Anatomi-Leksikon

Kromosom

Definisi - apa itu kromosom?

Susunan genetik sel disimpan dalam bentuk DNA (asam deoksiribonukleat) dan basa (adenin, timin, guanin, dan sitosin). Di semua sel eukariotik (hewan, tumbuhan, jamur) ini ada di inti sel dalam bentuk kromosom. Kromosom terdiri dari satu molekul DNA koheren, yang terkait dengan protein tertentu.

Nama kromosom berasal dari bahasa Yunani dan secara kasar dapat diterjemahkan sebagai "tubuh warna". Nama ini berasal dari fakta bahwa di awal sejarah sitologi (1888), para ilmuwan berhasil menodainya menggunakan pewarna dasar khusus dan mengidentifikasinya di mikroskop cahaya. Namun, mereka hanya benar-benar terlihat pada titik tertentu dalam siklus sel, mitosis (dalam sel germinal, meiosis), ketika kromosom sangat padat (terkondensasi).

Bagaimana kromosom dibangun?

Jika seluruh heliks ganda DNA sebuah sel, yaitu sekitar 3,4 x 109 pasangan basa, dihubungkan bersama, ini akan menghasilkan panjang lebih dari satu meter. Panjang total semua kromosom yang ditambahkan hanya sekitar 115 µm. Perbedaan panjang ini dijelaskan oleh struktur kromosom yang sangat kompak, di mana DNA dililitkan atau diputar beberapa kali dengan cara yang sangat spesifik.

Histon, suatu bentuk protein khusus, memainkan peran penting dalam hal ini. Ada total 5 histon berbeda: H1, H2A, H2B, H3 dan H4. Dua dari empat histon terakhir bergabung membentuk struktur silinder, oktamer, di mana heliks ganda berputar sekitar dua kali (= super heliks). H1 menempel pada struktur ini untuk menstabilkannya.

Kompleks DNA, oktamer, dan H1 ini disebut nukleosom. Beberapa dari nukleosom ini sekarang "seperti untaian mutiara" dengan interval yang relatif pendek (10-60 pasangan basa) satu di belakang yang lain. Bagian antara kromosom disebut DNA spacer. Nukleosom individu sekarang bersentuhan lagi melalui H1, yang menciptakan spiral lebih lanjut dan dengan demikian juga kompresi.

Untai yang dihasilkan, pada gilirannya, berada dalam loop yang distabilkan oleh tulang punggung yang terbuat dari protein non-histon yang bersifat asam, yang juga dikenal sebagai hertones. Loop ini pada gilirannya hadir dalam spiral yang distabilkan oleh protein, yang menghasilkan tahap kompresi terakhir. Namun, tingkat kompresi yang tinggi ini hanya terjadi dalam konteks pembelahan sel selama mitosis.

Pada fase ini Anda juga bisa melihat ciri bentuk kromosom, yang tersusun dari dua kromatid. Tempat di mana ini terhubung disebut sentromer. Ini membagi setiap kromosom metafase menjadi dua lengan pendek dan dua lengan panjang, juga disebut lengan p dan q.
Jika sentromer terletak kira-kira di tengah kromosom, itu disebut kromosom metasentrik, jika seluruhnya terletak di salah satu ujung kromosom akrosentrik. Yang di antaranya disebut kromosom submetasentrik. Perbedaan ini, yang sudah dapat dilihat di bawah mikroskop cahaya, bersama dengan panjangnya, memungkinkan klasifikasi awal kromosom.

Apa telomere itu?

Telomer adalah ujung kromosom dengan urutan berulang (TTAGGG). Ini tidak membawa informasi yang relevan, melainkan berfungsi untuk mencegah hilangnya bagian DNA yang lebih relevan. Dengan setiap pembelahan sel, bagian dari kromosom hilang melalui mekanisme replikasi DNA.

Jadi telomer, dalam arti tertentu, adalah penyangga yang menunda titik di mana sel kehilangan informasi penting dengan membelah. Jika telomer sel panjangnya kurang dari 4.000 pasang basa, kematian sel terprogram (apoptosis) dimulai. Ini mencegah penyebaran materi genetik yang salah dalam organisme. Beberapa sel memiliki telomerase, yaitu enzim yang mampu memperpanjang telomer lagi.

Selain sel induk, tempat semua sel lain muncul, ini adalah sel germinal dan sel tertentu dari sistem kekebalan. Selain itu, telomerase juga ditemukan dalam sel kanker, itulah sebabnya orang berbicara tentang keabadian sel dalam konteks ini.

Baca semua tentang topik tersebut di sini: Telomer - Anatomi, Fungsi & Penyakit

Apa itu kromatin?

Kromatin mengacu pada seluruh isi inti sel yang dapat diwarnai dengan basa. Oleh karena itu, selain DNA, istilah ini juga mencakup protein tertentu, misalnya histon dan herton (lihat struktur), serta fragmen RNA tertentu (hn dan snRNA).

Bergantung pada fase dalam siklus sel atau bergantung pada aktivitas genetik, bahan ini tersedia dalam kepadatan berbeda. Bentuk yang lebih padat disebut heterokromatin. Untuk membuatnya lebih mudah dipahami, oleh karena itu orang dapat menganggapnya sebagai "bentuk penyimpanan" dan di sini sekali lagi membedakan antara heterokromatin konstitutif dan fakultatif.

