الانقلاب والانتقال
الانقلابات والانتقالات هي إعادة ترتيب هيكلية تُعيد توجيه أو نقل أجزاء الكروموسومات دون تغيير الكمية الإجمالية للمادة الوراثية بالضرورة. يُغيّر الانقلاب اتجاه جزء داخل كروموسوم واحد، بينما ينقل الانتقال جزءًا إلى موقع كروموسومي جديد، غالبًا عن طريق التبادل بين كروموسومين. كلاهما غالبًا ما يكون متوازنًا وصامتًا سريريًا لدى الحاملين، ومع ذلك، يمكن أن يكون لكليهما عواقب مهمة على وظيفة الجينات وعلى الكروموسومات التي تنتقل إلى النسل.
Definition
الانقلاب هو إعادة ترتيب هيكلية يتم فيها استئصال جزء كروموسومي وإعادة إدخاله باتجاه معكوس داخل نفس الكروموسوم؛ الانتقال هو إعادة ترتيب يتم فيها نقل جزء إلى موقع كروموسومي مختلف، عادةً عن طريق التبادل المتبادل بين كروموسومين غير متماثلين أو عن طريق اندماج كروموسومين طرفيي المركز (انتقال روبرتسوني).
Scope
يغطي هذا الموضوع تعريفات الانقلابات (حول المركزية وداخل الذراع) والانتقالات (المتبادلة وروبرتسونية)، والآليات التي تولدها، وكيف تتصرف أثناء الانقسام الاختزالي، ولماذا قد ينتج الحاملون المتوازنون أمشاجًا غير متوازنة. يعالج هذا الموضوع هذه الترتيبات كجزء من علم الوراثة الخلوية ضمن إعادة الترتيبات الكروموسومية الهيكلية وليس كإرشادات سريرية.
Core questions
- أي جزء تمت إعادة توجيهه أو نقله، وإلى أين؟
- هل إعادة الترتيب متبادلة، روبرتسونية، حول مركزية، أم داخل الذراع؟
- هل تعطل جينًا أو تنشئ اندماجًا غير طبيعي عند نقاط الكسر؟
- كيف تنفصل في الانقسام الاختزالي، وما هي الأمشاج التي يمكن أن تنتج؟
Key concepts
- الانتقال المتبادل
- الانتقال الروبرتسوني
- الانقلاب حول المركزي وداخل الذراع
- تعطيل الجينات عند نقاط الكسر واندماج الجينات
- الحامل المتوازن
- الانفصال الاختزالي والأمشاج غير المتوازنة
- حلقة الانقلاب وتثبيط العبور
Mechanisms
تنشأ الانقلابات والانتقالات عندما تتعرض الكروموسومات لكسور مزدوجة السلسلة يتم إعادة ربطها في تكوين جديد؛ يمكن أن يؤدي إعادة التركيب بين التسلسلات المتشابهة والإصلاح المعرض للخطأ، كما استعرضه هاستينغز وزملاؤه، إلى ربط نقاط الكسر التي لا تقع عادةً معًا. عندما تقع نقاط الكسر داخل الجينات أو بالقرب منها، يمكن أن تعطل جينًا أو تجمع أجزاء من جينين لإنشاء جين اندماجي. على الرغم من أن الحامل المتوازن يمتلك مجموعة طبيعية من المواد الوراثية، فإن الكروموسومات المعاد ترتيبها تتزاوج بشكل غير طبيعي في الانقسام الاختزالي - مكونة حلقات انقلاب أو رباعيات - بحيث يمكن أن يؤدي العبور أو الانفصال غير المتوازن إلى إنتاج أمشاج تحمل أجزاء مكررة أو محذوفة. في السرطان، يمكن أن تنتج الأحداث الكارثية الفردية أعدادًا كبيرة من إعادة الترتيبات دفعة واحدة، وهي عملية أطلق عليها ستيفنز وزملاؤه اسم تفتت الكروموسومات (chromothripsis).
Clinical relevance
يتم تحديد الانقلابات والانتقالات المتوازنة بشكل شائع أثناء تقييم فقدان الحمل المتكرر، أو العقم، أو ولادة طفل يعاني من اختلال في عدد الكروموسومات، وتعد الانتقالات ذات نقاط كسر محددة نتائج متكررة في أنواع معينة من السرطان. يصف هذا المدخل كيفية تصنيف هذه الترتيبات وكيف تتصرف في الانقسام الاختزالي؛ وهو مورد مرجعي وليس أساسًا لقرارات فردية تتعلق بالإنجاب أو التشخيص أو العلاج.
Epidemiology
تعد الانتقالات المتبادلة وروبرتسونية المتوازنة، جنبًا إلى جنب مع الانقلابات، من بين النتائج الهيكلية الأكثر شيوعًا في عموم السكان، والعديد من الحاملين أصحاء ولا يتم اكتشافهم إلا من خلال التاريخ الإنجابي أو الدراسات العائلية. تختلف الترددات الدقيقة باختلاف السكان المدروسين ودقة الطريقة الوراثية الخلوية.
History
كانت الانقلابات والانتقالات من بين أولى الترتيبات الهيكلية التي وُصفت في علم الوراثة الخلوية الكلاسيكي، حيث سُمي انتقال روبرتسوني نسبةً لاندماج الكروموسومات طرفية المركز الذي تميز مبكرًا في بيولوجيا الكروموسومات. كشفت الدراسات اللاحقة القائمة على التسلسل، التي استعرضها ألكان وزملاؤه ومثلتها نتائج تفتت الكروموسومات (chromothripsis) لستيفنز وزملاؤه، عن ترتيبات معقدة ومتجمعة تتجاوز التبادلات المتبادلة البسيطة التي شوهدت لأول مرة تحت المجهر.
Key figures
- W. R. B. Robertson
- James R. Lupski
- Peter J. Campbell
Related topics
Seminal works
- hastings-2009
- stephens-2011
- alkan-2011
Frequently asked questions
- ما الفرق بين الانقلاب والانتقال؟
- يُغيّر الانقلاب اتجاه جزء داخل كروموسوم واحد، بينما ينقل الانتقال جزءًا إلى موقع كروموسومي مختلف، عادةً عن طريق التبادل بين كروموسومين مختلفين.
- لماذا يمكن لحامل سليم لانتقال متوازن أن ينجب أطفالًا مصابين؟
- نظرًا لأن الكروموسومات المعاد ترتيبها تتزاوج وتنفصل بشكل غير طبيعي أثناء الانقسام الاختزالي، يمكن للحامل المتوازن أن ينتج أمشاجًا تحمل أجزاء مكررة أو محذوفة، مما يؤدي إلى اختلال في عدد الكروموسومات لدى النسل حتى لو كان الحامل يمتلك الكمية الطبيعية من المادة الوراثية.