संरचनात्मक गुणसूत्र पुनर्व्यवस्थाएँ

संरचनात्मक गुणसूत्र पुनर्व्यवस्थाएँ गुणसूत्र खंडों की व्यवस्था, अभिविन्यास या प्रतिलिपि संख्या में परिवर्तन हैं जो तब उत्पन्न होते हैं जब गुणसूत्र टूटते हैं और असामान्य रूप से फिर से जुड़ते हैं। संख्यात्मक असामान्यताओं के विपरीत, जो पूरे गुणसूत्रों की संख्या को बदल देती हैं, संरचनात्मक पुनर्व्यवस्थाएँ गुणसूत्रों के आंतरिक संगठन को नया आकार देती हैं - डीएनए के खंडों को हटाना, दोहराना, उलटना या स्थानांतरित करना - और वे जन्मजात, विकासात्मक और ऑन्कोलॉजिक आनुवंशिक निष्कर्षों का एक बड़ा हिस्सा हैं।

Definition

एक संरचनात्मक गुणसूत्र पुनर्व्यवस्था गुणसूत्र संरचना का एक परिवर्तन है जो एक या एक से अधिक टूटने के बाद असामान्य पुनर्मिलन से उत्पन्न होता है, जिसके परिणामस्वरूप एक खंड सामान्य गुणसूत्र पूरक के सापेक्ष विलोपित, दोहराया, उलटा या स्थानांतरित हो जाता है।

Scope

यह क्षेत्र पाठक को संरचनात्मक परिवर्तन की मुख्य श्रेणियों - विलोपन और दोहराव (खंडों का लाभ और हानि), व्युत्क्रमण और स्थानान्तरण (खंडों का पुनरभिविन्यास और विनिमय), और संतुलित और असंतुलित पुनर्व्यवस्थाओं के बीच के अंतर से परिचित कराता है। यह बताता है कि ऐसी पुनर्व्यवस्थाएँ कैसे बनती हैं, उन्हें कैरियोटाइपिंग और क्रोमोसोमल माइक्रोएरे द्वारा कैसे पता लगाया जाता है, और क्यों कुछ वाहकों में चिकित्सकीय रूप से मौन होती हैं जबकि अन्य फेनोटाइप उत्पन्न करती हैं। यह साइटोजेनेटिक्स के भीतर एक संदर्भ अवलोकन है, न कि नैदानिक मार्गदर्शन।

Sub-topics

• संतुलित बनाम असंतुलित पुनर्व्यवस्था
• विलोपन और दोहराव
• उत्क्रमण और स्थानान्तरण

Core questions

• किस गुणसूत्र का कौन सा खंड बदला हुआ है, और कितना?
• क्या पुनर्व्यवस्था संतुलित है (सामग्री का कोई शुद्ध लाभ या हानि नहीं) या असंतुलित (शुद्ध लाभ या हानि)?
• किस आणविक तंत्र ने पुनर्व्यवस्था उत्पन्न की?
• क्या पुनर्व्यवस्था खुराक-संवेदनशील जीनों को बाधित या विनियमित करती है?

Key concepts

• ब्रेकपॉइंट और पुनर्मिलन
• प्रतिलिपि-संख्या लाभ और हानि
• खुराक संवेदनशीलता (हैप्लोइंसफिशिएंसी और ट्रिप्लोसेंसिटिविटी)
• संतुलित बनाम असंतुलित पुनर्व्यवस्था
• कैरियोटाइप और ISCN नामकरण
• क्रोमोसोमल माइक्रोएरे और प्रतिलिपि-संख्या भिन्नता
• गैर-एलीलिक समरूप पुनर्संयोजन

Mechanisms

संरचनात्मक पुनर्व्यवस्थाएँ डीएनए डबल-स्ट्रैंड ब्रेक से उत्पन्न होती हैं जिनकी मरम्मत गलत तरीके से की जाती है, या समान (गैर-एलीलिक समरूप) अनुक्रमों जैसे कि कम-प्रतिलिपि दोहराव के बीच पुनर्संयोजन से होती हैं। हेस्टिंग्स और सहयोगियों ने प्रतिलिपि-संख्या परिवर्तन के मुख्य मार्गों का वर्णन किया है - गैर-एलीलिक समरूप पुनर्संयोजन, गैर-समरूप अंत-जुड़ाव, और प्रतिकृति-आधारित तंत्र - जो एक साथ विलोपन, दोहराव, व्युत्क्रमण और स्थानान्तरण के लिए जिम्मेदार हैं। पुनर्व्यवस्था का नैदानिक परिणाम काफी हद तक इस बात पर निर्भर करता है कि आनुवंशिक सामग्री प्राप्त हुई है या खो गई है और क्या खुराक-संवेदनशील जीन प्रभावित खंड के भीतर या उसके पास स्थित हैं; बरकरार ब्रेकपॉइंट के साथ संतुलित पुनर्व्यवस्थाएँ अक्सर फेनोटाइपिक रूप से मौन होती हैं, जबकि असंतुलित परिवर्तन जीन खुराक को बदलते हैं।

