Введение
Аномальные множества одной или нескольких хромосом Полисомия - это состояние, встречающееся у многих видов, включая грибки, растения, насекомых и млекопитающих, в которых организм имеет по крайней мере одну хромосому больше, чем обычно, то есть может быть три или более копий хромосомы, а не ожидаемые две копии. Большинство эукариотических видов являются диплоидными, то есть имеют два набора хромосом, в то время как прокариоты являются гаплоидными, содержащими одну хромосому в каждой клетке. Анеуплоиды обладают хромосомными числами, которые не являются точными кратными гаплоидного числа, а полисомия является типом анеуплоидии. Кариотип - это набор хромосом в организме, а суффикс somy используется для обозначения анеуплоидных кариотипов. Это не следует путать с суффиксом "плоидия", относящимся к числу полных наборов хромосом. Полисомия обычно вызвана недизъюнкцией (неудачей пары гомологичных хромосом в разделении) во время мейоза, но также может быть вызвана транслокационной мутацией (хромосомная аномалия, вызванная перестановкой частей между нехомологичными хромосомами). Полисомия встречается во многих заболеваниях, включая синдром Дауна у людей, где у пострадавших людей есть три копии (трисомия) хромосомы 21. Количество хромосом Наименование Описание Примеры 3 трисомия Три копии хромосомы, 2n + 1 синдром Дауна (трисомия 21), синдром Эдвардса (трисомия 18) или синдром Патау (трисомия 13) 4 тетрасомия Четыре копии хромосомы, 2n + 2 Тетрасомия 9p, Тетрасомия 18p 5 пентасомия Пять копий хромосомы, 2n + 3 Пентасомия X (XXXXX или 49, XXXXX) 6 гексасомия Шесть копий хромосомы, 2n + 4 Мозаическая гексасомия 21 или Частичная гексасомия 15 7 гептасомия Семь копий хромосомы, 2n + 5 Гептасомия 21 при острой миелоидной лейкомии 8 октосомия Восемь копий хромосомы, 2n + 6 Октосома у рыб-истогенов (Acipolyta baerii, A. persicus, A. sinensis, A. transmontanus, A. transcinosomyomyomyomycinensis) 9 наносомия 9 наномия 9 копии хромосомы, 10 наносомы 2 + 7 наносомы в 10 наносомы 8 наномы, дециномия 10 наномы в 10 наномии, дециномия наномия в 10 + 8 наномия в 10 наномией.
Polysomy is a condition found in many species, including fungi, plants, insects, and mammals, in which an organism has at least one more chromosome than normal, i. e., there may be three or more copies of the chromosome rather than the expected two copies. Most eukaryotic species are diploid, meaning they have two sets of chromosomes, whereas prokaryotes are haploid, containing a single chromosome in each cell. Aneuploids possess chromosome numbers that are not exact multiples of the haploid number and polysomy is a type of aneuploidy. A karyotype is the set of chromosomes in an organism and the suffix somy is used to name aneuploid karyotypes. This is not to be confused with the suffix ploidy, referring to the number of complete sets of chromosomes. Polysomy is usually caused by non disjunction (the failure of a pair of homologous chromosomes to separate) during meiosis, but may also be due to a translocation mutation (a chromosome abnormality caused by rearrangement of parts between nonhomologous chromosomes). Polysomy is found in many diseases, including Down syndrome in humans where affected individuals possess three copies (trisomy) of chromosome 21. Number of chromosomes Name Description Examples
3 trisomy Three copies of a chromosome, 2n + 1 Down syndrome (Trisomy 21), Edwards syndrome (Trisomy 18), or Patau syndrome (Trisomy 13) 4 tetrasomy Four copies of a chromosome, 2n + 2 Tetrasomy 9p, Tetrasomy 18p 5 pentasomy Five copies of a chromosome, 2n + 3 Pentasomy X (XXXXX or 49, XXXXX) 6 hexasomy Six copies of a chromosome, 2n + 4 Mosaic Hexasomy 21 or Partial Hexasomy 15 7 heptasomy Seven copies of a chromosome, 2n + 5 Heptasomy 21 in acute myeloid leukemia 8 octosomy Eight copies of a chromosome, 2n + 6 Octosomy in sturgeon fish (Acipenser baerii, A. persicus, A. sinensis, and A. transmontanus) 9 nanosomy Nine copies of a chromosome, 2n + 7 Nanosomy in congenital skeletal polydystrophy 10 decasomy Ten copies of a chromosome, 2n + 8 decasomy 8 in histolytic carcinoma
В собаках
Полисомия играет роль в лейкемии собак, гемангиоперицитомах и опухолях щитовидной железы. Аномалии хромосомы 13 наблюдались при остеоидной хондросаркоме и лимфосаркоме собак. Трисомия 13 у собак с лимфосаркомой проявляется более длительной первой ремиссией (лекарством) и выживаемостью, хорошо реагируя на лечение химиотерапевтическими средствами. Полисомия хромосомы 13 (полисомия 13) имеет важное значение в развитии рака простаты и часто вызвана центральными слияниями. Полисомия хромосом 1, 2, 4, 5 и 25 также часто участвует в опухолях собак. Хромосома 1 может содержать ген, ответственный за развитие опухоли и приводить к изменениям кариотипа, включая слияние центримера или центрические слияния.
