Celé množství genetického materiálu je uloženo v pouhých 46 párech chromozomů. A chromozomy, jak víme z biologie, se nacházejí v jádře buňky. Zdravý člověk má karyotyp 23 párů diploidních chromozomů. To znamená, že 46 XX je sada ženských chromozomů a 46 XY je sada mužských chromozomů. Když se zlomí chromozom, hlavní „přenašeč“genetického kódu, dochází k různým druhům porušení.
Mutace nejsou jedinečné pro lidi. Malé změny v genetickém materiálu přispívají k rozmanitosti projevů přírody. Při tzv. vyvážené translokaci dochází ke změně chromozomů bez ztráty informace a bez zbytečné duplikace. Nejčastěji se tak děje při meióze (dělení chromozomů), navíc někdy dochází ke zdvojení částí chromozomů (dochází k duplikaci) a pak jsou následky nepředvídatelné. Budeme však zvažovat pouze Robertsonovy translokace, jejich vlastnosti a důsledky.
Robertsonovské translokace – co to je? Genové problémy lidstva
Kvůli mezeřechromozomy v blízkosti centromery, dochází ke strukturálním změnám v lidském genetickém kódu. Mezera může být jednoduchá a někdy i opakovaná. Jedno rameno chromozomu po přerušení (obvykle krátké rameno) je ztraceno. Existují však případy, kdy k přerušení dochází současně ve 2 chromozomech, jejichž krátká ramena jsou zaměněna. Stává se, že translokaci podstoupí pouze určité části ramene. Ale takto krátká ramena u chromozomů akrocentrického typu (ve kterých centromera rozděluje chromozom na delší a kratší ramena) nikdy nenesou životně důležité informace. Navíc ztráta takových prvků není tak důležitá, protože tento dědičný materiál je zkopírován v jiných akrocentrických chromozomech.
Když však oddělená krátká ramena splynou s krátkými rameny jiného genu a zbývající dlouhá ramena jsou také připájena, pak taková translokace již není vyvážená. Takové „přeuspořádání“genetického materiálu jsou Robertsonovy translokace.
W. Robertson studoval a popsal tento typ translokace v roce 1916. A anomálie byla pojmenována po něm. Robertsonova translokace může vést k rozvoji rakoviny, ale nemusí ovlivnit vzhled a zdraví přenašeče. Dítě se však ve většině případů, pokud má jeden z rodičů takovou translokaci, narodí s odchylkami.
Jak častá je mutace?
Díky zdokonalování technologií a rozvoji genetiky jako vědy je dnes možné předem vědět, zda existují anomálie vkaryotyp nenarozeného dítěte. Nyní je možné provádět statistiky: jak často se objevují genové anomálie? Podle aktuálních údajů se Robertsonovy translokace vyskytují u jednoho novorozence z tisíce. Nejčastěji je diagnostikována translokace chromozomu 21.
Malé chromozomální translokace absolutně neohrožují samotného nositele. Ale když jsou ovlivněny důležité prvky kódu, dítě se může narodit mrtvé nebo zemřít po několika měsících, jako se to stane například u Patauova syndromu. Patauův syndrom je ale velmi vzácný. Asi 1 z 15 000 porodů.
Faktory přispívající k výskytu translokace v chromozomech
V přírodě existují spontánní mutace, to znamená, že nejsou ničím způsobeny. Prostředí si ale vývoj genomu přizpůsobuje samo. K nárůstu mutačních změn přispívá několik faktorů. Tyto faktory se nazývají mutagenní. Jsou známy následující faktory:
- účinek dusíkatých zásad;
- cizí DNA biopolymery;
- matka pije během těhotenství;
- dopad virů během těhotenství.
K translokaci nejčastěji dochází v důsledku škodlivých účinků záření na tělo. Ovlivňuje ultrafialové záření, protonové a rentgenové záření a také gama záření.
Které chromozomy procházejí změnami?
Chromozom 13, 14, 15 a 21 prochází translokací. Nejoblíbenější a nejnebezpečnější translokací je Robertsonova translokace mezi 14. a 21.chromozomy.
Pokud meióza vytvoří další chromozom (trizomii) u plodu s touto translokací, dítě se narodí s Downovým syndromem. Stejný precedens je možný, pokud dojde k Robertsonově translokaci mezi chromozomy 15 a 21.
Translokace chromozomů skupiny D
Robertsonovská translokace chromozomů skupiny D ovlivňuje pouze akrocentrické chromozomy. Chromozomy 13 a 14 se účastní translokací v 74 % případů a nazývají se nevyvážené translokace, které často nemají život ohrožující následky.
Existuje však jedna okolnost, která může takové anomálie doprovázet. Robertsonova translokace 13, 14 u mužů může vést k narušení plodnosti takového mužského přenašeče (sada chromozomů 45 XY). Vzhledem k tomu, že kvůli ztrátě obou krátkých ramen místo 2 párů chromozomů zbývá častěji jen jeden, který má 2 dlouhé, nemohou gamety takového muže dát životaschopné potomstvo.
Stejná Robertsonova translokace 13, 14 u ženy také snižuje její schopnost mít dítě. Menstruace u takových žen je, a přesto se vyskytly případy, kdy se jim narodily zdravé děti. Statistiky ale stále ukazují, že jde o ojedinělé případy. Většina jejich dětí není životaschopná.
