כל כמות החומר הגנטי מונחת ב-46 זוגות של כרומוזומים בלבד. וכרומוזומים, כפי שאנו יודעים מהביולוגיה, ממוקמים בגרעין התא. לאדם בריא יש קריוטיפ של 23 זוגות של כרומוזומים דיפלואידים. כלומר, 46 XX הוא מערך הכרומוזומים הנשי, ו-46 XY הוא מערך הכרומוזומים הגברי. כאשר כרומוזום נשבר, ה"נשא" העיקרי של הקוד הגנטי, מתרחשות סוגים שונים של הפרות.
מוטציות אינן ייחודיות לבני אדם. שינויים קטנים בחומר הגנטי תורמים למגוון של ביטוי הטבע. עם מה שנקרא טרנסלוקציה מאוזנת, השינוי בכרומוזומים מתרחש ללא אובדן מידע וללא כפילות מיותרת. לרוב זה קורה בזמן מיוזה (חלוקת כרומוזומים), בנוסף, לפעמים חלקים מהכרומוזומים מוכפלים (מתרחשת כפילות), ואז ההשלכות אינן ניתנות לחיזוי. אבל נשקול רק את הטרנסלוקציות רוברטסוניות, את התכונות וההשלכות שלהן.
טרנסלוקציות רוברטסוניות - מה זה? בעיות גנים של האנושות
עקב הפערכרומוזומים ליד הצנטרומר, שינויים מבניים מתרחשים בקוד הגנטי האנושי. הפער יכול להיות בודד, ולפעמים חוזר על עצמו. זרוע אחת של הכרומוזום לאחר ההפסקה (בדרך כלל הזרוע הקצרה) אבדה. אבל יש מקרים שבהם ההפסקה מתרחשת בו זמנית ב-2 כרומוזומים, שזרועותיהם הקצרות מוחלפות. קורה שרק חלקים מסוימים של הכתף עוברים טרנסלוקציה. אבל זרועות קצרות כאלה בכרומוזומים מהסוג האקרוצנטרי (בהן הצנטרומר מחלק את הכרומוזום לזרועות ארוכות וקצרות יותר) לעולם אינן נושאות מידע חיוני. בנוסף, אובדן אלמנטים כאלה אינו חשוב כל כך, מכיוון שחומר תורשתי זה מועתק בכרומוזומים אקרוצנטריים אחרים.
אבל כשהזרועות הקצרות המופרדות מתמזגות עם הזרועות הקצרות של גן אחר, וגם הזרועות הארוכות הנותרות מולחמות זו לזו, אז טרנסלוקציה כזו כבר לא מאוזנת. "סידורים מחדש" כאלה של חומר גנטי הם טרנסלוקציות רוברטסוניות.
W. רוברטסון חקר ותיאר סוג זה של טרנסלוקציה ב-1916. והחריגה נקראה על שמו. טרנסלוקציה רוברטסונית יכולה להוביל להתפתחות סרטן, אך עשויה שלא להשפיע על המראה והבריאות של הנשא. עם זאת, ילד ברוב המקרים, אם לאחד ההורים יש טרנסלוקציה כזו, נולד עם סטיות.
כמה שכיחה מוטציה?
הודות לשיפור הטכנולוגיה ופיתוח הגנטיקה כמדע, כיום ניתן לדעת מראש האם יש חריגות בקריוטיפ של הילד שטרם נולד. עכשיו אפשר לערוך סטטיסטיקה: באיזו תדירות מופיעות חריגות גנים? על פי נתונים עדכניים, טרנסלוקציות רוברטסוניות מתרחשות ביילוד אחד מתוך אלף. לרוב מאובחנת טרנסלוקציה של כרומוזום 21.
טרנסלוקציות כרומוזומליות קטנות לחלוטין אינן מאיימות על הנשא עצמו. אך כאשר מרכיבים חשובים בקוד מושפעים, הילד עלול להיוולד מת או למות לאחר מספר חודשים, כפי שקורה, למשל, עם תסמונת פטאו. אבל תסמונת פאטאו היא נדירה מאוד. בערך אחת מכל 15,000 לידות.
גורמים התורמים להופעת טרנסלוקציה בכרומוזומים
בטבע יש מוטציות ספונטניות, כלומר לא נגרמות משום דבר. אבל הסביבה עושה התאמות משלה להתפתחות הגנום. מספר גורמים תורמים לעלייה בשינויים מוטציות. גורמים אלו נקראים מוטגנים. הגורמים הבאים ידועים:
- השפעה של בסיסים חנקניים;
- ביופולימרים זרים של DNA;
- אמא שותה במהלך ההריון;
- השפעת וירוסים במהלך ההריון.
