Хромосомная транслокация - Chromosomal translocation

Хромосомная реципрокная транслокация 4-го и 20-го хромосома.

В генетика, транслокация хромосомы это явление, которое приводит к необычной перестройке хромосом. Это включает в себя сбалансированный и неуравновешенный транслокация, с двумя основными типами: взаимный, и Робертсониан транслокация. Реципрокная транслокация - это хромосомная аномалия вызвано заменой деталей между негомологичными хромосомы. Переключаются два обособленных фрагмента двух разных хромосом. Робертсоновская транслокация происходит, когда две негомологичные хромосомы присоединяются, что означает, что при наличии двух здоровых пар хромосом по одной из каждой пары «слипается».[1]

А слияние генов может быть создана, когда транслокация соединяет два иначе разделенных гена. Обнаружен на цитогенетика или кариотип пострадавших клетки. Транслокации могут быть сбалансированный (при равномерном обмене материалами без дополнительной или отсутствующей генетической информации и в идеале с полной функциональностью) или неуравновешенный (где обмен хромосома материал неодинаков, что приводит к лишним или отсутствующим гены ).[1][2]

Взаимные транслокации

Взаимные транслокации обычно представляют собой обмен материала между негомологичными хромосомами и происходят примерно у 1 из 491 живорожденного.[3] Такие транслокации обычно безвредны и могут быть обнаружены через пренатальная диагностика. Однако носители сбалансированных реципрокных транслокаций имеют повышенный риск создания гаметы с несбалансированными транслокациями хромосом, ведущими к бесплодию, выкидыши или же дети с отклонениями. Генетическое консультирование и генетическое тестирование часто предлагаются семьям, которые могут быть носителями транслокации. Большинство сбалансированных носителей транслокаций здоровы и не имеют никаких симптомов.

Важно различать хромосомные транслокации, происходящие в гаметогенезе из-за ошибок в мейоз, и транслокации, которые происходят при клеточном делении соматические клетки, из-за ошибок в митоз. Первое приводит к хромосомной аномалии, проявляющейся во всех клетках потомства, как и у переносчиков транслокаций. С другой стороны, соматические транслокации приводят к аномалиям только в пораженной клеточной линии, как в хронический миелолейкоз с Филадельфийская хромосома транслокация.

Невзаимная транслокация

Невзаимная транслокация включает одностороннюю передачу гены от одного хромосома к другой негомологичной хромосоме.[4]

Робертсоновские транслокации

Робертсоновская транслокация это тип транслокации, вызванный разрывами на центромерах двух или около них. акроцентрический хромосомы. Взаимный обмен частями порождает одно большое метацентрический хромосома и одна очень маленькая хромосома, которая может быть потеряна из организма с незначительным эффектом, потому что она содержит мало генов. Результирующий кариотип у человека остается только 45 хромосом, так как две хромосомы слились вместе.[5] Это не оказывает прямого влияния на фенотип, поскольку единственные гены на коротких плечах акроцентрики являются общими для всех из них и присутствуют в разном количестве копий (гены ядрышковых организаторов).

Робертсоновские транслокации наблюдались с участием всех комбинаций акроцентрических хромосом. Наиболее распространенная транслокация у людей связана с хромосомами. 13 и 14 и наблюдается у 0,97 / 1000 новорожденных.[6] Носители робертсоновских транслокаций не связаны с какими-либо фенотипическими отклонениями, но есть риск несбалансированных гамет, которые приводят к выкидышам или аномальному потомству. Например, носители робертсоновских транслокаций с участием хромосома 21 имеют более высокий риск иметь ребенка с Синдром Дауна. Это известно как «транслокационные холмы». Это связано с неправильной сегрегацией (нерасхождение ) во время гаметогенеза. У матери более высокий (10%) риск передачи, чем у отца (1%). Робертсоновские транслокации с участием хромосомы 14 также несут небольшой риск однопородная дисомия 14 из-за спасение трисомии.

Роль в болезни

Некоторые заболевания человека, вызванные транслокациями:

  • Рак: Некоторые формы рака вызваны приобретенными транслокациями (в отличие от тех, которые присутствуют с момента зачатия); это было описано в основном в лейкемия (острый миелолейкоз и хронический миелолейкоз ). Транслокации также описаны при солидных злокачественных новообразованиях, таких как саркома Юинга.
  • Бесплодие: Один из будущих родителей носит сбалансированная транслокация, когда у родителя нет симптомов, но зачатие плода нежизнеспособны.
  • Синдром Дауна вызывается в меньшинстве (5% или меньше) случаев Робертсоновской транслокацией хромосома 21 длинную руку на длинную руку хромосома 14.[7]

Хромосомные транслокации между половыми хромосомами также могут вызывать ряд генетических состояний, таких как

