Хромосомная транслокация

Хромосомная реципрокная транслокация 4-й и 20-й хромосомы .

В генетике — это явление , транслокация хромосом которое приводит к необычной перестройке хромосом. Сюда входят сбалансированные и несбалансированные транслокации двух основных типов: реципрокная и робертсоновская транслокация. Реципрокная транслокация — хромосомная аномалия, вызванная обменом частями между негомологичными хромосомами . Два отдельных фрагмента двух разных хромосом переключаются. Робертсоновская транслокация возникает, когда прикрепляются две негомологичные хромосомы. Это означает, что при наличии двух здоровых пар хромосом одна из каждой пары «слипается» и гомогенно смешивается. ^{[ 1 ]}

Слияние генов может возникнуть, когда транслокация объединяет два иначе разделенных гена. Выявляется по цитогенетике или кариотипу пораженных клеток . Транслокации могут быть сбалансированными (при равномерном обмене материала без лишней или отсутствующей генетической информации и в идеале с полной функциональностью) или несбалансированными (когда обмен хромосомным материалом неравномерен, что приводит к появлению дополнительных или отсутствующих генов ). ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]}

Реципрокные транслокации

Реципрокные транслокации обычно представляют собой обмен материалом между негомологичными хромосомами и встречаются примерно у 1 из 491 живорождений. ^{[ 3 ]} Такие транслокации обычно безвредны, поскольку не приводят к приобретению или потере генетического материала, хотя их можно обнаружить при пренатальной диагностике . Однако носители сбалансированных реципрокных транслокаций могут создавать гаметы с несбалансированными хромосомными транслокациями во время мейотической хромосомной сегрегации . Это может привести к бесплодию, выкидышам или появлению детей с отклонениями. Генетическое консультирование и генетическое тестирование часто предлагаются семьям, которые могут быть носителями транслокации. Большинство носителей сбалансированной транслокации здоровы и не имеют никаких симптомов.

Важно различать хромосомные транслокации, которые происходят в зародышевых клетках из-за ошибок в мейозе (т.е. во время гаметогенеза ), и те, которые происходят в соматических клетках из-за ошибок в митозе . Первое приводит к хромосомной аномалии, присутствующей во всех клетках потомства, как и у носителей транслокации. Соматические транслокации, с другой стороны, приводят к аномалиям, проявляющимся только в пораженной клетке и ее предшественниках, как при хроническом миелогенном лейкозе с транслокацией филадельфийской хромосомы .

Нереципрокная транслокация

Нереципрокная транслокация предполагает односторонний перенос генов с одной хромосомы на другую негомологичную хромосому. ^{[ 4 ]}

Робертсоновские транслокации

Робертсоновская транслокация — это тип транслокации, вызванный разрывами центромер двух акроцентрических хромосом или вблизи них. Взаимный обмен частями приводит к образованию одной большой метацентрической хромосомы и одной чрезвычайно маленькой хромосомы, которые могут быть потеряны из организма с небольшим эффектом, поскольку содержат мало генов. В результате кариотипа у человека остается всего 45 хромосом, так как две хромосомы слились воедино. ^{[ 5 ]} Это не оказывает прямого влияния на фенотип, поскольку единственные гены на коротких плечах акроцентриков являются общими для всех них и присутствуют в вариабельном количестве копий (гены ядрышковых организаторов).

Робертсоновские транслокации наблюдались с участием всех комбинаций акроцентрических хромосом. Наиболее распространенная транслокация у человека затрагивает хромосомы 13 и 14 и наблюдается примерно у 0,97/1000 новорожденных. ^{[ 6 ]} Носители робертсоновских транслокаций не связаны с какими-либо фенотипическими отклонениями, но существует риск несбалансированных гамет, которые приводят к выкидышам или аномальному потомству. Например, носители робертсоновских транслокаций, затрагивающих 21 хромосому, имеют более высокий риск рождения ребенка с синдромом Дауна . Это известно как «транслокация Дауна». Это происходит из-за неправильного разделения ( нерасхождения ) во время гаметогенеза. У матери риск передачи инфекции выше (10%), чем у отца (1%). Робертсоновские транслокации, затрагивающие хромосому 14, также несут небольшой риск однородительской дисомии 14 из-за спасения 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 описано главным образом при лейкозах ( острый миелогенный лейкоз и хронический миелогенный лейкоз ). Транслокации также были описаны при солидных злокачественных новообразованиях, таких как саркома Юинга .
Бесплодие : один из потенциальных родителей является носителем сбалансированной транслокации , при которой у родителя нет симптомов, но зачатый плод нежизнеспособен.
Синдром Дауна в меньшинстве (5% или меньше) случаев вызывается робертсоновской транслокацией длинного плеча хромосомы 21 на длинное плечо хромосомы 14 . ^{[ 7 ]}

