ANEUPLOÏDIE: OORZAKEN, TYPEN EN VOORBEELDEN - BIOLOGIE - 2026

De aneuploïdie is de aandoening waarbij de cellen een of meer chromosomen hebben die te veel of ontbreken, en verschilt van het aantal haploïde, diploïde of polyploïde cellen zelf waaruit een organisme van een bepaalde soort bestaat.

In een aneuploïde cel behoort het aantal chromosomen niet tot een perfect veelvoud van de haploïde set, omdat ze chromosomen hebben verloren of gewonnen. Over het algemeen komt de toevoeging of het verlies van chromosomen overeen met een enkel chromosoom, of met een oneven aantal, hoewel er soms twee chromosomen bij betrokken kunnen zijn.

Bron: pixabay.com

Aneuploïdie behoren tot de numerieke chromosomale veranderingen en zijn het gemakkelijkst cytologisch te identificeren. Deze chromosomale onbalans wordt slecht ondersteund door dieren, komt vaker voor en is minder schadelijk bij plantensoorten. Veel aangeboren afwijkingen bij de mens worden veroorzaakt door aneuploïdie.

Oorzaken

Het verlies of de winst van een of meer chromosomen in de cellen van een individu is meestal te wijten aan verlies door translocatie of het proces van non-disjunctie tijdens meiose of mitose. Als gevolg hiervan wordt de gendosis van individuen gewijzigd, wat op zijn beurt ernstige fenotypische defecten veroorzaakt.

Veranderingen in het aantal chromosomen kunnen optreden tijdens de eerste of tweede deling van de meiose, of in beide tegelijk. Ze kunnen ook ontstaan ​​tijdens mitotische deling.

Deze delingsfouten worden uitgevoerd in meiose I of meiose II, tijdens spermatogenese en oögenese, ook voorkomend bij mitose in de vroege delingen van de zygote.

Bij aneuploïdie treedt nondisjunctie op wanneer een van de chromosomen met zijn homologe paar naar dezelfde celpool gaat of aan dezelfde gameet wordt toegevoegd. Dit komt waarschijnlijk door voortijdige deling van de centromeer tijdens de eerste meiotische deling in maternale meiose.

Wanneer een gameet met een extra chromosoom zich bij een normale gameet voegt, treden trisomieën (2n + 1) op. Aan de andere kant, wanneer een gameet met een ontbrekend chromosoom en een normaal chromosoom zich verenigt, worden monosomieën (2n-1) geproduceerd.

Soorten

Aneuploïdie komen vaak voor bij diploïde individuen. Deze wijzigingen in het aantal chromosomen zijn van grote klinische relevantie bij de mens. Ze omvatten verschillende typen, zoals nullisomieën, monosomieën, trisomieën en tetrasomieën.

Nullisomie

In cellen met nullisomie gaan beide leden van een homoloog chromosomenpaar verloren, wat ze voorstelt als 2n-2 (n is het haploïde aantal chromosomen). Bij mensen, bijvoorbeeld, met 23 paar homologe chromosomen (n = 23), dat wil zeggen 46 chromosomen, zou het verlies van een homoloog paar resulteren in 44 chromosomen (22 paar).

Een nullisomisch individu wordt ook beschreven als iemand die een paar homologe chromosomen mist in zijn somatische complement.

Monosomie

Monosomie is de deletie van een enkel chromosoom (2n-1) in het homologe paar. Bij een mens met monosomie zou de cel slechts 45 chromosomen hebben (2n = 45). Binnen de monosomie vinden we de monoisosomie en monothelosomie.

In monoisosomale cellen is het aanwezige chromosoom zonder zijn homologe paar een isochromosoom. Monothelosomale of monotelocentrische cellen bezitten een telocentrisch chromosoom zonder homoloog paar.

Trisomie

Bij trisomieën treedt het verschijnen of toevoegen van een chromosoom in een of ander homoloog paar op, dat wil zeggen, er zijn drie homologe kopieën van hetzelfde chromosoom. Het wordt weergegeven als 2n + 1. Bij mensen met trisomische cellen worden 47 chromosomen gevonden.