Heterokromatin konstitutif adalah bentuk terpadat, yang hadir di semua fase siklus sel dalam tingkat kondensasi tertingginya. Itu membuat sekitar 6,5% dari genom manusia dan terutama terletak di dekat sentromer dan ujung lengan kromosom (telomer) untuk sebagian kecil, tetapi juga di tempat lain (terutama kromosom 1, 9, 16, 19 dan Y) . Selain itu, sebagian besar heterokromatin konstitutif terletak di dekat membran inti, yaitu di tepi inti sel. Ruang di tengah disediakan untuk kromatin aktif, eukromatin.

Heterokromatin fakultatif sedikit kurang padat dan dapat diaktifkan dan dinonaktifkan sesuai kebutuhan atau tergantung pada tahap perkembangannya. Contoh yang bagus untuk ini adalah kromosom X kedua dalam kariotipe wanita. Karena satu kromosom X pada dasarnya cukup bagi sel untuk bertahan hidup, sebagaimana pada akhirnya cukup untuk pria, salah satu dari keduanya dinonaktifkan pada fase embrionik. kromosom X yang dinonaktifkan dikenal sebagai badan Barr.

Hanya selama pembelahan sel, dalam konteks mitosis, ia mengembun sepenuhnya, di mana ia mencapai kompresi tertingginya dalam metafase. Namun, karena gen yang berbeda sering dibaca secara berbeda - lagipula, tidak setiap protein dibutuhkan dalam jumlah yang sama setiap saat - perbedaan juga dibuat di sini antara eukromatin aktif dan tidak aktif.

Baca lebih lanjut tentang ini di bawah: Kromatin

Kromosom haploid

Haploid (bahasa Yunani haploos = tunggal) berarti bahwa semua kromosom sel hadir secara individual, yaitu tidak berpasangan (diploid) seperti yang biasanya terjadi. Ini adalah keadaan alami semua sel telur dan sperma, di mana dua kromatid identik pada awalnya tidak dipisahkan selama meiosis pertama, tetapi semua pasangan kromosom dipisahkan terlebih dahulu.

Akibatnya, setelah meiosis pertama, sel anak pada manusia hanya memiliki 23, bukan 46 kromosom biasa, yang sesuai dengan setengah set kromosom haploid. Karena sel anak ini masih memiliki salinan identik dari setiap kromosom yang terdiri dari 2 kromosom, diperlukan meiosis kedua, di mana kedua kromatid tersebut dipisahkan satu sama lain.

Kromosom polten

Kromosom polten adalah kromosom yang terdiri dari sejumlah besar kromatid identik secara genetik. Karena kromosom semacam itu mudah dilihat bahkan di bawah perbesaran yang lebih rendah, kromosom ini terkadang disebut sebagai kromosom raksasa. Prasyarat untuk ini adalah endoreplikasi, di mana kromosom di dalam inti sel dikalikan beberapa kali tanpa terjadi pembelahan sel.

Apa Fungsi Kromosom?

Kromosom sebagai unit organisasi genom kita terutama berfungsi untuk memastikan bahwa genom yang digandakan didistribusikan secara merata di antara sel anak selama pembelahan sel. Untuk melakukan ini, perlu melihat lebih dekat mekanisme pembelahan sel atau siklus sel:

Sel menghabiskan sebagian besar siklus sel dalam interfase, yang berarti seluruh periode waktu di mana sel tidak segera akan membelah. Ini pada gilirannya dibagi menjadi fase G1, S dan G2.

Fase G1 (G seperti dalam celah, yaitu celah) segera mengikuti pembelahan sel. Di sini ukuran sel bertambah lagi dan melakukan fungsi metabolisme umum.

Dari sini juga dapat beralih ke fase G0. Ini berarti bahwa ia berubah ke tahap yang tidak lagi mampu membelah dan, dalam kasus normal, juga sangat berubah untuk memenuhi fungsi yang sangat spesifik (diferensiasi sel). Untuk memenuhi tugas-tugas ini, gen yang sangat spesifik dibaca lebih intens, yang lain kurang atau tidak sama sekali.

Jika segmen DNA tidak diperlukan untuk waktu yang lama, sering kali terletak di bagian kromosom yang telah lama dikemas padat (lihat kromatin). Di satu sisi, ini bertujuan untuk menghemat ruang, tetapi di samping mekanisme regulasi gen lainnya, ini juga merupakan perlindungan tambahan agar tidak terbaca secara tidak sengaja. Namun, juga telah diamati bahwa, dalam kondisi yang sangat spesifik, sel yang dibedakan dari fase G0 dapat masuk kembali ke siklus.

Fase G1 diikuti oleh fase S, yaitu fase di mana DNA baru disintesis (replikasi DNA). Di sini, seluruh DNA harus dalam bentuk yang paling longgar, yaitu semua kromosom benar-benar tidak tergulung (lihat struktur).

