 1000 นั้นไม่ใช่เรื่องที่หายากนัก แต่เนื่องจาก trisomy มักไม่เกี่ยวข้องกับอาการที่สำคัญทางคลินิกผู้หญิงส่วนใหญ่ที่เป็นโรคนี้อาจไม่ได้รับการวินิจฉัยเลยตลอดชีวิต

ผู้ให้บริการส่วนใหญ่จะถูกค้นพบโดยบังเอิญในระหว่างการตรวจสุขภาพของครอบครัวหรือในระหว่างการวินิจฉัยก่อนคลอด ภาวะเจริญพันธุ์สามารถลดลงเล็กน้อยและอัตราความผิดปกติของโครโมโซมเพศในรุ่นต่อไปอาจเพิ่มขึ้นเล็กน้อยดังนั้นจึงแนะนำให้ปรึกษาทางพันธุกรรมหากคุณต้องการมีบุตร

เช่นเดียวกับ trisomies อื่น ๆ trisomy X ส่วนใหญ่มักพัฒนาเป็น trisomy ฟรีนั่นคือเนื่องจากไม่มีการแบ่ง (nondisjunction) ของโครมาทิดน้องสาว ที่นี่เช่นกันมักเกิดขึ้นในระหว่างการเจริญเติบโตของเซลล์ไข่ของมารดาแม้ว่าความน่าจะเป็นจะเพิ่มขึ้นตามอายุ

Fragile X Syndrome

Fragile X syndrome หรือ Martin Bell syndrome เป็นที่ต้องการในผู้ชายเนื่องจากมีโครโมโซม X เพียงตัวเดียวจึงได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงมากกว่า

เกิดขึ้นกับความถี่ 1: 1250 ในการเกิดของชายที่มีชีวิตในหนึ่งปีทำให้เป็นรูปแบบของภาวะปัญญาอ่อนที่ไม่เฉพาะเจาะจงมากที่สุดนั่นคือความพิการทางจิตทั้งหมดที่ไม่สามารถอธิบายได้ด้วยกลุ่มอาการพิเศษที่มีอาการทั่วไป

กลุ่มอาการ Fragile X มักเกิดขึ้นในเด็กผู้หญิงในรูปแบบที่ค่อนข้างอ่อนแอซึ่งเกิดจากการที่โครโมโซม X ตัวใดตัวหนึ่งหยุดทำงานโดยไม่ได้ตั้งใจ ยิ่งโครโมโซม X ที่ถูกปิดมีสัดส่วนที่สูงขึ้นอาการก็จะยิ่งรุนแรงขึ้น

อย่างไรก็ตามในกรณีส่วนใหญ่ผู้หญิงเป็นพาหะของการคลอดก่อนกำหนดซึ่งยังไม่ก่อให้เกิดอาการทางคลินิกใด ๆ แต่จะเพิ่มความน่าจะเป็นของการกลายพันธุ์เต็มรูปแบบในลูกชายของพวกเขาอย่างมาก ในกรณีที่หายากมากผู้ชายยังสามารถเป็นพาหะของการคลอดก่อนกำหนดซึ่งพวกเขาสามารถส่งต่อไปยังลูกสาวเท่านั้น แต่โดยปกติแล้วจะมีสุขภาพที่ดี (Sherman paradox)

กลุ่มอาการนี้ถูกกระตุ้นโดยจำนวน CGG แฝดที่เพิ่มขึ้นอย่างมาก (ลำดับเบสที่แน่นอน) ในยีน FMR (เปราะบาง - ไซต์ - ปัญญาอ่อน); แทนที่จะเป็น 10-50 สำเนาการเกิดก่อนกำหนด 50-200 พร้อมการแสดงออกทั้งหมด 200-2000 เล่ม

ภายใต้กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงดูเหมือนว่าแขนยาวจะแตกซึ่งเป็นสิ่งที่ทำให้เกิดชื่อของโรคนี้ สิ่งนี้นำไปสู่การปิดการทำงานของยีนที่ได้รับผลกระทบซึ่งจะทำให้เกิดอาการ

ผู้ที่ได้รับผลกระทบจะแสดงพัฒนาการด้านการพูดและการเคลื่อนไหวที่ช้าลงและสามารถแสดงปัญหาพฤติกรรมที่อาจนำไปสู่ทิศทางของสมาธิสั้น แต่ยังรวมถึงออทิสติกด้วยความผิดปกติภายนอกอย่างหมดจด (สัญญาณของ dysmorphism) คือใบหน้ายาวที่มีคางที่โดดเด่นและหูที่ยื่นออกมา ในช่วงวัยแรกรุ่นลูกอัณฑะมักจะขยายใหญ่ขึ้นอย่างมาก (macroorchidia) และใบหน้าจะหยาบขึ้น มีการสะสมของความผิดปกติทางจิตใจเล็กน้อยและโดยเฉพาะอย่างยิ่งวัยหมดประจำเดือนในช่วงต้นของผู้ให้บริการเพศหญิงที่คลอดก่อนกำหนด

การวิเคราะห์โครโมโซมคืออะไร?