Důsledky translokací
Již jsme zjistili, že některé strukturální změny jsou zcela normální a nepředstavují hrozbu. Jediná Robertsonova translokace je určena pouze analýzou. Ale opakovaná translokace dodalší generace chromozomů je již nebezpečná.
Robertsonova translokace 15 a 21 v kombinaci s dalšími strukturálními změnami může být dokonce žalostná. Všechny důsledky jednotlivých strukturálních změn v karyotypu popíšeme podrobněji. Připomeňme, že karyotyp je soubor chromozomů inherentních jedinci v jádře.
Trizomie a translokace
Kromě translokací rozlišují genetici takovou anomálii, jako je trizomie v chromozomu. Trizomie znamená, že karyotyp plodu má triploidní sadu jednoho z chromozomů, místo předepsaných 2 kopií se někdy vyskytuje mozaiková trizomie. To znamená, že triploidní soubor není pozorován ve všech buňkách těla.
Trizomie v kombinaci s Robertsonovou translokací vede k velmi vážným následkům: jako je Patauův syndrom, Edwardsův syndrom a častější Downův syndrom. V některých případech vede soubor takových anomálií k předčasnému potratu.
Downův syndrom. Projevy
Je třeba poznamenat, že translokace zahrnující 21 a 22 chromozomů jsou stabilnější. Takové anomálie nevedou ke smrti, nejsou semiletální, ale jednoduše vedou k odchylce ve vývoji. Trizomie 21 v kombinaci s Robertsonovou translokací v karyotypu při analýze karyotypu plodu je tedy jasným „znakem“Downova syndromu, genetického onemocnění.
Downův syndrom je charakterizován jak fyzickými, tak duševními abnormalitami. Prognóza života u takových lidí je příznivá. Přes srdeční vady a některé fyziologické změny na kostře, jejichtělo funguje normálně.
Charakteristické příznaky syndromu:
- plochá tvář;
- zvětšený jazyk;
- mnoho kůže na krku, která jde do záhybů;
- klinodaktylie (zakřivení prstů);
- epicanthus;
- onemocnění srdce je možné ve 40 % případů.
Lidé s tímto syndromem začínají chodit pomaleji, vyslovovat slova. A také je pro ně obtížnější se učit než pro ostatní děti stejného věku.
Přesto jsou schopny plodné práce ve společnosti a s určitou podporou a správnou prací s takovými dětmi se budou v budoucnu dobře socializovat.
Patauův syndrom
Syndrom je méně častý než Downův syndrom, ale takové dítě má spoustu vad různého druhu. Téměř 80 % dětí s touto diagnózou umírá do 1 roku života.
V roce 1960 Klaus Patau studoval tuto anomálii a zjistil příčiny genetického selhání, ačkoli před ním v roce 1657 popsal syndrom T. Bartoliniho. Riziko takových poruch se zvyšuje u žen, které porodí dítě po 31.
U těchto dětí se četné fyzické vady kombinují s těžkými poruchami psychomotorického vývoje. Charakteristika syndromu:
- mikrocefalie;
- abnormální ruce, často s prsty navíc;
- nízko nasazené nepravidelné uši;
- zajičí ret;
- krátký krk;
- úzké oči;
- zjevně „propadlý“hřbet nosu;
- defekty ledvin a srdce;
- rozštěp rtu nebo patra;
- těhotenství má pouze jednu pupeční tepnu.
Malý počet přeživších dětí dostává lékařskou péči. A mohou žít dlouho. Ale vrozené anomálie stále ovlivňují povahu života a jeho krátkost.
Edwardsův syndrom
Trizomie chromozomu 18 v důsledku translokace vede k Edwardsovu syndromu. Tento syndrom je méně známý. S touto diagnózou se dítě dožije sotva šesti měsíců. Zákon přirozeného výběru nedovolí, aby se tvor s mnoha odchylkami vyvíjel.
Obecně je počet různých defektů u Edwardsova syndromu asi 150. Existují malformace krevních cév, srdce a vnitřních orgánů. Cerebelární hypoplazie je u takových novorozenců vždy přítomna. Jsou možné anomálie ve struktuře prstů. Velmi často se objeví tak výrazná anomálie, jako je deformace chodidla.
Jaké testy odhalují abnormality během vývoje plodu?
Pro analýzu fetálního karyotypu je nutné získat materiál – fetální buňky.
Existuje několik testů. Uvidíme, jak se to všechno stane.
1. Biopsie choriových klků. Analýza se provádí v 10. týdnu. Tyto klky jsou přímou součástí placenty. Tato částice biologického materiálu prozradí vše o budoucím plodu.
2. Amniocentéza. Pomocí jehly se odebere několik buněk plodu a plodová voda. Nejčastěji se berou v 16. týdnu těhotenství a po několika týdnech může pár dostávat podrobnéinformace o péči o děti.
Matky, u kterých je zvýšené riziko porodu dítěte s abnormalitami, jsou odeslány na takovou analýzu. Obvykle ty páry, které mají:
1) měl nevysvětlitelné potraty;
2) páru se dlouho nedařilo otěhotnět;
3) v rodu byly úzce související vazby.
Takoví mladí lidé mohou mít Robertsonovu translokaci některého chromozomu. A proto musí předem provést analýzu svého karyotypu, aby věděli, jaké jsou šance vydržet a porodit zdravé dítě.