Pada akhir fase sintesis, seluruh materi genetik hadir dalam duplikat di dalam sel. Karena salinan tersebut masih melekat pada kromosom asli melalui sentromer (lihat struktur), seseorang tidak berbicara tentang duplikasi kromosom.

Setiap kromosom sekarang terdiri dari dua kromatid, bukan satu, sehingga nantinya dapat mengambil bentuk-X yang khas selama mitosis (secara tegas, bentuk-X hanya berlaku untuk kromosom metasentrik). Pada fase G2 berikutnya, persiapan segera untuk pembelahan sel berlangsung. Ini juga mencakup pemeriksaan mendetail untuk kesalahan replikasi dan putus untai, yang dapat diperbaiki jika perlu.

Pada dasarnya ada dua jenis pembelahan sel: mitosis dan meiosis. Dengan pengecualian sel germinal, semua sel organisme muncul melalui mitosis, yang tugas utamanya adalah pembentukan dua sel anak yang identik secara genetik.
Meiosis, di sisi lain, memiliki tujuan untuk menghasilkan sel yang berbeda secara genetik:
Pada langkah pertama, kromosom yang sesuai (homolog) tetapi tidak identik dibagi. Hanya pada tahap selanjutnya kromosom yang terdiri dari dua kromatid identik dipisahkan dan disebarkan kembali ke masing-masing dua sel anak, sehingga pada akhirnya empat sel germinal dengan materi genetik berbeda muncul dari satu sel prekursor.

Bentuk dan struktur kromosom sangat penting untuk kedua mekanisme: "Benang protein" khusus, yang disebut alat spindel, menempel pada kromosom yang sangat padat dan menarik kromosom dalam proses yang diatur dengan baik dari bidang tengah (bidang ekuator) ke kutub yang berlawanan dari sel di sekitar satu untuk memastikan distribusi yang merata. Bahkan perubahan kecil pada mikrostruktur kromosom dapat menimbulkan konsekuensi serius di sini.

Pada semua mamalia, rasio kromosom seks X dan Y juga menentukan jenis kelamin keturunannya. Pada dasarnya semua itu tergantung dari apakah sperma yang menyatu dengan sel telur itu memiliki kromosom X atau Y. Karena kedua bentuk sperma selalu diproduksi dengan tingkat yang sama, probabilitasnya selalu seimbang untuk kedua jenis kelamin. Sistem acak ini menjamin distribusi gender yang lebih merata daripada yang terjadi, misalnya, dengan faktor lingkungan seperti suhu.

Cari tahu lebih lanjut tentang topik tersebut: Pembelahan inti sel

Bagaimana susunan genetik diturunkan melalui kromosom?

Saat ini kita tahu bahwa ciri-ciri diwariskan melalui gen yang disimpan di dalam sel dalam bentuk DNA. Ini pada gilirannya dibagi menjadi 46 kromosom, di mana 25.000-30000 gen manusia didistribusikan.

Selain sifat itu sendiri yang disebut dengan fenotipe, ada juga persamaan genetik yang disebut dengan genotipe. Tempat di mana gen berada pada kromosom disebut lokus. Karena manusia memiliki dua kali lipat setiap kromosom, setiap gen juga muncul dua kali. Satu-satunya pengecualian untuk ini adalah gen kromosom X pada pria, karena kromosom Y hanya membawa sebagian kecil informasi genetik yang ditemukan pada kromosom X.

Gen berbeda yang berada di lokus yang sama disebut alel. Seringkali ada lebih dari dua alel berbeda pada satu lokus. Seseorang kemudian berbicara tentang polimorfisme. Alel semacam itu bisa menjadi varian yang tidak berbahaya (varian normal), tetapi juga mutasi patologis yang dapat menjadi pemicu penyakit keturunan.

Jika mutasi gen tunggal cukup untuk mengubah fenotipe, orang berbicara tentang pewarisan monogenik atau Mendel. Namun, banyak dari sifat yang diwariskan diwariskan melalui beberapa gen yang berinteraksi dan oleh karena itu jauh lebih sulit untuk dipelajari.

Karena ibu dan ayah masing-masing mewariskan salah satu dari dua gen mereka kepada anak dalam pewarisan Mendel, selalu ada empat kemungkinan kombinasi pada generasi berikutnya, yang juga bisa sama dalam kaitannya dengan satu properti. Jika kedua alel individu memiliki efek yang sama pada fenotipe, individu tersebut homozigot dalam kaitannya dengan karakteristik ini dan karakteristik tersebut diekspresikan sepenuhnya.

Heterozigot memiliki dua alel berbeda yang dapat berinteraksi satu sama lain dengan cara berbeda: Jika satu alel dominan di atas yang lain, ia sepenuhnya menekan ekspresinya dan sifat dominan menjadi terlihat dalam fenotipe. Alel yang ditekan disebut resesif.

Dalam kasus pewarisan kodominan, kedua alel dapat mengekspresikan dirinya sendiri tanpa terpengaruh satu sama lain, sedangkan dalam kasus pewarisan perantara terdapat campuran dari kedua karakteristik tersebut. Contoh yang baik dari hal ini adalah sistem golongan darah AB0, di mana A dan B sama-sama dominan satu sama lain, tetapi 0 dominan satu sama lain.