По хромосоме

Обзор некоторых хромосомных транслокаций, вовлеченных в различные виды рака, а также в некоторых других состояниях, например шизофрения,[8] со стандартным расположением хромосом кариограмма порядок. Сокращения:
ВСЕ - Острый лимфобластный лейкоз
AML - Острый миелоидный лейкоз
CML - Хронический миелолейкоз
DFSP - Протуберанская дерматофибросаркома

Обозначение

Международная система цитогенетической номенклатуры человека (ISCN) используется для обозначения транслокации между хромосомы.[9] Обозначение t (A; B) (p1; q2) используется для обозначения перемещения между хромосома A и хромосома B. Информация во втором наборе круглых скобок, когда дана, дает точное местоположение в хромосоме для хромосом A и B соответственно - с п указывает на короткое плечо хромосомы, q указывает на длинное плечо, а числа после p или q относятся к областям, полосам и поддиапазонам, наблюдаемым при окрашивании хромосомы окрашивающий краситель.[10] См. Также определение генетический локус.Транслокация - это механизм, который может заставить ген перемещаться из одной группы сцепления в другую.

Примеры

Для объяснения символов и сокращений, используемых в этих примерах, см. Цитогенетическая запись.
ПеремещениеСопутствующие заболеванияСлитые гены / белки
ПервыйВторой
т (8; 14) (q24; q32)Лимфома Беркиттаc-myc на хромосоме 8,
дает гибридный белок лимфоцитарно-пролиферативная способность		IGH @ (тяжелый локус иммуноглобулина) на хромосоме 14,
вызывает массивную транскрипцию гибридного белка
т (11; 14) (q13; q32)Лимфома из клеток мантии[11]циклин D1[11] на хромосоме 11,
дает слитый белок клеточной пролиферативной способности		IGH @[11] (тяжелый локус иммуноглобулина) на хромосоме 14,
вызывает массивную транскрипцию гибридного белка
т (14; 18) (q32; q21)Фолликулярная лимфома (~ 90% случаев)[12]IGH @[11] (тяжелый локус иммуноглобулина) на хромосоме 14,
индуцирует массивную транскрипцию гибридного белка		Bcl-2 на 18 хромосоме,
дает слитые белки антиапоптотические способности
t (10; (различные)) (q11; (различные))Папиллярный рак щитовидной железы[13]Протоонкоген RET[13] на хромосоме 10PTC (Папиллярный рак щитовидной железы) - Заполнитель для любого из нескольких других генов / белков[13]
т (2; 3) (q13; p25)Фолликулярный рак щитовидной железы[13]PAX8 - парный бокс ген 8[13] на хромосоме 2PPARγ1[13] (рецептор, активируемый пролифератором пероксисом γ 1) на 3 хромосоме
т (8; 21) (q22; q22)[12]Острый миелобластный лейкоз с созреваниемETO на хромосоме 8AML1 на хромосоме 21
обнаруживается в ~ 7% новых случаев ОМЛ, имеет благоприятный прогноз и предсказывает хороший ответ на цитозин арабинозид терапия[12]
т (9; 22) (q34; q11) Филадельфийская хромосомаХронический миелолейкоз (CML), острый лимфобластный лейкоз (ВСЕ)Abl1 ген на хромосоме 9[14]BCR ("область кластера точки останова" на хромосома 22[14]
т (15; 17) (q22; q21)[12]Острый промиелоцитарный лейкозБелок PML на хромосоме 15RAR-α на хромосоме 17
постоянное лабораторное обнаружение транскрипта PML-RARA является надежным предиктором рецидива[12]
т (12; 15) (п13; q25)Острый миелоидный лейкоз, врожденная фибросаркома, секреторная карцинома молочной железы, секреторная карцинома слюнных желез аналогом молочной железы, клеточный вариант мезобластной нефромыТЕЛ на хромосоме 12Рецептор TrkC на хромосоме 15
т (9; 12) (стр.24; стр13)CML, ВСЕJAK на хромосоме 9ТЕЛ на хромосоме 12
т (12; 16) (q13; p11)Миксоидная липосаркомаDDIT3 (ранее CHOP) на хромосоме 12FUS ген на хромосоме 16
т (12; 21) (п12; q22)ВСЕTEL на хромосоме 12AML1 на хромосоме 21
т (11; 18) (q21; q21)MALT лимфома[15]BIRC3 (API-2)MLT[15]
t (1; 11) (q42.1; q14.3)Шизофрения[8]
т (2; 5) (p23; q35)Анапластическая крупноклеточная лимфомаALKNPM1
т (11; 22) (q24; q11.2-12)саркома ЮингаFLI1EWS
т (17; 22)DFSPКоллаген I на хромосоме 17Фактор роста тромбоцитов B на хромосоме 22
т (1; 12) (q21; p13)Острый миелолейкоз
t (X; 18) (p11.2; q11.2)Синовиальная саркома
т (1; 19) (q10; p10)Олигодендроглиома и олигоастроцитома
т (17; 19) (q22; p13)ВСЕ
t (7,16) (q32-34; p11) или t (11,16) (p11; p11)Фибромиксоидная саркома низкой степени злокачественностиFUSCREB3L2 или же CREB3L1

