逆位と転座

逆位と転座は、遺伝物質の総量を必ずしも変化させることなく、染色体セグメントの向きを変えたり、位置を移動させたりする構造的再配列です。逆位は、1つの染色体内のセグメントの向きを逆にするのに対し、転座は、セグメントを新しい染色体位置に移動させ、しばしば2つの染色体間で交換されます。どちらも頻繁にバランス型であり、保因者では臨床的に無症状ですが、遺伝子機能や子孫に伝達される染色体にとって重要な結果をもたらす可能性があります。

Definition

逆位は、染色体セグメントが切除され、同じ染色体内で逆向きに再挿入される構造的再配列です。転座は、セグメントが異なる染色体位置に転送される再配列であり、古典的には2つの非相同染色体間の相互交換、または2つのアクロセントリック染色体の融合（ロバートソン転座）によって起こります。

Scope

このトピックでは、逆位（セントロメアを含む逆位とセントロメアを含まない逆位）と転座（相互転座とロバートソン転座）の定義、それらを引き起こすメカニズム、減数分裂中の挙動、そしてバランス型保因者が不均衡な配偶子を生成する可能性がある理由について扱います。これらの再配列は、構造的染色体再配列内の細胞遺伝学的トピックとして扱われ、臨床的ガイダンスとしては扱われません。

Core questions

• どのセグメントが再配向または再配置され、どこに移動するのか？
• 再配列は相互転座、ロバートソン転座、セントロメアを含む逆位、またはセントロメアを含まない逆位のいずれか？
• 切断点で遺伝子を破壊するか、異常な融合を生成するか？
• 減数分裂時にどのように分離し、どのような配偶子が生じる可能性があるか？

Key concepts

• 相互転座
• ロバートソン転座
• セントロメアを含む逆位とセントロメアを含まない逆位
• 切断点での遺伝子破壊と遺伝子融合
• バランス型保因者
• 減数分裂時の分離と不均衡な配偶子
• 逆位ループと交叉抑制

Mechanisms

逆位と転座は、染色体が二本鎖切断を獲得し、新しい配置で再結合する際に生じます。Hastingsらがレビューしたように、類似した配列間の組換えやエラーを起こしやすい修復は、通常は隣接しない切断点を結合させる可能性があります。切断点が遺伝子内またはその近くに位置する場合、遺伝子を破壊したり、2つの遺伝子の一部を並置して融合遺伝子を作成したりする可能性があります。バランス型保因者は正常な遺伝物質の補体を持ちますが、再配列された染色体は減数分裂時に異常な対合（逆位ループまたは四価染色体形成）をするため、交叉または不均衡な分離によって、重複または欠失したセグメントを持つ配偶子が生じる可能性があります。がんにおいては、単一の壊滅的な事象が一度に多数の再配列を引き起こすことがあり、Stephensらが「クロモスリプシス」と名付けたプロセスです。

Clinical relevance

バランス型逆位と転座は、習慣性流産、不妊症、または不均衡な染色体補体を持つ子供の出生の評価中に一般的に同定され、特定の切断点を持つ転座は、特定のがんで繰り返し見られる所見です。この項目では、これらの再配列がどのように分類され、減数分裂時にどのように挙動するかを説明します。これは参照資料であり、個々の生殖、診断、または治療の決定の根拠となるものではありません。

Epidemiology

バランス型相互転座とロバートソン転座は、逆位とともに、一般集団でより頻繁に遭遇する構造的所見の1つであり、多くの保因者は健康であり、生殖歴または家族研究を通じてのみ確認されます。正確な頻度は、研究された集団と細胞遺伝学的方法の解像度によって異なります。

History

逆位と転座は、古典的な細胞遺伝学で記述された最初の構造的再配列の1つであり、ロバートソン転座は、染色体生物学の初期に特徴づけられたアクロセントリック染色体の融合にちなんで名付けられました。Alkanらがレビューし、Stephensらのクロモスリプシスに関する発見に例示される後のシーケンスベースの研究は、顕微鏡下で最初に観察された単純な相互交換を超えた、複雑でクラスター化された再配列を明らかにしました。

Key figures

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

Seminal works

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

Frequently asked questions

逆位と転座の違いは何ですか？

逆位は、単一の染色体内のセグメントの向きを逆にするのに対し、転座は、セグメントを異なる染色体位置に移動させ、典型的には2つの異なる染色体間の交換によって行われます。

バランス型転座の健康な保因者が、なぜ影響を受けた子供を持つことができるのですか？

再配列された染色体は減数分裂中に異常な対合と分離をするため、バランス型保因者は、保因者が正常な量の遺伝物質を持っていても、重複または欠失したセグメントを持つ配偶子を生成し、子孫に不均衡な補体をもたらす可能性があります。