Apa set kromosom normal pada manusia?

Sel manusia memiliki 22 pasang kromosom yang tidak bergantung jenis kelamin (autosom) dan dua kromosom seks (gonosom), sehingga total 46 kromosom membentuk satu set kromosom.

Autosom biasanya berpasangan. Kromosom pasangan memiliki bentuk dan urutan gen yang serupa dan oleh karena itu disebut homolog. Dua kromosom X pada wanita juga homolog, sedangkan pria memiliki kromosom X dan Y. Ini berbeda dalam bentuk dan jumlah gen yang ada sedemikian rupa sehingga orang tidak dapat lagi berbicara tentang homologi.

Sel germinal, yaitu sel telur dan sperma, hanya memiliki setengah set kromosom akibat meiosis, yaitu masing-masing 22 autosom dan satu gonosom. Karena sel germinal berfusi selama pembuahan dan terkadang menukar seluruh segmen (persilangan), kombinasi baru dari kromosom (rekombinasi) dibuat. Semua kromosom bersama-sama disebut kariotipe, yang dengan beberapa pengecualian (lihat penyimpangan kromosom) identik pada semua individu dengan jenis kelamin yang sama.

Di sini Anda dapat menemukan segala sesuatu tentang topik tersebut: Mitosis - Dijelaskan Secara Sederhana!

Mengapa selalu ada pasangan kromosom?

Pada dasarnya pertanyaan ini bisa dijawab dengan satu kalimat: Karena sudah terbukti bermanfaat.Kehadiran pasangan kromosom dan prinsip rekombinasi sangat penting untuk pewarisan dalam hal reproduksi seksual. Dengan cara ini, individu yang benar-benar baru dapat muncul dari materi genetik dua individu secara kebetulan.

Sistem ini sangat meningkatkan keragaman sifat dalam suatu spesies dan memastikan bahwa ia dapat beradaptasi dengan kondisi lingkungan yang berubah jauh lebih cepat dan lebih fleksibel daripada yang hanya dimungkinkan melalui mutasi dan seleksi.

Kumpulan kromosom ganda juga memiliki efek perlindungan: jika mutasi gen akan menyebabkan kegagalan fungsi, masih ada semacam "salinan cadangan" di kromosom kedua. Ini tidak selalu cukup bagi organisme untuk mengkompensasi kerusakan, terutama jika alel yang bermutasi dominan, tetapi hal itu meningkatkan kemungkinannya. Selain itu, dengan cara ini mutasi tidak secara otomatis diturunkan ke semua keturunan, yang pada gilirannya melindungi spesies dari mutasi yang terlalu radikal.

Apa itu mutasi kromosom?

Cacat genetik dapat timbul dari radiasi pengion (misalnya sinar-X), zat kimia (misalnya benzopyrene dalam asap rokok), virus tertentu (misalnya virus HP), atau, dengan probabilitas rendah, juga dapat muncul secara kebetulan. Seringkali ada beberapa faktor yang terlibat dalam perkembangannya. Pada prinsipnya, perubahan tersebut dapat terjadi di semua jaringan tubuh, tetapi untuk alasan praktis analisis biasanya terbatas pada limfosit (jenis khusus sel kekebalan), fibroblas (sel jaringan ikat), dan sel sumsum tulang.

Mutasi kromosom adalah perubahan struktural utama pada kromosom individu. Tidak adanya atau penambahan seluruh kromosom, di sisi lain, akan menjadi mutasi genom atau ploidi, sedangkan istilah mutasi gen mengacu pada perubahan yang relatif kecil dalam suatu gen. Istilah penyimpangan kromosom (bahasa Latin aberrare = menyimpang) agak lebih luas dan mencakup semua perubahan yang dapat dideteksi dengan mikroskop cahaya.

Mutasi dapat memiliki efek yang sangat berbeda:

Mutasi diam, yaitu mutasi di mana perubahan tidak berpengaruh pada individu atau keturunannya, agak atipikal untuk penyimpangan kromosom dan lebih sering ditemukan di area gen atau mutasi titik.
Seseorang berbicara tentang mutasi kehilangan fungsi ketika mutasi menghasilkan protein yang salah lipatan dan karenanya tidak berfungsi atau tidak ada protein sama sekali.
Apa yang disebut mutasi gain-of-function mengubah jenis efek atau jumlah protein yang diproduksi sedemikian rupa sehingga timbul efek yang sama sekali baru. Di satu sisi, ini adalah mekanisme penting untuk evolusi dan dengan demikian untuk kelangsungan hidup suatu spesies atau kemunculan spesies baru, tetapi di sisi lain, seperti dalam kasus kromosom Philadelphia, ini juga dapat memberikan kontribusi yang menentukan untuk perkembangan sel kanker.

Yang paling terkenal dari berbagai bentuk penyimpangan kromosom mungkin adalah penyimpangan numerik, di mana kromosom individu hanya ada sekali (monosomi) atau bahkan tiga kali lipat (trisomi).

