Анеуплоидия

Анеуплоидия — это наличие аномального числа хромосом в клетке, отличающегося от точного кратного гаплоидного набора. Это наиболее распространенный класс клинически значимых хромосомных аномалий у человека и ведущая идентифицированная генетическая причина потери беременности и врожденных синдромов, таких как синдром Дауна. Этот раздел знакомит читателя с приобретением или потерей целых хромосом, а также с мейотическими и митотическими ошибками, которые их вызывают.

Definition

Анеуплоидия — это хромосомный набор, который не является точным кратным гаплоидного числа, поскольку одна или несколько целых хромосом присутствуют в дополнительных копиях или отсутствуют, в отличие от эуплоидии (сбалансированного кратного гаплоидного набора) и полиплоидии (целых дополнительных наборов хромосом).

Scope

Раздел охватывает числовые хромосомные аномалии как группу: основную терминологию (эуплоидия, анеуплоидия, трисомия, моносомия, нуллисомия), клеточные механизмы, которые их генерируют (главным образом мейотическое нерасхождение), и основные клинические и репродуктивные последствия. Дочерние темы рассматривают трисомию и трисомные расстройства, моносомию и синдром Тернера, а также полиплоидию. Он позиционируется как методологический и справочный обзор в цитогенетике, а не как клиническое руководство.

Sub-topics

• Monosomy and Turner Syndrome
• Polyploidy
• Trisomy and Trisomy Disorders

Core questions

• Какие клеточные ошибки приводят к аномальному числу хромосом и на какой стадии клеточного деления они возникают?
• Почему возраст матери является самым сильным известным коррелятом анеуплоидии у человека?
• Почему большинство аутосомных анеуплоидий смертельны до или около рождения, в то время как некоторые совместимы с выживанием?
• Чем анеуплоидия половых хромосом отличается по толерантности и фенотипу от аутосомной анеуплоидии?

Key concepts

• Эуплоидия против анеуплоидии
• Трисомия, моносомия и нуллисомия
• Мейотическое нерасхождение
• Митотическое нерасхождение и отставание анафазы
• Мозаицизм
• Эффект возраста матери
• Дисбаланс дозы генов
• Анеуплоидия половых хромосом против аутосомной анеуплоидии

Mechanisms

Большинство случаев анеуплоидии у человека возникают в результате нерасхождения — нарушения разделения парных гомологичных хромосом или сестринских хроматид во время деления клетки, в результате чего одна дочерняя клетка получает лишнюю хромосому, а другая — на одну меньше. Преобладают ошибки в материнском мейозе I, которые тесно связаны с увеличением возраста матери, что отчасти объясняется длительной остановкой развития человеческих ооцитов и ослаблением когезии и рекомбинации с течением времени. Ошибки также могут возникать в мейозе II, в отцовском мейозе или постзиготически в митозе, причем последнее приводит к образованию мозаичных клеточных линий. Возникающий дисбаланс дозы генов нарушает развитие; степень нарушения зависит от того, какая хромосома затронута, а также от количества и идентичности генов, которые она несет.

Clinical relevance

Анеуплоидия лежит в основе значительной доли распознанных хромосомных нарушений и спонтанных выкидышей, и ее выявление является центральной целью пренатального скрининга и диагностической цитогенетики. Эта статья описывает концепцию и ее биологическую основу в качестве справочной информации для оценки доказательств; она не является основой для индивидуальных диагностических или репродуктивных решений.

Epidemiology

Анеуплоидия часто встречается при зачатии, но сильно отсеивается на ранних стадиях развития, поэтому она гораздо чаще встречается при спонтанных абортах, чем у живорожденных младенцев. Ее частота резко возрастает с возрастом матери. Среди живорожденных трисомия 21 является наиболее часто наблюдаемой аутосомной анеуплоидией, в то время как анеуплоидии половых хромосом в совокупности распространены и часто протекают более мягко.

History

Признание того, что аномальное число хромосом вызывает заболевания человека, относится к 1959 году, когда трисомия хромосомы 21 была идентифицирована как основа синдрома Дауна, а моносомия X — как основа синдрома Тернера, вскоре после того, как было установлено правильное число хромосом человека — 46. Последующие десятилетия прояснили, что нерасхождение в мейозе является основным источником анеуплоидии, и задокументировали сильный эффект возраста матери, что было синтезировано в более поздних обзорах генезиса анеуплоидии у человека.

Key figures

• Terry Hassold
• Patricia Hunt
• Jerome Lejeune

Seminal works

• hassold-hunt-2001
• nagaoka-2012

Frequently asked questions

В чем разница между анеуплоидией и полиплоидией?

Анеуплоидия — это приобретение или потеря одной или нескольких отдельных хромосом (например, три копии хромосомы 21), тогда как полиплоидия — это наличие одного или нескольких полных дополнительных наборов хромосом (например, 69 хромосом вместо 46).

Почему вероятность анеуплоидии увеличивается с возрастом матери?

Человеческие ооциты остаются в мейозе в течение многих лет, и считается, что молекулярный аппарат, который удерживает хромосомы вместе и разделяет их, со временем ухудшается, что делает нерасхождение более вероятным в старых яйцеклетках.