Sommige goed bestudeerde aandoeningen, zoals het syndroom van Down, treden op als gevolg van de trisomie van chromosoom 21.

Door de samenstelling van het extra chromosoom kan trisomie worden ingedeeld in:

• Primair trisomisch: wanneer het extra chromosoom compleet is.
• Secundair trisomisch: het extra chromosoom is een isochromosoom.
• Tertiair trisomisch: in dit geval behoren de armen van het resterende chromosoom tot twee verschillende chromosomen dan het normale complement.

Tetrasomie

Tetrasomie treedt op wanneer er een compleet paar homologe chromosomen wordt toegevoegd. Bij de mens resulteert tetrasomie in personen met 48 chromosomen. Het wordt weergegeven als 2n + 2. Het paar extra chromosomen is altijd een homoloog paar, dat wil zeggen dat er vier homologe kopieën van een bepaald chromosoom zullen zijn.

Bij hetzelfde individu kan meer dan één aneuploïde mutatie optreden, resulterend in dubbele trisomische individuen (2n + 1 + 1), dubbele monosomische, nuli tetrasomische, enz. Zesuplo-monosomische organismen zijn experimenteel verkregen, zoals het geval is bij witte tarwe (Triticum aestivum).

Voorbeelden

Cellijnen die zijn gevormd na een chromosoom-non-disjunctieproces zijn vaak niet levensvatbaar. Dit komt omdat veel van deze cellen zonder genetische informatie achterblijven, waardoor ze zich niet kunnen vermenigvuldigen en verdwijnen.

Aan de andere kant is aneuploïdie een belangrijk mechanisme van intraspecifieke variatie. In de Jimson wietplant (Datura stramonium) wordt een haploïde complement van 12 chromosomen aangetroffen, dus 12 verschillende trisomics zijn mogelijk. Elke trisomica omvat een ander chromosoom, elk met een uniek fenotype.

Bij sommige planten van het geslacht Clarkia fungeert trisomie ook als een belangrijke bron van intraspecifieke variabiliteit.

Aneuploïdie bij mensen

Bij mensen wordt ongeveer de helft van de spontane abortussen in het eerste trimester van de zwangerschap veroorzaakt door een numerieke of structurele verandering van de chromosomen.

Autosomale monosomieën zijn bijvoorbeeld niet levensvatbaar. Veel trisomieën zoals die van chromosoom 16 worden vaak afgebroken en bij de X-chromosoommonosomie of het Turner-syndroom zijn de cellen levensvatbaar, maar de X0-zygoten worden voortijdig afgebroken.

Aneuploïdie van de geslachtschromosomen

De meest voorkomende gevallen van aneuploïdie bij mannen houden verband met de geslachtschromosomen. Veranderingen in het aantal chromosomen worden beter verdragen dan autosomale chromosoomveranderingen.

Aneuploïdie beïnvloedt het aantal kopieën van een gen, maar niet de nucleotidesequentie. Als de dosis van sommige genen verandert, veranderen de concentraties van genproducten op hun beurt. In het geval van geslachtschromosomen is er een uitzondering op deze relatie tussen het aantal genen en het geproduceerde eiwit.

Bij sommige zoogdieren (muizen en mensen) vindt de inactivering van het X-chromosoom plaats, waardoor dezelfde functionele dosis van de genen gerelateerd aan dat chromosoom bij vrouwtjes en mannetjes kan voorkomen.

Op deze manier worden de extra X-chromosomen in deze organismen geïnactiveerd, waardoor aneuploïdie in deze chromosomen minder schadelijk is.

Sommige ziekten, zoals het syndroom van Turner en het Klinefelter-syndroom, worden veroorzaakt door aneuploïdie in de geslachtschromosomen.

syndroom van Klinefelter

Personen met deze aandoening zijn fenotypisch mannelijk, met enkele verwijfde kenmerken. De aanwezigheid van een extra X-chromosoom bij mannelijke individuen is de oorzaak van deze ziekte, waarbij deze individuen 47 chromosomen (XXY) vertonen.