Хромосомные транслокации между половыми хромосомами также могут приводить к ряду генетических заболеваний, таких как

Мужской синдром XX : вызван транслокацией гена SRY с Y-хромосомы на X-хромосому.

По хромосоме

Обозначение

Международная система цитогенетической номенклатуры человека (ISCN) используется для обозначения транслокации между хромосомами . ^{[ 9 ]} Обозначение t(A;B)(p1;q2) используется для обозначения транслокации между хромосомой A и хромосомой B. Информация во втором наборе круглых скобок, если она дана, дает точное расположение хромосом A и B внутри хромосомы. соответственно — где p указывает на короткое плечо хромосомы, q — на длинное плечо, а цифры после p или q относятся к областям, полосам и поддиапазонам, видимым при окрашивании хромосомы красящим красителем . ^{[ 10 ]} См. также определение генетического локуса .

Транслокация — это механизм, который может заставить ген перемещаться из одной группы сцепления в другую.

Примеры транслокаций в хромосомах человека

Транслокация	Сопутствующие заболевания	Слитые гены/белки
Транслокация	Сопутствующие заболевания	Первый	Второй
т(8;14)(д24;д32)	Лимфома Беркитта	c-myc на хромосоме 8, придает слитому белку пролиферативную способность лимфоцитов	IGH@ (тяжелый локус иммуноглобулина) на хромосоме 14, индуцирует массивную транскрипцию слитого белка
т(11;14)(д13;д32)	Мантийноклеточная лимфома ^{[ 11 ]}	циклин D1 ^{[ 11 ]} на хромосоме 11, придает слитому белку способность к пролиферации клеток	ИГХ@ ^{[ 11 ]} (тяжелый локус иммуноглобулина) на хромосоме 14, индуцирует массивную транскрипцию слитого белка
т(14;18)(д32;д21)	Фолликулярная лимфома (~90% случаев) ^{[ 12 ]}	ИГХ@ ^{[ 11 ]} (тяжелый локус иммуноглобулина) на хромосоме 14, индуцирует массивную транскрипцию слитого белка	Bcl-2 на хромосоме 18, придает слитому белку антиапоптотические способности
t(10;(различные))(q11;(различные))	Папиллярный рак щитовидной железы ^{[ 13 ]}	RET протоонкоген ^{[ 13 ]} на хромосоме 10	PTC ( папиллярный рак щитовидной железы ) – заполнитель для любого из нескольких других генов/белков. ^{[ 13 ]}
т(2;3)(q13;p25)	Фолликулярный рак щитовидной железы ^{[ 13 ]}	PAX8 – ген парного бокса 8 ^{[ 13 ]} на хромосоме 2	PPARγ1 ^{[ 13 ]} ( рецептор γ 1, активирующий пролифератор пероксисомы ) на хромосоме 3
т(8;21)(д22;д22) ^{[ 12 ]}	Острый миелобластный лейкоз с созреванием	ETO on chromosome 8	ОМЛ1 на 21 хромосоме обнаруживается примерно в 7% новых случаев ОМЛ, имеет благоприятный прогноз и предсказывает хороший ответ на цитозинарабинозидом . терапию ^{[ 12 ]}
t(9;22)(q34;q11) Филадельфийская хромосома	Хронический миелогенный лейкоз (ХМЛ), острый лимфобластный лейкоз (ОЛЛ)	Abl1 Ген на хромосоме 9 ^{[ 14 ]}	BCR («область кластера точек разрыва» на хромосоме 22). ^{[ 14 ]}
т(15;17)(д22;д21) ^{[ 12 ]}	Острый промиелоцитарный лейкоз	Белок PML на хромосоме 15	RAR-α на хромосоме 17 постоянное лабораторное обнаружение транскрипта PML-RARA является сильным предиктором рецидива. ^{[ 12 ]}
т(12;15)(p13;q25)	Острый миелолейкоз, врожденная фибросаркома, секреторный рак молочной железы, аналог секреторной карциномы слюнных желез, клеточный вариант мезобластной нефромы	ТЕЛ на хромосоме 12	Рецептор TrkC на хромосоме 15
т(9;12)(р24;р13)	ХМЛ , ВСЕ	КАК он хромосома 9	TEL на хромосоме 12
т(12;16)(q13;p11)	Миксоидная липосаркома	DDIT3 (ранее CHOP) на хромосоме 12	Ген FUS на хромосоме 16
т(12;21)(p12;q22)	ВСЕ	TEL на хромосоме 12	ОМЛ1 на 21 хромосоме
т(11;18)(д21;д21)	MALT-лимфома ^{[ 15 ]}	BIRC3 (API-2)	МЛТ ^{[ 15 ]}
t(1;11)(q42.1;q14.3)	Шизофрения ^{[ 8 ]}
т(2;5)(p23;q35)	Анапластическая крупноклеточная лимфома	АЛК	НПМ1
т(11;22)(q24;q11.2-12)	саркома Юинга	ФЛИ1	EWS
т(17;22)	ДФСП	Коллаген I на 17 хромосоме	Фактор роста тромбоцитов B на хромосоме 22
т(1;12)(д21;р13)	Острый миелогенный лейкоз
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 злокачественности	ФУС	CREB3L2 или CREB3L1