Половые хромосомы
Некоторые из наиболее распространенных генетических нарушений - это аномалии половых хромосом, но полисомия встречается редко. Полисомия хромосомы 49,XXXXY встречается у 1 из 85 000 новорожденных мужчин. Частота других полисомий X (48, XXXX, 48, XXXY, 48, XXYY) более редка, чем 49, XXXXY. Полисомия Y (47, XYY; 48, XYY; 48, XXYY; 49, XXYY) встречается у 1 из 975 мужчин и может вызывать психические, социальные и соматические нарушения. Полисомия Х может вызвать задержку умственного развития и физические пороки. Синдром Клайнфелтера является примером полисомии X человека с кариотипом 47, XXY. Полисомия Х-хромосомы может быть унаследована от одной материнской (49, полисомия Х) или отцовской (48, полисомия Х) Х-хромосомы. При колоректальном раке экспрессия EGFR снижается при полисомии 7, что облегчает выявление полисомии 7 и может быть использовано для предотвращения ненужного лечения рака у пациентов.
Хромосома 8
Тетрасомия и гексасомия 8 встречаются редко по сравнению с трисомией 8, которая является наиболее распространенным кариотипическим результатом при острой миелоидной лейкемии (ОМЛ) и миелодиспластических синдромах (МДС). С синдромом полисомии 8 связаны ОМЛ, МДС или миелопролиферативные расстройства (МПР) с высокой частотой вторичных заболеваний и шестимесячной выживаемостью.
Хромосома 17
О чрезмерной экспрессии гена HER2/ neu на хромосоме 17 и некоторых типах полисомии сообщалось в 68% случаев рака молочной железы. Если ген HER 2/neu не усиливается в случае полисомии, белки могут быть переэкспрессированы и могут привести к опухолеобразованию. Полисомия 17 может осложнить интерпретацию результатов тестирования HER2 у больных раком. Полисомия 17 может отсутствовать при усилении центромера, поэтому позже было обнаружено, что полисомия 17 встречается редко. Это было обнаружено с использованием массивной сравнительной геномной гибридизации, альтернативной ДНК-ориентированной методы клинической оценки количества копий гена HER2.
Трисомия 21
Трисомия 21 - это форма синдрома Дауна, которая возникает, когда есть дополнительная копия хромосомы 21. В результате возникает генетическое заболевание, при котором у человека 47 хромосом вместо обычных 46. Во время развития яйцеклетки или спермы 21-я хромосома не отделяется ни во время развития яйцеклетки, ни во время развития спермы. В результате получается клетка, которая имеет 24 хромосомы. Эта дополнительная хромосома может вызвать проблемы с развитием тела и мозга.
Тетрасомия 9p
Тетрасомия 9p - это редкое состояние, при котором у людей есть небольшая дополнительная хромосома, которая содержит две копии части хромосомы 9, в дополнение к двум нормальным хромосомам 9. Это состояние может быть диагностировано путем анализа образца крови человека, поскольку 9p обнаруживается в высоких концентрациях в крови. Ультразвук - еще один инструмент, который может быть использован для выявления тетрасомии 9p у младенцев до рождения. Ультразвуковой анализ может выявить несколько общих признаков, включая: ограничение роста, вентрикуломегалию, расщелину губы или неба, аномалии почек.
Тетрасомия 18p
Тетрасомия 18p возникает, когда короткая рука 18-й хромосомы появляется четыре раза, а не дважды, в клетках тела. Это считается редким заболеванием и обычно не передается по наследству. Механизм образования 18p, по-видимому, является результатом двух независимых событий: центримерного неправильного деления и неразъединения. Характерные особенности тетрасомии 18p включают, но не ограничиваются ими: замедление роста, сколиоз, аномальные МРТ головного мозга, задержки развития и косоглазие. Как показано на изображении кариотипа, хромосомы 122 сгруппированы A G. Популяция самцов кузнечиков (Chorthippus binotatus) из Сьерра-Невады (Испания) представляет собой полисомические мозаики (из клеток двух генетически различных типов), обладающие дополнительной хромосомой группы E (хромосомы 16, 17 и 18) в их яичках. Родители, у которых была полисомия, не передавали аномалию E-хромосомы ни одному из потомков, поэтому это не передается будущим поколениям. Большинство полисомных самцов производят нормальную сперму. Однако полисомия может передаваться как от родителей мужского пола, так и от родителей женского пола через недискьюкцию. Число хромосом крокодила-крота варьируется от 19 до 23 хромосом в зависимости от того, в какой части мира они находятся, включая Иерусалим, Палестину и Европу. Гетерохромная полисомия наблюдается у крокодилов с 23 хромосомами и может быть фактором, способствующим их эволюции, особенно в пределах вида Gryllotalpa gryllotalpa, наряду с различными средами обитания и системами спаривания.