In ernstige gevallen van deze aandoening hebben mannen zeer hoge stemmen, lange benen, weinig ontwikkeling van lichaamshaar en zeer uitgesproken vrouwelijke heupen en borsten. Bovendien zijn ze onvruchtbaar en hebben ze mogelijk een slechte mentale ontwikkeling. In mildere gevallen is er een mannelijk fenotype en een normale cognitieve ontwikkeling.

Het Klinefelter-syndroom komt voor bij ongeveer één op de 800 levendgeborenen.

Turner syndroom

Het syndroom van Turner wordt veroorzaakt door het gedeeltelijk of volledig verlies van een X-chromosoom en komt voor bij vrouwen. Deze chromosomale verandering vindt plaats tijdens gametogenese door een postzygoot non-disjunctieproces.

Verschillende karyotype-veranderingen produceren verschillende fenotypes bij het Turner-syndroom. Wanneer het materiaal van de lange arm van een van de X-chromosomen (terminaal of interstitieel) verloren gaat, treden primaire of secundaire ovariële insufficiëntie en kleine afmetingen op bij patiënten met deze aandoening. Lymfoedeem en gonadale dysgenese komen ook vaak voor.

Over het algemeen is het fenotype van vrouwen met deze ziekte normaal, behalve bij een klein postuur. De diagnose van dit syndroom hangt daarom af van de studie en de aanwezigheid van de cytogenetische wijziging.

Deze ziekte komt voor bij ongeveer één op de 3000 vrouwelijke pasgeborenen, met een hogere frequentie van spontane abortussen, dat wil zeggen dat niet meer dan 5% van de embryo's die met deze wijziging worden gevormd, zich volledig ontwikkelen totdat ze voldragen zijn.

Autosomale aneuploïdie

Personen geboren met autosomale chromosoomaneuploïdie zijn zeldzaam. In de meeste gevallen waarin dit soort mutaties voorkomen, treden spontane abortussen op, met uitzondering van aneuploïdie van kleine autosomen zoals trisomie van chromosoom 21.

Aangenomen wordt dat, aangezien er geen compensatiemechanismen zijn voor genetische doses in autosomale chromosomen, veranderingen in hun samenstelling door organismen veel minder worden verdragen.

Syndroom van Down

De kleine omvang van chromosomen 21 maakt de aanwezigheid van extra kopieën van genen mogelijk, die minder schadelijk zijn dan bij grotere chromosomen. Deze chromosomen hebben minder genen dan enig ander autosoom.

Downsyndroom is de meest voorkomende autosomale aneuploïdie bij mensen. In de Verenigde Staten heeft ongeveer één op de 700 geboorten deze aandoening.

Geschat wordt dat 95% van de gevallen wordt veroorzaakt door non-disjunctie, waardoor vrije trisomie 21 wordt veroorzaakt. De overige 5% wordt geproduceerd door translocatie, vaak tussen chromosomen 21 en 14. De prevalentie van deze aandoening hangt grotendeels af van de leeftijd van de moeder bij het zwanger worden.

Er is vastgesteld dat tussen 85 en 90% van de gevallen de aanwezigheid van vrije trisomie 21 geassocieerd is met maternale meiotische veranderingen. Personen met deze aandoening worden gekenmerkt door hypotoon, hyperextensie en hyporeflectie.

Bovendien hebben ze een matig kleine schedel, met een platte en vertakte achterhoofdsknobbel, een kleine neus en oren, en een kleine, naar beneden gerichte mond met veelvuldig uitsteeksel van de tong.

Referenties

1. Creighton, TE (1999). Encyclopedie van moleculaire biologie. John Wiley and Sons, Inc.
2. Guzmán, MEH (2005). Aangeboren afwijkingen . University Publishing House.
3. Jenkins, JB (2009). Genetica Ed, ik draaide me om.
4. Jiménez, LF, & Merchant, H. (2003). Cellulaire en moleculaire biologie. Pearson onderwijs.
5. Lacadena, JR (1996). Cytogenetica. Redactionele Complutense.
6. Pierce, BA (2009). Genetica: een conceptuele benadering. Panamerican Medical Ed.