История

В 1938 году Карл Сакс из биологических лабораторий Гарвардского университета опубликовал статью под названием «Хромосомные аберрации, вызванные рентгеновскими лучами», в которой продемонстрировал, что радиация может вызывать серьезные генетические изменения, воздействуя на хромосомные транслокации. Считается, что эта статья положила начало области радиационной цитологии и позволила ему называться «отцом радиационной цитологии».

Восстановление двухцепочечного разрыва ДНК

Исходным событием образования транслокации обычно является двухцепочечный разрыв хромосомной ДНК . ^{[ 16 ]} Типом репарации ДНК, который играет важную роль в генерации хромосомных транслокаций, является негомологичный путь соединения концов. ^{[ 16 ]}^{[ 17 ]} Когда этот путь функционирует правильно, он восстанавливает двухцепочечный разрыв ДНК, повторно соединяя первоначально разорванные концы, но когда он действует неправильно, он может неправильно соединять концы, что приводит к геномным перестройкам, включая транслокации. Чтобы произошло незаконное соединение разорванных концов, ДНК партнеров по обмену должны быть физически близки друг к другу в трехмерном геноме . ^{[ 18 ]}

См. также

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б «ЕвроГентест: Хромосомные транслокации» . www.eurogentest.org . Архивировано из оригинала 24 января 2018 года . Проверено 29 марта 2019 г.
^ «Могут ли изменения в структуре хромосом повлиять на здоровье и развитие?» . Домашний справочник по генетике . Национальная медицинская библиотека . Проверено 15 июля 2020 г.
^ Милунски, Обри; Милунски, Джефф М. (2015). Генетические нарушения и плод: диагностика, профилактика и лечение (7-е изд.). Хобокен: Джон Уайли и сыновья. п. 179. ИСБН 978-1-118-98152-8 . Проверено 15 июля 2020 г.
^ «Транслокация» . Школы Кармель Клэй. Архивировано из оригинала 1 декабря 2017 года . Проверено 2 марта 2009 г.
^ Хартвелл, Лиланд Х. (2011). Генетика: от генов к геномам . Нью-Йорк: МакГроу-Хилл. п. 443. ИСБН 978-0-07-352526-6 .
^ Е. Антон; Дж. Бланко; Дж. Эгоскью; Ф. Видаль (29 апреля 2004 г.). «Исследование FISH спермы 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 . ПМИД 15117905 .
^ «Причины» . nhs.uk. Архивировано из оригинала 4 июня 2017 года . Проверено 16 сентября 2023 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б Семпл Калифорния, Девон Р.С., Ле Хеллард С., Porteous DJ (апрель 2001 г.). «Идентификация генов из области разрыва транслокации, связанной с шизофренией». Геномика . 73 (1): 123–6. дои : 10.1006/geno.2001.6516 . ПМИД 11352574 .
^ Шаффер, Лиза. (2005) Международная система цитогенетической номенклатуры человека С. Каргер А.Г. ISBN 978-3-8055-8019-9
