नॉनडिसजंक्शन और एन्यूप्लोइडी की उत्पत्ति

नॉनडिसजंक्शन कोशिका विभाजन के दौरान गुणसूत्रों के सही ढंग से अलग होने में विफलता है; जब यह अर्धसूत्रीविभाजन में होता है, तो यह एक लापता या अतिरिक्त गुणसूत्र वाले युग्मक उत्पन्न करता है, जो मनुष्यों में अधिकांश संवैधानिक एन्यूप्लोइडी का मूल कारण है। यह विषय बताता है कि ये त्रुटियाँ कैसे, कब और किस माता-पिता में उत्पन्न होती हैं।

Definition

नॉनडिसजंक्शन समरूप गुणसूत्रों (अर्धसूत्रीविभाजन I में) या सिस्टर क्रोमेटिड्स (अर्धसूत्रीविभाजन II या समसूत्रीविभाजन में) का विपरीत ध्रुवों में अलग होने में विफलता है, जिससे असामान्य गुणसूत्र संख्या वाली संतति कोशिकाएँ बनती हैं; युग्मक में अर्धसूत्रीय नॉनडिसजंक्शन ट्राइसोमिक और मोनोसोमिक गर्भाधान का प्रमुख मूल कारण है।

Scope

यह प्रविष्टि अर्धसूत्रीविभाजन I बनाम अर्धसूत्रीविभाजन II में नॉनडिसजंक्शन के अर्थ, गुणसूत्रों के गलत पृथक्करण का कारण बनने वाले तंत्र, एन्यूप्लोइडी के माता-पिता और उत्पत्ति के विभाजन का निर्धारण कैसे किया जाता है, और पुनर्संयोजन दोषों के योगदान को शामिल करती है। यह एन्यूप्लोइडी की उत्पत्ति पर एक यांत्रिक संदर्भ है, न कि नैदानिक या स्क्रीनिंग मार्गदर्शिका।

Core questions

• अर्धसूत्रीविभाजन I में नॉनडिसजंक्शन को अर्धसूत्रीविभाजन II में नॉनडिसजंक्शन से क्या अलग करता है?
• ट्राइसोमी के माता-पिता और उत्पत्ति के विभाजन का निर्धारण कैसे किया जाता है?
• कौन से पुनर्संयोजन और संसंजन दोष एक गुणसूत्र को गलत पृथक्करण के लिए प्रवृत्त करते हैं?

Key concepts

• अर्धसूत्रीविभाजन I बनाम अर्धसूत्रीविभाजन II नॉनडिसजंक्शन
• ट्राइसोमी और मोनोसोमी
• उत्पत्ति के माता-पिता और उत्पत्ति का विभाजन
• संवेदनशील (अनुपस्थित या उप-इष्टतम) क्रॉसओवर विन्यास
• सिस्टर क्रोमेटिड्स का समय से पहले पृथक्करण
• स्पिंडल-असेंबली चेकपॉइंट
• जाइगोट के बाद (माइटोटिक) नॉनडिसजंक्शन से मोज़ेकवाद

Mechanisms

विश्वसनीय पृथक्करण के लिए आवश्यक है कि प्रत्येक गुणसूत्र युग्म को एक अच्छी तरह से स्थित क्रॉसओवर और एनाफेज तक सिस्टर-क्रोमेटिड संसंजन द्वारा एक साथ रखा जाए, और यह कि स्पिंडल पर द्वि-अभिविन्यास की निगरानी की जाए। नॉनडिसजंक्शन तब उत्पन्न होता है जब ये सुरक्षा उपाय विफल हो जाते हैं: एक बाइवैलेंट जिसमें विनिमय की कमी होती है (एक अचियास्मेट युग्म) या जिसमें सेंट्रोमेयर या टेलोमेयर के बहुत करीब स्थित क्रॉसओवर होता है, गलत पृथक्करण के लिए प्रवण होता है, जैसा कि एक गुणसूत्र होता है जिसका संसंजन कमजोर हो गया है जिससे सिस्टर क्रोमेटिड्स समय से पहले अलग हो जाते हैं। ऐसी त्रुटियाँ 24 या 22 गुणसूत्रों वाले युग्मक उत्पन्न करती हैं, जिससे निषेचन पर ट्राइसोमी या मोनोसोमी उत्पन्न होती है। ट्राइसोमिक व्यक्तियों और उनके माता-पिता में डीएनए बहुरूपता का अध्ययन करने से त्रुटि को माता-पिता और अर्धसूत्रीविभाजन I या II को सौंपा जा सकता है; इस कार्य से पता चला है कि मानव एन्यूप्लोइडी मुख्य रूप से डिंब में उत्पन्न होती है, अक्सर अर्धसूत्रीविभाजन I में और परिवर्तित पुनर्संयोजन से जुड़ी होती है (Hassold & Hunt, 2001; Angell, 1997; Nagaoka et al., 2012; Webster & Schuh, 2017)।