לרוב, טרנסלוקציה מתרחשת עקב ההשפעות המזיקות של קרינה על הגוף. משפיע על קרינה אולטרה סגולה, קרינת פרוטונים וקרני רנטגן, כמו גם קרני גמא.
אילו כרומוזומים עוברים שינויים?
כרומוזום 13, 14, 15 ו-21 עוברים טרנסלוקציה. הטרנסלוקציה הפופולרית והמסוכנת ביותר היא הטרנסלוקציה רוברטסונית בין 14 ל-21כרומוזומים.
אם מיוזה מייצרת כרומוזום נוסף (טריזומיה) בעובר עם טרנסלוקציה זו, התינוק ייוולד עם תסמונת דאון. אותו תקדים אפשרי אם מתרחשת טרנסלוקציה רוברטסונית בין כרומוזומים 15 ו-21.
טרנסלוקציה של כרומוזומי קבוצה D
טרנסלוקציה רוברטסונית של כרומוזומי קבוצה D משפיעה רק על כרומוזומים אקרוצנטריים. כרומוזומים 13 ו-14 מעורבים בטרנסלוקציות ב-74% מהמקרים והם נקראים טרנסלוקציות לא מאוזנות, שלעתים קרובות אין להן השלכות מסכנות חיים.
עם זאת, יש נסיבה אחת שעלולה ללוות חריגות כאלה. טרנסלוקציה רוברטסונית 13, 14 בגברים עלולה להוביל לפגיעה בפוריות של נשא זכר כזה (ערכת כרומוזומים 45 XY). בשל העובדה שבגלל אובדן שתי הזרועות הקצרות, במקום 2 זוגות של כרומוזומים, נותר רק אחד יותר, שיש לו 2 ארוכות, הגמטות של אדם כזה לא יכולות לתת צאצאים ברי קיימא.
אותה טרנסלוקציה רוברטסונית של 13, 14 אצל אישה גם מפחיתה את יכולתה ללדת. מחזור קיים אצל נשים כאלה, ובכל זאת היו מקרים שהביאו לעולם ילדים בריאים. אבל הסטטיסטיקה עדיין מראה שמדובר במקרים נדירים. רוב הילדים שלהם אינם ברי קיימא.
השלכות של טרנסלוקציות
כבר גילינו שכמה שינויים מבניים הם נורמליים למדי ואינם מהווים איום. טרנסלוקציה רוברטסונית בודדת נקבעת רק על ידי ניתוח. אבל טרנסלוקציה חוזרת ונשנית להדור הבא של הכרומוזומים כבר מסוכן.
טרנסלוקציה רוברטסונית 15 ו-21 בשילוב עם שינויים מבניים אחרים יכולים אפילו להיות מצערים. נתאר את כל ההשלכות של שינויים מבניים בודדים בקריוטיפ ביתר פירוט. נזכיר שקריוטיפ הוא קבוצה של כרומוזומים הטבועה בפרט בגרעין.
טריזומיות וטרנסלוקציות
בנוסף לטרנסלוקציות, גנטיקאים מבחינים באנומליה כזו כמו טריזומיה בכרומוזום. טריזומיה פירושה שלקריוטיפ העובר יש סט טריפלואידי של אחד הכרומוזומים, במקום 2 העותקים שנקבעו, לפעמים מתרחשת טריזומיה פסיפס. כלומר, הסט הטריפלואידי אינו נצפה בכל תאי הגוף.
טריזומיה בשילוב עם טרנסלוקציה רוברטסונית מובילה להשלכות חמורות מאוד: כמו תסמונת פטאו, תסמונת אדוארדס ותסמונת דאון הנפוצה יותר. במקרים מסוימים, קבוצה של חריגות כאלה מובילה להפלה מוקדמת.
תסמונת דאון. גילויים
יש לציין כי טרנסלוקציות הכוללות 21 ו-22 כרומוזומים יציבות יותר. חריגות כאלה אינן מובילות למוות, אינן קטלניות למחצה, אלא פשוט מובילות לסטייה בהתפתחות. לפיכך, טריזומיה 21 בשילוב עם טרנסלוקציה רוברטסונית בקריוטיפ בניתוח הקריוטיפ של העובר היא "סימן" ברור לתסמונת דאון, מחלה גנטית.