Jika ini hanya berlaku untuk satu kromosom, itu disebut aneuploidi, dan seluruh rangkaian kromosom dipengaruhi oleh poliploidi (tri- dan tetraploidi). Dalam kebanyakan kasus, maldistribusi ini muncul dalam perjalanan perkembangan sel germinal melalui non-pemisahan (nondisjungsi) kromosom selama pembelahan sel (meiosis). Hal ini menyebabkan distribusi kromosom yang tidak merata pada sel anak dan dengan demikian menyebabkan kelainan numerik pada anak.

Monosomi kromosom non-seks (= autosom) tidak sesuai dengan kehidupan dan oleh karena itu tidak terjadi pada anak yang masih hidup. Kecuali trisomi 13, 18 dan 21, trisomi autosom hampir selalu menyebabkan aborsi spontan.

Bagaimanapun, berbeda dengan penyimpangan kromosom seks, yang juga bisa tidak mencolok, selalu ada gejala klinis yang serius dan, biasanya, kelainan eksternal yang kurang lebih jelas (dysmorphisms).

Maldistribusi seperti itu juga dapat terjadi di kemudian hari dengan pembelahan sel mitosis (semua sel kecuali sel germinal). Karena ada sel yang tidak berubah selain sel yang terkena, orang berbicara tentang mozaik somatik. Dengan somatik (bahasa Yunani soma = tubuh) berarti semua sel yang bukan merupakan sel germinal. Karena hanya sebagian kecil sel tubuh yang terpengaruh, gejalanya biasanya jauh lebih ringan. Oleh karena itu, jenis mosaik sering kali tidak terdeteksi untuk waktu yang lama.

Di sini Anda dapat menemukan segala sesuatu tentang topik tersebut: Mutasi kromosom

Apa itu kelainan kromosom?

Penyimpangan kromosom struktural pada dasarnya sesuai dengan definisi mutasi kromosom (lihat di atas). Jika jumlah materi genetik tetap sama dan didistribusikan secara berbeda, orang berbicara tentang penyimpangan yang seimbang.

Ini sering dilakukan melalui translokasi, yaitu transfer segmen kromosom ke kromosom lain. Jika itu adalah pertukaran antara dua kromosom, yang satu berbicara tentang translokasi timbal balik. Karena hanya sekitar 2% dari genom yang dibutuhkan untuk menghasilkan protein, kemungkinannya sangat rendah bahwa gen tersebut berada pada titik putus dan dengan demikian kehilangan fungsinya atau rusak di dalamnya. Oleh karena itu, penyimpangan yang seimbang seperti itu sering kali luput dari perhatian dan diturunkan selama beberapa generasi.

Namun, hal ini dapat menyebabkan maldistribusi kromosom selama perkembangan sel germinal, yang dapat menyebabkan kemandulan, keguguran spontan, atau keturunan dengan kelainan yang tidak seimbang.

Penyimpangan yang tidak seimbang juga dapat terjadi secara spontan, yaitu tanpa riwayat keluarga. Kemungkinan seorang anak akan lahir hidup dengan kelainan yang tidak seimbang sangat bergantung pada kromosom yang terkena dan bervariasi antara 0 dan 60%. Hal ini menyebabkan hilangnya (= penghapusan) atau duplikasi (= duplikasi) segmen kromosom. Dalam konteks ini, seseorang juga berbicara tentang mono- dan trisomi parsial.

Dalam beberapa kasus, hal ini terjadi bersamaan di dua wilayah berbeda, dengan monosomi parsial biasanya lebih menentukan terjadinya gejala klinis. Ini adalah contoh penghapusan yang menonjol Sindrom Jeritan Kucing dan Sindrom Wolf-Hirschhorn.

Seseorang berbicara tentang mikrodelesi ketika perubahan tidak dapat lagi ditentukan dengan mikroskop cahaya, yaitu tentang hilangnya satu atau beberapa gen. Fenomena ini dianggap sebagai penyebab sindrom Prader-Willi dan sindrom Angelman dan terkait erat dengan perkembangan retionoblastoma.

Translokasi Robertson adalah kasus khusus:
Dua kromosom akrosentrik (13, 14, 15, 21, 22) bersatu di sentromernya dan membentuk satu kromosom setelah lengan pendeknya hilang (lihat strukturnya). Meskipun hal ini mengakibatkan berkurangnya jumlah kromosom, hal ini disebut sebagai penyimpangan seimbang, karena hilangnya lengan pendek di kromosom ini dapat dengan mudah dikompensasikan. Di sini, juga, efeknya seringkali hanya terlihat pada generasi berikutnya, karena ada kemungkinan keguguran yang sangat tinggi atau anak-anak yang masih hidup dengan trisomi.

Jika ada dua pemutusan dalam suatu kromosom, hal itu dapat terjadi bahwa segmen perantara diputar 180 ° dan dimasukkan ke dalam kromosom. Proses ini, yang dikenal sebagai inversi, hanya tidak seimbang jika titik putusnya terletak di dalam gen aktif (2% dari total materi genetik). Bergantung pada apakah sentromer berada di dalam atau di luar segmen terbalik, itu adalah inversi peri- atau parasentrik. Perubahan ini juga dapat berkontribusi pada distribusi materi genetik yang tidak merata pada sel germinal.