Clinical relevance

अर्धसूत्रीय नॉनडिसजंक्शन सामान्य ऑटोसोमल ट्राइसोमी और लिंग-गुणसूत्र एन्यूप्लोइडी और प्रारंभिक गर्भावस्था के नुकसान के एक बड़े हिस्से का मूल कारण है। उत्पत्ति के विभाजन और माता-पिता को जानने से साइटोजेनेटिक निष्कर्षों की व्याख्या और पुनरावृत्ति संबंधी विचारों को सूचित किया जाता है; यह विषय बताता है कि एन्यूप्लोइडी कैसे उत्पन्न होती है और यह व्यक्तिगत निदान या परामर्श का आधार नहीं है (Hassold & Hunt, 2001; Nagaoka et al., 2012)।

Epidemiology

एन्यूप्लोइडी मनुष्यों में गुणसूत्र असामान्यता का सबसे सामान्य वर्ग है और गर्भपात का एक प्रमुख कारण है; आणविक उत्पत्ति के अध्ययन अधिकांश ऑटोसोमल ट्राइसोमी को मातृ अर्धसूत्रीय त्रुटियों के लिए जिम्मेदार ठहराते हैं, जिसमें एक बड़ा हिस्सा अर्धसूत्रीविभाजन I में होता है (Hassold & Hunt, 2001; Nagaoka et al., 2012)।

History

एक बार जब बीसवीं सदी के मध्य में गुणसूत्रों की गणना विश्वसनीय हो गई, तो ट्राइसोमी 21 जैसी एन्यूप्लोइडी को जन्मजात विकारों और गर्भावस्था के नुकसान के सामान्य कारणों के रूप में पहचाना गया। डीएनए-बहुरूपता अध्ययनों ने तब प्रत्येक ट्राइसोमी को एक माता-पिता और एक अर्धसूत्रीय विभाजन को सौंपना संभव बना दिया, जिससे मातृ अर्धसूत्रीविभाजन I त्रुटियों और असामान्य पुनर्संयोजन के साथ उनके जुड़ाव की प्रधानता का पता चला, जबकि एकल-डिंब विश्लेषणों ने घटनाओं को सीधे प्रलेखित किया (Angell, 1997; Hassold & Hunt, 2001)।

Debates

संपूर्ण-समरूप नॉनडिसजंक्शन बनाम सिस्टर क्रोमेटिड्स का समय से पहले पृथक्करण

क्लासिक मॉडल अर्धसूत्रीविभाजन I त्रुटियों को संपूर्ण समरूपों के अलग होने में विफलता के लिए जिम्मेदार ठहराते हैं, लेकिन मानव डिंबों के प्रत्यक्ष विश्लेषण में सिस्टर क्रोमेटिड्स के समय से पहले पृथक्करण और रिवर्स पृथक्करण भी शामिल है, यह सुझाव देता है कि अर्धसूत्रीविभाजन I त्रुटि मार्ग एक एकल तंत्र की तुलना में अधिक विषम है।

Key figures

• Terry Hassold
• Patricia Hunt
• Renée Angell
• Melina Schuh

Seminal works

• hassold-hunt-2001
• angell-1997
• nagaoka-2012

Frequently asked questions

अर्धसूत्रीविभाजन I और अर्धसूत्रीविभाजन II नॉनडिसजंक्शन में क्या अंतर है?

अर्धसूत्रीविभाजन I नॉनडिसजंक्शन में संपूर्ण समरूप गुणसूत्र अलग होने में विफल रहते हैं; अर्धसूत्रीविभाजन II में सिस्टर क्रोमेटिड्स अलग होने में विफल रहते हैं। इस अंतर को अक्सर इस बात से अनुमान लगाया जा सकता है कि ट्राइसोमी में कौन से पैतृक गुणसूत्र क्षेत्र मौजूद हैं।

अधिकांश मानव एन्यूप्लोइडी मातृ मूल की क्यों होती हैं?

अधिकांश ऑटोसोमल ट्राइसोमी शुक्राणु के बजाय डिंब में त्रुटियों का पता लगाती हैं, जो महिला अर्धसूत्रीविभाजन की विशेषताओं को दर्शाती हैं जैसे डिंबों का लंबा अवरोध और समय के साथ गुणसूत्र संसंजन का क्रमिक नुकसान।