Inversion und Translokation

Inversionen und Translokationen sind strukturelle Umlagerungen, die chromosomale Segmente neu ausrichten oder verlagern, ohne notwendigerweise die Gesamtmenge des genetischen Materials zu verändern. Eine Inversion kehrt die Orientierung eines Segments innerhalb eines Chromosoms um, während eine Translokation ein Segment an einen neuen chromosomalen Ort verschiebt, oft durch Austausch zwischen zwei Chromosomen. Beide sind häufig balanciert und bei Trägern klinisch stumm, können jedoch wichtige Konsequenzen für die Genfunktion und für die an die Nachkommen weitergegebenen Chromosomen haben.

Definition

Eine Inversion ist eine strukturelle Umlagerung, bei der ein chromosomales Segment ausgeschnitten und in umgekehrter Orientierung innerhalb desselben Chromosoms wieder eingefügt wird; eine Translokation ist eine Umlagerung, bei der ein Segment an einen anderen chromosomalen Ort übertragen wird, klassischerweise durch reziproken Austausch zwischen zwei nichthomologen Chromosomen oder durch Fusion zweier akrozentrischer Chromosomen (Robertson-Translokation).

Scope

Dieses Thema behandelt die Definitionen von Inversionen (perizentrisch und parazentrisch) und Translokationen (reziprok und Robertsonisch), die Mechanismen, die sie erzeugen, ihr Verhalten während der Meiose und warum balancierte Träger dennoch unbalancierte Gameten produzieren können. Es behandelt diese Umlagerungen als zytogenetisches Thema innerhalb struktureller Chromosomenaberrationen und nicht als klinische Leitlinie.

Core questions

• Welches Segment wird neu ausgerichtet oder verlagert und wohin?
• Ist die Umlagerung reziprok, Robertsonisch, perizentrisch oder parazentrisch?
• Stört sie ein Gen oder erzeugt sie eine abnormale Fusion an den Bruchpunkten?
• Wie segregiert sie in der Meiose, und welche Gameten können daraus resultieren?

Key concepts

• Reziproke Translokation
• Robertson-Translokation
• Perizentrische und parazentrische Inversion
• Genstörung am Bruchpunkt und Genfusion
• Balancierter Träger
• Meiotische Segregation und unbalancierte Gameten
• Inversionsschleife und Crossover-Suppression

Mechanisms

Inversionen und Translokationen entstehen, wenn Chromosomen Doppelstrangbrüche erleiden, die in einer neuen Konfiguration wieder verbunden werden; Rekombination zwischen ähnlichen Sequenzen und fehleranfällige Reparatur, wie von Hastings und Kollegen beschrieben, können Bruchpunkte verbinden, die normalerweise nicht zusammenliegen. Wenn Bruchpunkte innerhalb oder in der Nähe von Genen liegen, können sie ein Gen stören oder Teile zweier Gene nebeneinanderlegen, um ein Fusionsgen zu erzeugen. Obwohl ein balancierter Träger den normalen Satz an genetischem Material besitzt, paaren sich die umgelagerten Chromosomen in der Meiose abnormal – sie bilden Inversionsschleifen oder Quadrivalente –, sodass Crossing-over oder unbalancierte Segregation Gameten mit duplizierten oder deletierten Segmenten hervorbringen können. Bei Krebs können einzelne katastrophale Ereignisse eine große Anzahl von Umlagerungen auf einmal hervorrufen, ein Prozess, den Stephens und Kollegen als Chromothripsis bezeichneten.

Clinical relevance

Balancierte Inversionen und Translokationen werden häufig bei der Abklärung von wiederholten Schwangerschaftsverlusten, Unfruchtbarkeit oder der Geburt eines Kindes mit einem unbalancierten Chromosomensatz identifiziert, und Translokationen mit spezifischen Bruchpunkten sind wiederkehrende Befunde bei bestimmten Krebsarten. Dieser Eintrag beschreibt, wie diese Umlagerungen klassifiziert werden und wie sie sich in der Meiose verhalten; er ist eine Referenzressource und keine Grundlage für individuelle reproduktive, diagnostische oder Behandlungsentscheidungen.

Epidemiology

Balancierte reziproke und Robertson-Translokationen gehören zusammen mit Inversionen zu den häufiger anzutreffenden strukturellen Befunden in der Allgemeinbevölkerung, und viele Träger sind gesund und werden nur durch die Reproduktionsgeschichte oder Familienstudien identifiziert. Die genauen Häufigkeiten variieren mit der untersuchten Population und der Auflösung der zytogenetischen Methode.

History

Inversionen und Translokationen gehörten zu den ersten strukturellen Umlagerungen, die in der klassischen Zytogenetik beschrieben wurden, wobei die Robertson-Translokation nach der Fusion akrozentrischer Chromosomen benannt wurde, die früh in der Chromosomenbiologie charakterisiert wurde. Spätere sequenzierungsbasierte Studien, die von Alkan und Kollegen rezensiert und durch die Chromothripsis-Befunde von Stephens und Kollegen veranschaulicht wurden, zeigten komplexe und gehäufte Umlagerungen jenseits der einfachen reziproken Austausche, die zuerst unter dem Mikroskop beobachtet wurden.

Key figures

• W. R. B. Robertson
• James R. Lupski
• Peter J. Campbell

Seminal works

• hastings-2009
• stephens-2011
• alkan-2011

Frequently asked questions

Was ist der Unterschied zwischen einer Inversion und einer Translokation?

Eine Inversion kehrt die Orientierung eines Segments innerhalb eines einzelnen Chromosoms um, während eine Translokation ein Segment an einen anderen chromosomalen Ort verschiebt, typischerweise durch Austausch zwischen zwei verschiedenen Chromosomen.

Warum kann ein gesunder Träger einer balancierten Translokation betroffene Kinder haben?

Da die umgelagerten Chromosomen während der Meiose abnormal paaren und segregieren, kann ein balancierter Träger Gameten produzieren, die duplizierte oder deletierte Segmente tragen, was zu einem unbalancierten Chromosomensatz bei den Nachkommen führen kann, auch wenn der Träger die normale Menge an genetischem Material besitzt.