Dalam inversi parasentrik, di mana sentromer tidak berada di segmen terbalik, sel germinal dengan dua atau tanpa sentromer juga dapat muncul. Akibatnya, kromosom yang sesuai hilang selama pembelahan sel pertama, yang hampir pasti menyebabkan keguguran.

Insersi adalah pemasangan fragmen kromosom di tempat lain. Di sini, juga, keturunannya terutama terpengaruh dengan cara yang serupa. Kromosom cincin dapat terjadi khususnya setelah penghapusan bagian ujung. Jenis dan ukuran urutan menentukan tingkat keparahan gejala. Selain itu, ini dapat menyebabkan distribusi yang salah dan dengan demikian pada gilirannya menjadi jenis mosaik di dalam sel tubuh.

Jika kromosom metafase tidak terpisah dengan benar selama pembelahan sel, dapat terjadi isokromosom. Ini adalah dua kromosom yang persis sama yang hanya terdiri dari lengan panjang atau hanya lengan pendek. Dalam kasus kromosom X, ini dapat bermanifestasi sebagai sindrom Ulrich-Turner (monosomi X).

Baca informasi lebih lanjut tentang topik ini: Penyimpangan kromosom

Trisomi 21

Trisomi 21, lebih dikenal sebagai sindrom Down, mungkin adalah kelainan kromosom numerik yang paling umum di antara kelahiran hidup, dengan laki-laki yang terkena sedikit lebih sering (1.3: 1).

Kemungkinan terjadinya trisomi 21 bergantung pada berbagai faktor demografis, seperti usia rata-rata ibu saat lahir, dan sedikit berbeda dari satu wilayah ke wilayah lain.

95% dari trisomi 21 muncul sebagai akibat dari kesalahan pembelahan dalam konteks meiosis (pembelahan sel germinal), yaitu nondisjungsi, yaitu kegagalan untuk memisahkan kromatid saudara.

Ini dikenal sebagai trisomi bebas dan muncul 90% di ibu, 5% di ayah dan 5% lagi di genom embrionik.

3% lainnya dihasilkan dari translokasi yang tidak seimbang pada kromosom 14 atau 21; 21 translokasi, menciptakan normal dan kromosom ganda 21. Sisa 2% adalah tipe mozaik dimana trisomi tidak muncul pada sel germinal dan oleh karena itu tidak mempengaruhi semua sel tubuh. Jenis mosaik seringkali sangat lembut sehingga dapat tetap tidak terdeteksi untuk waktu yang lama.

Bagaimanapun, pemeriksaan kromosom harus dilakukan untuk membedakan trisomi bebas yang identik secara simtomatik dari trisomi translokasi yang mungkin diturunkan. Sejarah keluarga dari generasi sebelumnya dapat mengikuti.

Apakah Anda tertarik dengan topik ini? Baca artikel selanjutnya tentang ini: Trisomi 21

Trisomi 13

Sindrom Trisomi 13 atau Patau memiliki frekuensi 1: 5000 dan jauh lebih jarang daripada sindrom Down. Penyebabnya (trisomi bebas, translokasi, dan jenis mozaik) dan persentasenya sebagian besar identik.

Secara teori, hampir semua kasus dapat didiagnosis sebelum lahir menggunakan USG atau tes PAPP-A. Karena tes PAPP-A belum tentu menjadi bagian dari pemeriksaan rutin, sekitar 80% kasus di Eropa Tengah didiagnosis sebelum lahir.

Sisa pertumbuhan, celah bibir dan langit-langit bilateral dan mata kecil yang tidak biasa (microphthalmia) sudah dapat dilihat pada USG. Selain itu, malformasi otak depan dan wajah dengan berbagai tingkat keparahan biasanya ada (holoprosencephaly).

Sementara dalam bentuk lobar, belahan otak hampir sepenuhnya terpisah dan ventrikel lateral dibuat, dalam bentuk semi-lobar seringkali hanya bagian belakang otak yang dipisahkan dan ventrikel lateral hilang. Pada bentuk yang paling parah, bentuk alobar, tidak ada pemisahan belahan otak.

Bayi dengan bentuk semi atau alobar biasanya meninggal segera setelah lahir. Setelah satu bulan, angka kematian sekitar 50% dari kelahiran hidup. Sampai usia 5 tahun, angka kematian akibat trisomi 13 meningkat menjadi 90%. Karena kelainan di otak, dalam banyak kasus orang yang sakit tetap terbaring di tempat tidur seumur hidup dan tidak dapat berbicara, itulah sebabnya mereka bergantung pada perawatan penuh. Selain itu, ada juga manifestasi fisik Trismoie 13 yang menjangkau jauh.

Baca lebih lanjut tentang subjek di: Trisomi 13 pada bayi yang belum lahir

Trisomi 16

Pada dasarnya, trisomi 16 adalah trisomi yang paling umum (sekitar 32% dari semua trisomi), tetapi anak yang hidup dengan trisomi 16 sangat jarang terjadi. Secara umum, kelahiran hidup hanya terjadi pada trisomi parsial atau tipe mozaik. Di antara trisomi, bagaimanapun, yang paling sering bertanggung jawab atas lahir mati: 32 dari 100 keguguran karena penyimpangan kromosom dapat ditelusuri kembali ke bentuk trisomi ini.