Полисомия Х-хромосомы у плодовой мухи
У плодовой мухи, дрозофилы, одна Х-хромосома у самца почти такая же, как две Х-хромосомы у самки с точки зрения продуцированного продукта гена.
В грибах
До сих пор было исследовано мало грибов, возможно, из-за низкого числа хромосом в грибах, как определено импульсным гелевым электрофорезом поля. Полисомия хромосомы 13 наблюдалась у штаммов Flor вида дрожжей Saccharomyces cerevisiae. Хромосома 13 содержит локации, в частности, локации ADH2 и ADH3, которые кодируют изоферменты алкогольной дегидрогеназы. Эти изоферменты играют основную роль в биологическом старении вин посредством окислительного использования этанола. Полисомия хромосомы 13 развивается при нарушении гена РНК1 дрожжей с последовательностью LEU2.
Флуоресцентная гибридизация in situ
Гибридизация флуоресценцией in situ (FISH) является цитогенетическим методом, который оказался полезным при диагностике пациентов с полисомией. Для выявления различных полисомий, включая наиболее распространенные аутосомии (трисомия 13, 18, 21), а также полисомию X и Y, используется обычная цитогенетика и флуоресцентная гибридизация in situ (FISH). Исследование хромосомной анеуплоидии с гибридизацией Fluorescence in situ может повысить чувствительность цитологии и повысить точность диагностики рака. Тест на гибридизацию с помощью флуоресценции in situ для рака шейки матки (TERC) обнаруживает амплификацию гена человеческой теломеразы РНК-компонента (TERC) и/или полисомию хромосомы 3.
Спектральное кариотипирование
Спектральный кариотипизм (SKY) рассматривает весь кариотип, используя флуоресцентные метки и присваивая конкретный цвет каждой хромосоме. SKY обычно проводится после того, как обычные цитогенные методы уже обнаружили аномальную хромосому. Затем для подтверждения идентичности хромосомы используется анализ FISH.
Анализ микромассивов
Субмикроскопические хромосомные аномалии, которые слишком малы, чтобы быть обнаруженными с помощью других средств кариотипирования, могут быть идентифицированы путем анализа хромосомных микроареев. Существует несколько существующих методов микромассивов, которые могут быть использованы во время фазы пренатальной диагностики, и они включают массивы SNP и сравнительную геномную гибридизацию (CGH). CGH - это диагностический инструмент на основе ДНК, который использовался для выявления полисомии 17 при раке молочной железы. При использовании в сочетании с результатами ультразвукового исследования анализ микроареев может быть полезным для клинической диагностики хромосомных аномалий.
Пренатальные диагностические тесты
После этого обычно используют FISH или полимеразную цепную реакцию для выявления хромосомных анеуплоидий. Отбор материнской крови для клеток плода, часто используемый для выявления риска трисомий 18 или 21, представляет меньший риск по сравнению с амниоцентезом и отбором хорионовых вил (CVS). Обработка хорионовых желчков использует ткань плаценты для получения информации о хромосомном состоянии плода и используется с 1970-х годов. В дополнение к КВС амниоцентез может использоваться для получения кариотипа плода путем исследования клеток плода в амниотической жидкости. Впервые он был исполнен в 1952 году и стал стандартной практикой в 1970-х годах. Вероятность рождения ребенка с полисомией увеличивается с возрастом матери, поэтому беременные женщины старше 35 лет проходят обследование.
Анализ ограничения на полиморфизм длины фрагмента (RFLP)
RFLPs могут быть использованы для определения происхождения и механизма, связанного с полисомией X и другими хромосомными гетероморфизмами или хромосомами, которые отличаются по размеру, форме или свойствам окрашивания. Энзимы рестрикции разрезают ДНК в определенном месте, а фрагменты ДНК, которые остаются, называются полиморфизмами длины фрагмента рестрикции или RFLP. РФЛП также помогает в идентификации гена Ханттингтина (HTT), который предсказывает возникновение аутосомного расстройства взрослого возраста, называемого болезнью Ханттинтона (БД). Мутации в хромосоме 4 могут быть визуализированы при использовании RFLP в сочетании с анализом Southern blot.
Потоковая цитометрия
Культуры лимфоцитов человека могут анализироваться с помощью поточной цитометрии для оценки хромосомных аномалий, таких как полиплоидия, гиподиплоидия и гипердиплоидия. Потоковые цитометры способны анализировать тысячи клеток в секунду и обычно используются для изоляции конкретных популяций клеток.