بازآراییهای کروموزومی
کروموزومها میتوانند شکسته شده و در پیکربندیهای جدیدی به هم متصل شوند، که منجر به حذف، مضاعفسازی، واژگونی یا جابجایی قطعات میشود. این تغییرات ساختاری، دوز ژنی را تغییر میدهند، ژنها را مختل میکنند یا وراثت را به هم میریزند.
Definition
بازآرایی کروموزومی یک تغییر ساختاری در کروموزوم است که در آن یک قطعه حذف، مضاعف، واژگون یا به مکان جدیدی منتقل میشود و آرایش ژنها را بدون لزوماً تغییر در تعداد کل کروموزومها تغییر میدهد.
Scope
این مبحث به کلاسهای اصلی بازآراییهای ساختاری، یعنی حذفها، مضاعفسازیها، واژگونیها و جابجاییها، تمایز بین بازآراییهای متعادل و نامتعادل، تشکیل حلقههای واژگونی پاراسنتریک و پریسنتریک و تأثیر آنها بر نوترکیبی، پیامدهای جابجاییهای متقابل و رابرتسونی برای تشکیل گامت، و فنوتیپهای بالینی حاصل میپردازد. این مبحث تغییرات در ساختار کروموزوم را بررسی میکند؛ تغییرات در تعداد کروموزوم در مبحث مجاور پوشش داده شده است.
Core questions
- چه چیزی حذفها، مضاعفسازیها، واژگونیها و جابجاییها را از یکدیگر متمایز میکند؟
- چرا بازآراییهای متعادل اغلب برای حامل بیضرر هستند اما برای فرزندان پرخطر؟
- چگونه واژگونیها بازیابی گامتهای نوترکیب را سرکوب میکنند؟
- چگونه جابجاییهای متقابل و رابرتسونی بر زیستپذیری گامت تأثیر میگذارند؟
Key concepts
- حذفها و مضاعفسازیها
- واژگونیهای پاراسنتریک و پریسنتریک
- جابجاییهای متقابل و رابرتسونی
- بازآراییهای متعادل در مقابل نامتعادل
- تأثیرات بر نوترکیبی و تشکیل گامت
Mechanisms
بازآراییها زمانی آغاز میشوند که کروموزومها شکسته شده و انتهای شکسته شده به طور غیرطبیعی به هم متپیوندند، که اغلب با کمک توالیهای تکراری که به اشتباه همتراز میشوند، صورت میگیرد؛ واژگونیها کروموزوم را در طول جفتشدن میوز به حلقهها وادار میکنند تا کراساوورها گامتهای نامتعادل تولید کنند، و جابجاییها پیکربندیهایی ایجاد میکنند که برای تولید گامتهایی با مواد از دست رفته یا اضافی تفکیک میشوند.
Clinical relevance
بازآراییهای ساختاری از طریق عدم تعادل دوز ژنی باعث سندرمهای مشخصی میشوند، بسیاری از سقطهای مکرر را در حاملان جابجاییهای متعادل توضیح میدهند، و زمانی که ژنها را ادغام یا فعال میکنند، مانند کروموزوم فیلادلفیا در لوسمی میلوئید مزمن، سرطانها را تحریک میکنند.
History
سیتوژنتیک اولیه در مگس سرکه (Drosophila) حذفها، مضاعفسازیها و واژگونیها را از طریق نشانههای ژنتیکی و کروموزومی آنها آشکار کرد؛ مککلینتاک کروموزومهای شکسته را به ناپایداری ژنتیکی مرتبط دانست، و شناسایی جابجاییهای خاص در لوسمی توسط رولی در دهه ۱۹۷۰ ثابت کرد که بازآراییها سرطان انسان را تحریک میکنند.
Key figures
- Barbara McClintock
- Alfred Sturtevant
- Janet Rowley
Related topics
Seminal works
- klug2019
Frequently asked questions
- جابجایی متعادل چیست؟
- جابجایی متعادل، قطعاتی را بین کروموزومها بدون افزایش یا از دست دادن ماده ژنتیکی مبادله میکند، بنابراین حامل معمولاً سالم است؛ با این حال، این بازآرایی میتواند گامتهای نامتعادل تولید کند و خطر سقط جنین یا فرزندان مبتلا را افزایش دهد.
- چرا واژگونیها تعداد فرزندان نوترکیب بازیابی شده را کاهش میدهند؟
- هنگامی که یک کروموزوم حاوی واژگونی با همولوگ طبیعی خود جفت میشود، منطقه برای همترازی حلقه میزند، و کراساوورها در داخل حلقه گامتهایی با مضاعفسازیها و حذفها تولید میکنند که معمولاً غیرقابل زیست هستند، بنابراین انواع نوترکیب به ندرت بازیابی میشوند.