Oleh karena itu, terutama prenatal, yaitu prenatal, karakteristik yang dapat diidentifikasi telah didokumentasikan. Yang perlu diperhatikan di sini adalah berbagai kelainan jantung, pertumbuhan melambat, arteri umbilikalis tunggal (jika tidak ganda) dan peningkatan transparansi leher, yang disebabkan oleh akumulasi cairan karena sistem getah bening yang belum sepenuhnya berkembang dan peningkatan elastisitas kulit di area ini. Selain itu, hernia pusar fisiologis, yaitu perpindahan sementara sebagian besar usus melalui pusar ke luar, seringkali tidak mundur dengan baik, yang dikenal sebagai omphalocele atau putusnya tali pusat.

Kontraktur fleksi dengan jari-jari bersilang juga sering dapat dideteksi dengan USG. Pada beberapa kelahiran hidup, terlihat adanya hipotensi otot umum, yaitu kelemahan otot secara umum. Hal ini menyebabkan kelemahan minum dan dapat memastikan bahwa bayi harus diberi makan secara artifisial. Alur empat jari yang jadi ciri khas trisomi juga sering terjadi. Di sini juga, frekuensi terjadinya trisomi berhubungan langsung dengan usia ibu.

Trisomi 18

Sindrom Edwards, yaitu trisomi 18, terjadi dengan frekuensi 1: 3000. Dengan diagnosis pranatal, hal ini sama dengan sindrom Patau: Di sini juga, pemeriksaan yang sama memungkinkan semua pasien ditemukan sepenuhnya sebelum lahir. Penyebab dan distribusinya dapat dibandingkan dengan trisomi lain (lihat trisomi 21).

Selain itu, trisomi parsial terjadi pada trisomi 18, yang, seperti jenis mosaik, menyebabkan perjalanan klinis yang jauh lebih ringan. Dismorfisme terkait juga sangat khas dari sindrom Edwards: Saat lahir, pasien memiliki berat badan yang sangat berkurang 2 kg (normal: 2,8-4,2 kg), dahi lebar yang surut, bagian bawah wajah yang umumnya terbelakang dengan mulut kecil bukaan, kelopak mata menyempit dan diputar ke belakang, telinga berubah bentuk (telinga faun). Bagian belakang kepala, yang berkembang sangat kuat untuk bayi baru lahir, juga terlihat. Tulang rusuknya sangat sempit dan rapuh. Bayi baru lahir juga memiliki ketegangan permanen (tonus) dari seluruh otot, yang, bagaimanapun, mengalami kemunduran pada bayi yang selamat setelah beberapa minggu pertama.

Ciri khas lainnya adalah penyilangan jari ke-2 dan ke-5 di atas jari ke-3 dan ke-4 dengan jumlah total jari yang ditancapkan, sedangkan kaki luar biasa panjang (berlalu), memiliki tumit yang sangat menonjol, kuku kaki kerdil, dan jempol kaki belakang yang diatur. .

Malformasi organ yang serius sering terjadi dan biasanya terjadi dalam kombinasi: cacat jantung dan ginjal, malfolding (malrotasi) usus, adhesi peritoneum (mesenterium commune), oklusi esofagus (atresia esofagus) dan banyak lagi.

Karena malformasi ini, angka kematian sekitar 50% dalam 4 hari pertama, hanya sekitar 5-10% yang hidup hingga lebih dari satu tahun. Kelangsungan hidup hingga dewasa adalah pengecualian mutlak. Bagaimanapun, kecacatan intelektual sangat jelas dan tidak dapat berbicara, terbaring di tempat tidur dan tidak bisa menahan diri, sehingga sangat bergantung pada bantuan dari luar.

Untuk informasi lebih rinci tentang trisomi 18, harap baca juga artikel rinci kami tentang masalah ini:

Trisomi 18 (Sindrom Edwards)
Trisomi 18 pada bayi yang belum lahir

Trisomi X

Trisomi X adalah bentuk kelainan kromosom numerik yang paling tidak mencolok, penampilan mereka yang terkena, yang secara logis semuanya perempuan, tidak jauh berbeda dari wanita lain. Beberapa menonjol karena mereka sangat tinggi dan memiliki fitur wajah yang "montok". Perkembangan mental juga bisa sebagian besar normal, mulai dari ambang batas normal hingga cacat mental ringan.

Namun, defisit kecerdasan ini agak lebih serius dibandingkan dengan trisomi kromosom seks lainnya (XXY dan XYY). Dengan frekuensi 1: 1000 sebenarnya tidak terlalu jarang, tetapi karena trisomi biasanya tidak dikaitkan dengan gejala klinis yang signifikan, sebagian besar wanita penderita penyakit ini mungkin tidak akan pernah terdiagnosis seumur hidupnya.

Operator sebagian besar ditemukan secara kebetulan selama pemeriksaan keluarga atau selama diagnosis prenatal.Kesuburan bisa sedikit berkurang dan laju penyimpangan kromosom seks pada generasi berikutnya mungkin sedikit meningkat, sehingga disarankan konseling genetik jika ingin memiliki anak.

