Kromosomi su strukture unutar stanica koje sadrže gene te osobe.
Gen je segment deoksiribonukleinske kiseline (DNK) i sadrži šifru za određeni protein koji djeluje u jednoj ili više vrsta stanica u tijelu ( za raspravu o genetici).
Svaka normalna ljudska stanica, osim spermija i jajnih stanica, ima 23 para kromosoma odnosno ukupno 46 kromosoma. Spermij i jajna stanica imaju polovičan broj kromosoma odnosno 23 kromosoma. Svaki kromosom sadrži stotine do tisuće gena.
Spolni kromosomi su jedan od 23 para. Postoje 2 spolna kromosoma nazvana X i Y. Žene tipično imaju dva X kromosoma (XX), a muškarci obično imaju jedan X i jedan Y kromosom (XY).
Struktura DNK
DNK (deoksiribonukleinska kiselina) je genetski materijal stanice sadržan u kromosomima u jezgri stanice i mitohondrijima.
Osim nekih stanica (npr. spermija, jajnih stanica, crvenih krvnih stanica), stanična jezgra sadrži 23 para kromosoma. Kromosom sadrži mnoge gene. Gen je segment DNK koji sadži šifru za izgradnju proteina.
DNK molekula je duga dvostruka spiralna uzvojnica koja podsjeća na spiralno stubište. U njemu su dva lanca sastavljena od šećera (deoksiriboze) i fosfatne molekule povezana parovima četiriju molekula koje se nazivaju baze te formiraju stepenice tog stubišta. Na stepenicama je adenin uparen s timinom, a gvanin je uparen s citozinom. Svaki par baza drži se zajedno vodikovom vezom. Gen se sastoji od niza baza. Sekvence od tri baze kodiraju aminokiseline (aminokiseline su građevni materijal proteina) ili druge informacije.
|
Kromosomske abnormalnosti
(Vidi također Kromosomske abnormalnosti.)
Kromosomske abnormalnosti mogu se pojaviti na bilo kojem kromosomu, uključujući i spolne kromosome. Kromosomske abnormalnosti mogu se odnositi na
Broj kromosoma
Strukturu kromosoma
Veće abnormalnosti mogu biti vidljive pomoću mikroskopa u testu koji se zove kromosomska analiza ili kariotipizacija. Manje abnormalnosti kromosoma mogu se identificirati pomoću specijaliziranog genetskog testa koji skenira kromosome osobe u potrazi za dodatnim ili nedostajućim dijelovima. Ovi testovi uključuju kromosomsku analizu na mikropostroju (CMA) i fluorescencijsku in situ hibridizaciju (FISH). (Vidi također Metopde sekvenciranje slijedeće generacije.)
Numeričke anomalije označavaju da osoba ima jednu ili više dodatnih kopija nekog kromosoma (npr. jedna kopija više zove se trisomija, dvije su tetrasomija) ili da joj nedostaje kromosom (monosomija). Trisomija se može javiti na bilo kojem od 23 para kromosoma, ali najčešće su trisomija 21. kromosoma (Downov sindrom), trisomija 13 i trisomija 18 koje se javljaju i kod dječaka i kod djevojčica. Ove abnormalnosti vidljive su mikroskopom prilikom kariotipizacije.
Što je trudnica starija, veći je rizik da će njen fetus imati cijeli kromosom viška ili da će mu nedostajati neki kromosom (). Isto ne vrijedi za muškarce. Sa starenjem muškarca, rizik za začeće djeteta s kromosomskim poremećajima se neznatno povećava.
Strukturne anomalije nastaju kada je dio kromosoma abnormalan. Ponekad se dio kromosoma ili cijeli kromosom pogrešno spoji s drugim kromosomom (to se naziva translokacija). Ponekad nedostaju dijelovi kromosoma (to se naziva delecija)) ili su isti duplicirani.