История

В 1938 г. Карл Сакс, на Гарвардский университет Биологические лаборатории опубликовали статью под названием «Хромосомные аберрации, вызванные рентгеновскими лучами», в которой показано, что радиация может вызвать серьезные генетический изменения, влияющие на хромосомные транслокации. Считается, что эта статья положила начало области радиационной цитологии и позволила ему называться «отцом радиационной цитологии».

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б «ЕвроГентест: Хромосомные транслокации». www.eurogentest.org. Получено 29 марта, 2019.
  2. ^ «Могут ли изменения в структуре хромосом повлиять на здоровье и развитие?». Домашний справочник по генетике. Национальная медицинская библиотека. Получено 15 июля, 2020.
  3. ^ Милунский, Обри; Милунский, Джефф М. (2015). Генетические заболевания и плод: диагностика, профилактика и лечение (7-е изд.). Хобокен: Джон Уайли и сыновья. п. 179. ISBN  978-1-118-98152-8. Получено 15 июля, 2020.
  4. ^ «Транслокация». Школы Кармел Клей. Архивировано из оригинал 1 декабря 2017 г.. Получено 2 марта, 2009.
  5. ^ Хартвелл, Лиланд Х. (2011). Генетика: от генов к геномам. Нью-Йорк: Макгроу-Хилл. п. 443. ISBN  978-0-07-352526-6.
  6. ^ Э. Антон; Х. Бланко; Дж. Эгозкуэ; Ф. Видаль (29 апреля 2004 г.). «Исследования спермы FISH у семи мужчин-носителей робертсоновской транслокации t (13; 14) (q10; q10)». Репродукция человека. 19 (6): 1345–1351. Дои:10.1093 / humrep / deh232. ISSN  1460-2350. PMID  15117905. Получено 25 декабря, 2008.
  7. ^ «Причины». nhs.uk. Получено 16 марта, 2018.
  8. ^ а б Семпл Калифорния, Девон RS, Le Hellard S, Porteous DJ (апрель 2001 г.). «Идентификация генов из области точки останова транслокации, связанной с шизофренией». Геномика. 73 (1): 123–6. Дои:10.1006 / geno.2001.6516. PMID  11352574.
  9. ^ Шаффер, Лиза. (2005) Международная система цитогенетической номенклатуры человека С. Каргер АГ ISBN  978-3-8055-8019-9
  10. ^ «Характеристика хромосомных групп: Кариотипирование». rerf.jp. Фонд исследования радиационных эффектов. Получено 30 июня, 2014.
  11. ^ а б c d Ли Дж.Й., Гайяр Ф., Моро А. и др. (Май 1999 г.). «Обнаружение транслокации t (11; 14) (q13; q32) в лимфоме из клеток мантии путем флуоресцентной гибридизации in situ». Являюсь. Дж. Патол. 154 (5): 1449–52. Дои:10.1016 / S0002-9440 (10) 65399-0. ЧВК  1866594. PMID  10329598.
  12. ^ а б c d е Burtis, Carl A .; Эшвуд, Эдвард Р .; Брунс, Дэвид Э. (16 декабря 2011 г.). «44. Гематопоэтические злокачественные новообразования». Учебник Титца по клинической химии и молекулярной диагностике. Elsevier Health Sciences. С. 1371–1396. ISBN  978-1-4557-5942-2. Получено 5 ноября, 2012.
  13. ^ а б c d е ж Кумар, Винай; Аббас, Абул К .; Фаусто, Нельсон; Митчелл, Ричард Шеппард (2007). «Глава 20: Эндокринная система». Базовая патология Роббинса (8-е изд.). Филадельфия: Сондерс. ISBN  978-1-4160-2973-1.
  14. ^ а б Курцрок Р., Кантарджян Х.М., Друкер Б.Дж., Талпаз М. (май 2003 г.). «Филадельфийские хромосомно-положительные лейкозы: от основных механизмов к молекулярной терапии». Анна. Междунар. Med. 138 (10): 819–30. Дои:10.7326/0003-4819-138-10-200305200-00010. PMID  12755554. S2CID  25865321.
  15. ^ а б Кумар, Винай; Аббас, Абул К .; Фаусто, Нельсон; Митчелл, Ричард Шеппард (2007). Базовая патология Роббинса (8-е изд.). Филадельфия: Сондерс. п. 626. ISBN  978-1-4160-2973-1.