Seperti trisomi lainnya, trisomi X paling sering berkembang sebagai trisomi bebas, yaitu karena kurangnya pembagian (nondisjungsi) kromatid saudara. Di sini, juga, biasanya muncul selama pematangan sel telur ibu, meskipun kemungkinannya meningkat seiring bertambahnya usia.

Sindrom Fragile X.

Sindrom Fragile X atau sindrom Martin Bell lebih disukai pada pria, karena mereka hanya memiliki satu kromosom X dan oleh karena itu lebih terpengaruh oleh perubahan tersebut.

Itu terjadi dengan frekuensi 1: 1250 di antara kelahiran laki-laki hidup dalam satu tahun, menjadikannya bentuk paling umum dari keterbelakangan mental tidak spesifik, yaitu semua cacat mental yang tidak dapat dijelaskan oleh sindrom khusus dengan tanda-tanda khas.

Sindrom Fragile X biasanya dapat terjadi pada anak perempuan dalam bentuk yang lebih lemah, yang disebabkan oleh inaktivasi salah satu kromosom X yang tidak disengaja. Semakin tinggi proporsi kromosom X sehat yang dimatikan, semakin kuat gejalanya.

Namun, sebagian besar waktu, wanita adalah pembawa premutasi, yang belum menghasilkan gejala klinis apa pun, tetapi secara masif meningkatkan kemungkinan mutasi penuh pada putra mereka. Dalam kasus yang sangat jarang, pria juga dapat menjadi pembawa premutasi, yang kemudian hanya dapat mereka berikan kepada anak perempuan yang, bagaimanapun, biasanya sehat secara klinis (Sherman paradox).

Sindrom ini dipicu oleh peningkatan jumlah yang sangat tinggi dari CGG triplet (urutan basa tertentu) dalam gen FMR (fragile-site-mental-retardation); alih-alih 10-50 eksemplar, premutasi 50-200, ketika berkembang sepenuhnya 200- 2000 eksemplar.

Di bawah mikroskop cahaya, terlihat seperti patah pada lengan panjang, yang memberi nama sindrom tersebut. Ini mengarah pada penonaktifan gen yang terpengaruh, yang pada gilirannya menyebabkan gejala.

Orang yang terkena dampak menunjukkan perkembangan bicara dan gerakan yang melambat dan dapat menunjukkan masalah perilaku yang bisa mengarah ke hiperaktif, tetapi juga autisme. Kelainan eksternal murni (tanda-tanda dysmorphism) adalah wajah panjang dengan dagu yang menonjol dan telinga yang menonjol. Dengan pubertas, testis sering membesar (makroorkidia) dan fitur wajah menjadi lebih kasar. Terdapat sedikit akumulasi kelainan psikologis dan terutama menopause dini di antara wanita pembawa premutasi.

Apa itu analisis kromosom?

Analisis kromosom adalah proses dalam sitogenetika yang dengannya penyimpangan kromosom numerik atau struktural dapat dideteksi.

Analisis semacam itu akan digunakan, misalnya, jika sindrom kromosom segera dicurigai, yaitu dalam kasus malformasi (dysmorphisms) atau cacat intelektual (retardasi), tetapi juga dalam kasus infertilitas, keguguran teratur (aborsi) dan juga dengan kanker tertentu (misalnya limfoma atau leukemia).

Ini biasanya membutuhkan limfosit, jenis sel kekebalan khusus yang diperoleh dari darah pasien. Karena hanya sejumlah kecil yang dapat diperoleh dengan cara ini, sel-sel dirangsang untuk membelah dengan fitohemagglutinin dan limfosit kemudian dapat dibudidayakan di laboratorium.

Dalam beberapa kasus, sampel (biopsi) diambil dari kulit atau sumsum tulang belakang, dengan prosedur serupa. Tujuannya untuk mendapatkan materi DNA sebanyak mungkin yang saat ini berada di tengah pembelahan sel. Dalam metafase, semua kromosom disusun dalam satu tingkat kira-kira di tengah sel, untuk ditarik ke sisi berlawanan (kutub) sel pada langkah berikutnya, anafase.

Pada saat ini, kromosom sangat padat (sangat padat). Kolkisin racun spindel ditambahkan, yang bekerja tepat pada fase siklus sel ini, sehingga kromosom metafase menumpuk. Mereka kemudian diisolasi dan diwarnai menggunakan metode pewarnaan khusus.

Yang paling umum adalah pita GTG, di mana kromosom dirawat dengan tripsin, enzim pencernaan, dan pigmen Giemsa. Daerah yang sangat padat dan yang kaya adenin dan timin ditampilkan dalam warna gelap.

G-band yang dihasilkan merupakan karakteristik dari setiap kromosom dan, dalam istilah yang disederhanakan, dianggap sebagai daerah dengan gen yang lebih sedikit. Gambar kromosom yang diwarnai dengan cara ini diambil pada perbesaran seribu kali lipat dan kariogram dibuat dengan bantuan program komputer. Selain pola pita, ukuran kromosom dan posisi sentromer digunakan untuk membantu mengatur kromosom yang sesuai. Tetapi ada juga metode pengikatan lain yang dapat memiliki keuntungan yang sangat berbeda.