^ «Характеристика групп хромосом: Кариотипирование» . rerf.jp. Фонд исследования радиационных эффектов . Проверено 30 июня 2014 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Ли Дж.Ю., Гайяр Ф., Моро А. и др. (май 1999 г.). «Обнаружение транслокации t (11; 14) (q13; q32) в мантийно-клеточной лимфоме методом флуоресцентной гибридизации in situ» . Являюсь. Дж. Патол . 154 (5): 1449–52. дои : 10.1016/S0002-9440(10)65399-0 . ПМК 1866594 . ПМИД 10329598 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и Бертис, Карл А.; Эшвуд, Эдвард Р.; Брунс, Дэвид Э. (16 декабря 2011 г.). «44. Злокачественные новообразования кроветворения» . Учебник Титца по клинической химии и молекулярной диагностике . Elsevier Науки о здоровье. стр. 1371–1396. ISBN 978-1-4557-5942-2 . Проверено 5 ноября 2012 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Кумар, Винай; Аббас, Абул К.; Фаусто, Нельсон; Митчелл, Ричард Шеппард (2007). «Глава 20: Эндокринная система». Основная патология Роббинса (8-е изд.). Филадельфия: Сондерс. ISBN 978-1-4160-2973-1 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Курцрок Р., Кантарджян Х.М., Друкер Б.Дж., Талпаз М. (май 2003 г.). «Лейкозы с положительной филадельфийской хромосомой: от основных механизмов к молекулярной терапии». Энн. Стажер. Мед . 138 (10): 819–30. дои : 10.7326/0003-4819-138-10-200305200-00010 . ПМИД 12755554 . S2CID 25865321 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Кумар, Винай; Аббас, Абул К.; Фаусто, Нельсон; Митчелл, Ричард Шеппард (2007). Основная патология Роббинса (8-е изд.). Филадельфия: Сондерс. п. 626. ИСБН 978-1-4160-2973-1 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Агарвал, С.; Тафель, А.А.; Канаар, Р. (2006). «Репарация двухцепочечных разрывов ДНК и хромосомные транслокации». Восстановление ДНК . 5 (9–10): 1075–1081. дои : 10.1016/j.dnarep.2006.05.029 . ПМИД 16798112 .
^ Боландер, СК; Какадия, Премьер-министр (2015). «Репарация ДНК и хромосомные транслокации». Хромосомная нестабильность в раковых клетках . Последние результаты исследований рака. Том. 200. стр. 1–37. дои : 10.1007/978-3-319-20291-4_1 . ISBN 978-3-319-20290-7 . ПМИД 26376870 . {{cite book}}: |journal= игнорируется ( помогите )
^ Роча, ПП; Шомей, Ж.; Скок, Дж. А. (2013). «Молекулярная биология. Поиск подходящего партнера в 3D-геноме» . Наука . 342 (6164): 1333–1334. дои : 10.1126/science.1246106 . ПМЦ 3961821 . ПМИД 24337287 .

Внешние ссылки

СМИ, связанные с хромосомными транслокациями , на Викискладе?

[eurogentest-1] Перейти обратно: ^а ^б «ЕвроГентест: Хромосомные транслокации» . www.eurogentest.org . Архивировано из оригинала 24 января 2018 года . Проверено 29 марта 2019 г.

[2] «Могут ли изменения в структуре хромосом повлиять на здоровье и развитие?» . Домашний справочник по генетике . Национальная медицинская библиотека . Проверено 15 июля 2020 г.

[3] Милунски, Обри; Милунски, Джефф М. (2015). Генетические нарушения и плод: диагностика, профилактика и лечение (7-е изд.). Хобокен: Джон Уайли и сыновья. п. 179. ИСБН 978-1-118-98152-8 . Проверено 15 июля 2020 г.

[4] «Транслокация» . Школы Кармель Клэй. Архивировано из оригинала 1 декабря 2017 года . Проверено 2 марта 2009 г.