การวิเคราะห์โครโมโซมเป็นกระบวนการในเซลล์พันธุศาสตร์ที่สามารถตรวจพบความผิดปกติของโครโมโซมเชิงตัวเลขหรือโครงสร้างได้

การวิเคราะห์ดังกล่าวจะใช้ตัวอย่างเช่นหากสงสัยว่ามีอาการโครโมโซมในทันทีเช่นในกรณีของความผิดปกติ (dysmorphisms) หรือความพิการทางสติปัญญา (การหน่วงเหนี่ยว) แต่ในกรณีของภาวะมีบุตรยากการแท้งเป็นประจำ (การทำแท้ง) และมะเร็งบางชนิด (เช่นต่อมน้ำเหลือง) หรือมะเร็งเม็ดเลือดขาว)

โดยปกติจะต้องใช้ลิมโฟไซต์ซึ่งเป็นเซลล์ภูมิคุ้มกันชนิดพิเศษที่ได้รับจากเลือดของผู้ป่วย เนื่องจากวิธีนี้สามารถหาได้ในปริมาณเล็กน้อยเท่านั้นเซลล์จึงถูกกระตุ้นให้แบ่งตัวด้วยไฟโตฮีมักกลูตินินและลิมโฟไซต์สามารถปลูกได้ในห้องปฏิบัติการ

ในบางกรณีตัวอย่าง (ชิ้นเนื้อ) จะถูกนำมาจากผิวหนังหรือไขสันหลังแทนและใช้ขั้นตอนที่คล้ายกัน จุดมุ่งหมายคือการได้รับวัสดุดีเอ็นเอให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ซึ่งอยู่ในระหว่างการแบ่งเซลล์ ใน metaphase โครโมโซมทั้งหมดจะถูกจัดเรียงในระดับเดียวโดยประมาณตรงกลางเซลล์เพื่อให้สามารถลากไปยังด้านตรงข้าม (ขั้ว) ของเซลล์ได้ในขั้นตอนถัดไปคือแอนาเฟส

ในช่วงเวลานี้โครโมโซมจะรวมกันแน่นเป็นพิเศษ (มีการควบแน่นสูง) มีการเพิ่ม colchicine พิษของแกนหมุนซึ่งทำงานได้อย่างแม่นยำในช่วงนี้ของวัฏจักรของเซลล์เพื่อให้โครโมโซมเมตาเฟสสะสม จากนั้นจะแยกและย้อมสีโดยใช้วิธีการย้อมสีพิเศษ

ที่พบบ่อยที่สุดคือแถบ GTG ซึ่งโครโมโซมได้รับการรักษาด้วยทริปซินเอนไซม์ย่อยอาหารและเม็ดสี Giemsa บริเวณที่มีการบรรจุหนาแน่นโดยเฉพาะและบริเวณที่อุดมไปด้วยอะดีนีนและไธมีนจะมีสีเข้ม

แถบ G ที่เกิดขึ้นเป็นลักษณะเฉพาะของโครโมโซมแต่ละตัวและในแง่ที่เข้าใจง่ายถือว่าเป็นบริเวณที่มียีนน้อยกว่า ภาพของโครโมโซมที่เปื้อนด้วยวิธีนี้ถ่ายด้วยกำลังขยายพันเท่าและสร้างภาพคาริโอแกรมด้วยความช่วยเหลือของโปรแกรมคอมพิวเตอร์ นอกจากรูปแบบแถบแล้วยังใช้ขนาดของโครโมโซมและตำแหน่งของเซนโทรเมียร์เพื่อช่วยในการจัดเรียงโครโมโซมให้สอดคล้องกัน นอกจากนี้ยังมีวิธีการอื่น ๆ ในการรัดที่มีข้อดีแตกต่างกันมาก

คำแนะนำจากกองบรรณาธิการ

สำหรับข้อมูลทั่วไปเพิ่มเติมโปรดดูบทความต่อไปนี้:

• การแบ่งนิวเคลียสของเซลล์
• หน้าที่ของนิวเคลียสของเซลล์
• ตรีโกณมิติ 21
• โรคทางพันธุกรรม