Neke kromosomske anomalije uzrokuju smrt embrija ili fetusa prije rođenja. Druge abnormalnosti uzrokuju probleme poput intelektualnih poteškoća, niskog rasta, konvulzija, problema sa srcem ili rascjepa nepca.
Abnormalnosti gena
Promjene u jednom ili više parova baza DNK u genu (vidi sliku Struktura DNK stvara varijantu tog gena koja može utjecati na funkcioniranje gena. Ove promjene ne utječu na strukturu kromosoma stoga se ne mogu vidjeti kariotipizacijom ili drugim kromosomskim testovima. Potrebni su više specifični genetički testovi. Neke genske varijante ne uzrokuju probleme dok neke uzrokuju tek blage simptome. Ostale varijante uzrokuju ozbiljne poremećaje kao što su anemija srpastih stanica, cistična fibroza, i mišićna distrofija. Medicinski znanstvenici sve češće pronalaze specifične genetske uzroke dječjih bolesti.
Ostaje nejasno kako nastaje većina varijanti, a ipak se za većinu smatra da nastaju spontano. Neki okolični čimbenici ili supstance mogu oštetiti gene i uzrokovati genske varijante. Ti se čimbenici zovu mutageni. Mutageni, kao što su radijacija, ultraljubičasto svjetlo te neki lijekovi i i kemikalije, mogu uzrokovati karcinome i prirođene defekte.
Genska varijanta u spermiju ili jajnoj stanici može se prenijeti s roditelja na dijete. Genske varijante u drugim stanicama mogu uzrokovati bolesti koje se ne prenose na potomke (jer nisu zahvaćeni spermiji ili jajne stanice). Imati dvije kopije abnormalnog gena može dovesti do ozbiljnih bolesti ili stanja, kao što sucistična fibroza ili Tay-Sachsova bolest. Ponekad se poremećaji mogu pojaviti čak i kada osoba ima samo jednu kopiju abnormalnog gena.
Testiranje na kromosomske anomalije i genske poremećaje
Kromosomi i geni neke osobe mogu se ispitivati analizom iz uzorka krvi kao i iz uzoraka drugih tkiva kao što je bris bukalne sluznice. Tijekom trudnoće, liječnici mogu koristiti stanice dobiveneamniocentezom ili biopsijom korionskih resica za otkrivanje određenih fetalnih kromosomskih anomalija ili genskih poremećaja. Ako fetus ima abnormalnost, možda će biti potrebni daljnji testovi kako bi se otkrili specifični prirođeni defekti. U novije vrijeme razvijen je test probira u kojem se analizira uzorak krvi trudnice kako bi se utvrdilo ima li njen fetus povećan rizik za razvoj određenih genetičkih poremećaja. Ovaj se test temelji na činjenici da majčina krv sadrži vrlo malu količinu fetalne DNK. Ovaj se test naziva neinvazivni prenatalni probir (NIPT) ili analiza (slobodne) cirkulirajuće fetalne DNK. NIPT se može koristiti za otkrivanje povećanog rizika za trisomiju 21 (Down sindrom), trisomiju 13, ili trisomiju 18 te nekih drugih kromosomskih poremećaja, ali ovaj test nije dijagnostički. Liječnici obično preporučuju daljnje testiranje kada se otkrije povećani rizik za kromosomske abnormalnosti.
Prenatalni probir cirkulirajuće DNKPrevencija
Iako se abnormalnosti kromosoma i gena ne mogu ispraviti, neki se prirođeni defekti ponekad mogu spriječiti, npr. uzimanje folata [folne kiseline] kako bi se spriječili defekti neuralne cijevi ili testiranje roditelja kao potencijalnih nositelja određenih genetskih abnormalnosti. Embrio začet putem in vitro oplodnje (epruveta) (IVF) također se može testirati na genetske abnormalnosti prije nego što se napravi transfer u maternicu žene (vidi Preimplantacijska genetska dijagnoza).