[5] Хартвелл, Лиланд Х. (2011). Генетика: от генов к геномам . Нью-Йорк: МакГроу-Хилл. п. 443. ИСБН 978-0-07-352526-6 .

[6] Е. Антон; Дж. Бланко; Дж. Эгоскью; Ф. Видаль (29 апреля 2004 г.). «Исследование FISH спермы 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 . ПМИД 15117905 .

[7] «Причины» . nhs.uk. Архивировано из оригинала 4 июня 2017 года . Проверено 16 сентября 2023 г.

[semple-8] Перейти обратно: ^а ^б Семпл Калифорния, Девон Р.С., Ле Хеллард С., Porteous DJ (апрель 2001 г.). «Идентификация генов из области разрыва транслокации, связанной с шизофренией». Геномика . 73 (1): 123–6. дои : 10.1006/geno.2001.6516 . ПМИД 11352574 .

[9] Шаффер, Лиза. (2005) Международная система цитогенетической номенклатуры человека С. Каргер А.Г. ISBN 978-3-8055-8019-9

[10] «Характеристика групп хромосом: Кариотипирование» . rerf.jp. Фонд исследования радиационных эффектов . Проверено 30 июня 2014 г.

[jy-11] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Ли Дж.Ю., Гайяр Ф., Моро А. и др. (май 1999 г.). «Обнаружение транслокации t (11; 14) (q13; q32) в мантийно-клеточной лимфоме методом флуоресцентной гибридизации in situ» . Являюсь. Дж. Патол . 154 (5): 1449–52. дои : 10.1016/S0002-9440(10)65399-0 . ПМК 1866594 . ПМИД 10329598 .

[Tietz2011-12] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и Бертис, Карл А.; Эшвуд, Эдвард Р.; Брунс, Дэвид Э. (16 декабря 2011 г.). «44. Злокачественные новообразования кроветворения» . Учебник Титца по клинической химии и молекулярной диагностике . Elsevier Науки о здоровье. стр. 1371–1396. ISBN 978-1-4557-5942-2 . Проверено 5 ноября 2012 г.

[Kumar20-13] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Кумар, Винай; Аббас, Абул К.; Фаусто, Нельсон; Митчелл, Ричард Шеппард (2007). «Глава 20: Эндокринная система». Основная патология Роббинса (8-е изд.). Филадельфия: Сондерс. ISBN 978-1-4160-2973-1 .

[pmid12755554-14] Перейти обратно: ^а ^б Курцрок Р., Кантарджян Х.М., Друкер Б.Дж., Талпаз М. (май 2003 г.). «Лейкозы с положительной филадельфийской хромосомой: от основных механизмов к молекулярной терапии». Энн. Стажер. Мед . 138 (10): 819–30. дои : 10.7326/0003-4819-138-10-200305200-00010 . ПМИД 12755554 . S2CID 25865321 .

[Robbins626-15] Перейти обратно: ^а ^б Кумар, Винай; Аббас, Абул К.; Фаусто, Нельсон; Митчелл, Ричард Шеппард (2007). Основная патология Роббинса (8-е изд.). Филадельфия: Сондерс. п. 626. ИСБН 978-1-4160-2973-1 .

[Agarwal2006-16] Перейти обратно: ^а ^б Агарвал, С.; Тафель, А.А.; Канаар, Р. (2006). «Репарация двухцепочечных разрывов ДНК и хромосомные транслокации». Восстановление ДНК . 5 (9–10): 1075–1081. дои : 10.1016/j.dnarep.2006.05.029 . ПМИД 16798112 .

[17] Боландер, СК; Какадия, Премьер-министр (2015). «Репарация ДНК и хромосомные транслокации». Хромосомная нестабильность в раковых клетках . Последние результаты исследований рака. Том. 200. стр. 1–37. дои : 10.1007/978-3-319-20291-4_1 . ISBN 978-3-319-20290-7 . ПМИД 26376870 . {{cite book}}: |journal= игнорируется ( помогите )

[18] Роча, ПП; Шомей, Ж.; Скок, Дж. А. (2013). «Молекулярная биология. Поиск подходящего партнера в 3D-геноме» . Наука . 342 (6164): 1333–1334. дои : 10.1126/science.1246106 . ПМЦ 3961821 . ПМИД 24337287 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]