إعادة ترتيب الكروموسومات
يمكن للكروموسومات أن تنكسر وتلتحم مرة أخرى في تشكيلات جديدة، مما يؤدي إلى حذف أجزاء أو تضاعفها أو قلبها أو تبادلها، وتغير هذه التغيرات الهيكلية جرعة الجينات، أو تعطل الجينات، أو تخلط التوريث.
Definition
إعادة ترتيب الكروموسومات هو تغيير هيكلي في الكروموسوم يتم فيه حذف جزء أو تضاعفه أو قلبه أو نقله إلى موقع جديد، مما يغير ترتيب الجينات دون تغيير العدد الكلي للكروموسومات بالضرورة.
Scope
يغطي هذا الموضوع الفئات الرئيسية لإعادة الترتيب الهيكلي، وهي الحذف، والتضاعف، والانقلابات، والانتقالات، والتمييز بين إعادة الترتيب المتوازنة وغير المتوازنة، وتكوين حلقات الانقلاب المجاورة للمركز (paracentric) والمحيطة بالمركز (pericentric) وتأثيرها على إعادة التركيب، وعواقب الانتقالات المتبادلة (reciprocal) وروبرتسونية (Robertsonian) على تكوين الأمشاج، والأنماط الظاهرية السريرية الناتجة. ويتناول التغيرات في بنية الكروموسوم؛ أما التغيرات في عدد الكروموسومات فتُغطى في الموضوع المجاور.
Core questions
- ما الذي يميز الحذف والتضاعف والانقلابات والانتقالات؟
- لماذا غالبًا ما تكون عمليات إعادة الترتيب المتوازنة غير ضارة للحامل ولكنها محفوفة بالمخاطر للنسل؟
- كيف تمنع الانقلابات استعادة الأمشاج المؤتلفة؟
- كيف تؤثر الانتقالات المتبادلة وروبرتسونية على حيوية الأمشاج؟
Key concepts
- الحذف والتضاعف
- الانقلابات المجاورة للمركز والمحيطة بالمركز
- الانتقالات المتبادلة وروبرتسونية
- إعادة الترتيب المتوازنة مقابل غير المتوازنة
- التأثيرات على إعادة التركيب وتكوين الأمشاج
Mechanisms
تنشأ عمليات إعادة الترتيب عندما تنكسر الكروموسومات وتلتحم الأطراف المكسورة بشكل غير طبيعي، وغالبًا ما تساعد في ذلك التسلسلات المتكررة التي تتوضع بشكل خاطئ؛ وتجبر الانقلابات الكروموسوم على التكون في حلقات أثناء الاقتران الانتصافي بحيث تؤدي عمليات العبور إلى أمشاج غير متوازنة، وتخلق الانتقالات تشكيلات تنفصل لإنتاج أمشاج تحتوي على مواد مفقودة أو زائدة.
Clinical relevance
تتسبب عمليات إعادة الترتيب الهيكلي في متلازمات محددة جيدًا من خلال اختلال توازن جرعة الجينات، وتفسر العديد من حالات الإجهاض المتكررة لدى حاملي الانتقالات المتوازنة، وتدفع السرطانات عندما تدمج أو تنشط الجينات، كما هو الحال في كروموسوم فيلادلفيا في ابيضاض الدم النقوي المزمن.
History
كشفت دراسات علم الوراثة الخلوية المبكرة على ذبابة الفاكهة (Drosophila) عن حالات الحذف والتضاعف والانقلابات من خلال بصماتها الوراثية والكروموسومية؛ وربطت ماكلينتوك (McClintock) الكروموسومات المكسورة بعدم الاستقرار الوراثي، وأثبت تحديد رولي (Rowley) لانتقالات محددة في ابيضاض الدم في السبعينيات أن عمليات إعادة الترتيب تدفع السرطان البشري.
Key figures
- Barbara McClintock
- Alfred Sturtevant
- Janet Rowley
Related topics
Seminal works
- klug2019
Frequently asked questions
- ما هو الانتقال المتوازن؟
- يحدث الانتقال المتوازن بتبادل أجزاء بين الكروموسومات دون اكتساب أو فقدان مادة وراثية، لذا يكون الحامل عادةً سليمًا؛ ومع ذلك، يمكن أن يؤدي إعادة الترتيب إلى إنتاج أمشاج غير متوازنة، مما يزيد من خطر الإجهاض أو إنجاب أطفال مصابين.
- لماذا تقلل الانقلابات من عدد النسل المؤتلف المستعاد؟
- عندما يقترن كروموسوم يحمل انقلابًا مع نظيره الطبيعي، تلتف المنطقة لتتراصف، وتؤدي عمليات العبور داخل الحلقة إلى توليد أمشاج تحتوي على تضاعفات وحذف تكون عادةً غير قابلة للحياة، لذا نادرًا ما يتم استعادة الأنواع المؤتلفة.