תסמונת דאון מאופיינת בהפרעות פיזיות ונפשיות כאחד. הפרוגנוזה של החיים אצל אנשים כאלה חיובית. למרות מומי לב וכמה שינויים פיזיולוגיים בשלד, שלהםהגוף פועל כרגיל.
סימנים אופייניים לתסמונת:
- פרצוף שטוח;
- לשון מוגברת;
- הרבה עור על הצוואר, נכנס לקפלים;
- clinodactyly (עקמומיות של אצבעות);
- epicanthus;
- מחלת לב אפשרית ב-40% מהמקרים.
אנשים עם תסמונת זו מתחילים ללכת לאט יותר, לבטא מילים. וגם קשה להם יותר ללמוד מילדים אחרים באותו גיל.
בכל זאת, הם מסוגלים לעבוד פורה בחברה, ועם קצת תמיכה ועבודה נכונה עם ילדים כאלה, הם יתחברו היטב בעתיד.
תסמונת פטאו
התסמונת פחות שכיחה מתסמונת דאון, אבל לילד כזה יש הרבה פגמים מסוגים שונים. כמעט 80% מהילדים עם אבחנה זו מתים תוך שנה אחת מהחיים.
בשנת 1960, קלאוס פטאו חקר את האנומליה הזו וגילה את הגורמים לכשל הגנטי, למרות שלפניו בשנת 1657 הוא תיאר את תסמונת ט. ברטוליני. הסיכון להפרעות כאלה עולה באותן נשים שיולדות ילד לאחר 31.
בילדים כאלה, פגמים גופניים רבים משולבים עם הפרעות התפתחותיות פסיכומוטוריות חמורות. מאפיין את התסמונת:
- microcephaly;
- ידיים חריגות, לעתים קרובות עם אצבעות נוספות;
- אוזניים לא סדירות בעלות ערך נמוך;
- hare lip;
- צוואר קצר;
- עיניים צרות;
- ברור שגשר האף "שקוע";
- פגמים בכליות ובלב;
- שפה או חיך שסועים;
- להריון יש רק עורק טבור אחד.
מספר קטן של תינוקות ששרדו מקבלים טיפול רפואי. והם יכולים לחיות הרבה זמן. אבל חריגות מולדות עדיין משפיעות על אופי החיים ועל קוצרם.
תסמונת אדוארדס
טריזומיה של כרומוזום 18 עקב טרנסלוקציה מובילה לתסמונת אדוארדס. תסמונת זו פחות מוכרת. עם אבחנה זו, הילד בקושי חי עד שישה חודשים. חוק הברירה הטבעית לא יאפשר ליצור עם סטיות רבות להתפתח.
באופן כללי, מספר הפגמים השונים בתסמונת אדוארדס הוא כ-150. ישנם מומים בכלי דם, לב ואיברים פנימיים. היפופלזיה במוח הקטן קיימת תמיד בילודים כאלה. יתכנו חריגות במבנה האצבעות. לעתים קרובות, מופיעה אנומליה כה ייחודית כמו עיוות בכף הרגל.
אילו בדיקות מזהות חריגות במהלך התפתחות העובר?
כדי לנתח את הקריוטיפ העובר, יש צורך להשיג חומר - תאים עובריים.
יש כמה מבחנים. בוא נראה איך הכל קורה.
1. ביופסיה של וילי כוריוני. הניתוח מתבצע בשבוע 10. הוויליות הללו הן חלק ישיר מהשליה. חלקיק החומר הביולוגי הזה יספר הכל על העובר העתידי.
2. בְּדִיקַת מֵי שָׁפִיר. בעזרת מחט נלקחים מספר תאי עובר ומי שפיר. הם נלקחים לרוב בשבוע ה-16 להריון, ולאחר מספר שבועות יכולים בני הזוג לקבל פירוטמידע לרווחת הילד.
אמהות שיש להן סיכון מוגבר ללדת ילד עם חריגות נשלחות לניתוח כזה. בדרך כלל, אותם זוגות שיש להם:
1) היו הפלות בלתי מוסברות;
2) בני הזוג לא הצליחו להרות במשך זמן רב;
3) היו קשרים קרובים בסוג.
לצעירים כאלה עשויים להיות טרנסלוקציות רוברטסוניות של כרומוזום כלשהו. ולכן, עליהם לעשות ניתוח על הקריוטיפ שלהם מראש כדי לדעת מה הסיכויים להחזיק מעמד וללדת ילד בריא.