Clinical relevance

संरचनात्मक पुनर्व्यवस्थाएँ प्रसवपूर्व निदान, विकासात्मक अक्षमता और जन्मजात विसंगतियों के मूल्यांकन, और कैंसर साइटोजेनेटिक्स में पता लगाई जाती हैं, और वे संतुलित पुनर्व्यवस्थाओं के वाहकों के लिए पुनरावृत्ति-जोखिम परामर्श को सूचित करती हैं। पेशेवर आम सहमति क्रोमोसोमल माइक्रोएरे को अस्पष्टीकृत विकासात्मक अक्षमता या जन्मजात विसंगतियों के लिए पहली-स्तरीय परीक्षण के रूप में मानती है क्योंकि यह सूक्ष्मदर्शीय लाभ और हानियों का पता लगाता है जिन्हें कैरियोटाइपिंग याद करता है। यह प्रविष्टि बताती है कि इन निष्कर्षों को कैसे वर्गीकृत और पता लगाया जाता है और यह व्यक्तिगत नैदानिक या उपचार निर्णयों का आधार नहीं है।

Epidemiology

संतुलित पारस्परिकता स्थानान्तरण और रॉबर्टसोनियन स्थानान्तरण सामान्य आबादी में अधिक सामान्य संरचनात्मक निष्कर्षों में से हैं, जबकि विकासात्मक विकारों के लिए मूल्यांकन किए गए व्यक्तियों के एक महत्वपूर्ण अंश में सूक्ष्मदर्शीय प्रतिलिपि-संख्या भिन्नताएं पता लगाने योग्य हैं। सटीक आवृत्तियाँ पता लगाने की विधि पर निर्भर करती हैं, क्योंकि माइक्रोएरे पारंपरिक कैरियोटाइपिंग की सीमा से कहीं नीचे के परिवर्तनों को हल करता है।

Evidence & guidelines

मिलर और सहयोगियों (2010) ने एक आम सहमति बयान जारी किया, जिसे नैदानिक आनुवंशिकी संगठनों द्वारा अनुमोदित किया गया, जिसमें अस्पष्टीकृत विकासात्मक अक्षमताओं या जन्मजात विसंगतियों वाले व्यक्तियों के लिए क्रोमोसोमल माइक्रोएरे को पहली-स्तरीय नैदानिक परीक्षण के रूप में अनुशंसित किया गया, जो पारंपरिक कैरियोटाइपिंग की तुलना में सूक्ष्मदर्शीय संरचनात्मक वेरिएंट के लिए इसकी उच्च नैदानिक उपज को दर्शाता है।

History

संरचनात्मक गुणसूत्र परिवर्तन की पहचान बीसवीं शताब्दी के मध्य में सटीक मानव गुणसूत्र गणना और बैंडिंग तकनीकों की स्थापना के बाद हुई, जिसने कैरियोटाइप में विलोपन, दोहराव, व्युत्क्रमण और स्थानान्तरण को देखने की अनुमति दी। बाद में आणविक और सरणी-आधारित विधियों का आगमन, जिसकी समीक्षा अल्कान और सहयोगियों ने की, ने सूक्ष्मदर्शीय संरचनात्मक भिन्नता का एक कहीं बड़ा परिदृश्य प्रकट किया जिसे प्रकाश माइक्रोस्कोपी हल कर सकती थी।

Key figures

• James R. Lupski
• Evan E. Eichler
• P. J. Hastings

Seminal works

• hastings-2009
• alkan-2011
• miller-2010

Frequently asked questions

संरचनात्मक पुनर्व्यवस्थाएँ संख्यात्मक गुणसूत्र असामान्यताओं से कैसे भिन्न होती हैं?

संख्यात्मक असामान्यताएं पूरे गुणसूत्रों की संख्या को बदल देती हैं (उदाहरण के लिए, एक अतिरिक्त गुणसूत्र), जबकि संरचनात्मक पुनर्व्यवस्थाएँ खंडों को हटाकर, दोहराकर, उलटाकर या स्थानांतरित करके एक या अधिक गुणसूत्रों के आंतरिक संगठन को बदल देती हैं।

कुछ संरचनात्मक पुनर्व्यवस्थाएँ कोई लक्षण क्यों नहीं पैदा कर सकती हैं?

संतुलित पुनर्व्यवस्थाएँ जो न तो आनुवंशिक सामग्री जोड़ती हैं और न ही हटाती हैं, और जो अपने ब्रेकपॉइंट पर महत्वपूर्ण जीनों को बाधित नहीं करती हैं, अक्सर जीन खुराक को बरकरार रखती हैं, इसलिए एक वाहक में कोई नैदानिक ​​विशेषताएँ नहीं हो सकती हैं, भले ही गुणसूत्र संरचना असामान्य हो।