Što su kromosomi?
Kromosom dolazi od riječi „krom“ – obojen i „soma“ -tijelo, što znači “obojeno tijelo” i može se definirati kao organizirani raspored DNA i proteina. Sadrži mnoge gene, regulatorne elemente i druge nukleotidne sekvence i formira se samo tijekom diobe stanice i koristi za prijenos genetskog materijala na nove stanice.
Citogenetika
Citogenetika objedinjuje znanost o stanici (citologija) i nasljeđivanju (genetika). Ona proučava morfologiju i ponašanje kromosoma tijekom mitoze (dioba tjelesnih stanica) i mejoze (dioba spolnih stanica) te nastoji povezati kromosomske nalaze s principima opće genetike.
Humani kromosomi promatrali su se već potkraj 19. stoljeća, ali više njihovo ponašanje nego broj i morfologija (struktura). Kromosomi variraju i po broju i po strukturi među organizmima i svaka vrsta ima određeni broj kromosoma. Zbog nekvalitetnih mikroskopskih preparata tek su 1956. godine Tjio i Levan, detektirali 46 kromosoma u svim tjelesnim stanicama čovjeka (diploidan broj) i taj se broj smatra normalnim brojem za ljudsku vrstu. Vrlo brzo nakon ovoga otkrića, Ford i Hamerton utvrdili su 23 kromosoma u spolnim stanicama čovjeka (haploidan broj). Pravila pisanja i označavanja broja i strukture kromosoma vrlo su precizna i stalno se nadopunjavaju i prilagođavanju ovisno o znanstvenim spoznajama koje uvelike ovise o novim metodama. Međunarodni sustav nomenklature za humanu citogenomiku (engl. International System for Human Cytogenomics Nomenclature, ISCN) je sustav koji propisuje kako napisati kromosomsku strukturu čovjeka. Prema toj nomenklaturi pojam kariotip čovjeka definira kromosomski komplement jedne osobe.
Kariotip & Down sindrom
Pojam kariotip se razlikuje od pojma kariogram koji opisuje kromosomsku sliku jedne stanice. Kariogram ne mora uvijek odgovarati kariotipu pa tada govorimo o mozaičnom kariotipu što znači da osoba može imati različiti broj kromosoma u stanicama istog tkiva.
U kariotipu kromosomi su svrstani u homologne parove i to prema veličini i položaju centromere. Svaka normalna tjelesna stanica čovjeka ima 46 kromosoma, odnosno 22 homologna para autosoma (tjelesni kromosomi od 1 do 22) i jedan par gonosoma (spolni par kromosoma).
Spolni par kromosoma je različit u žena i muškaraca. U žena su oba spolna kromosoma oblikom i veličinom jednaka (XX), a u muškarca različita (XY). Prema ISCN-u normalan ženski kariotip piše se 46,XX, a normalan muški kariotip 46,XY.
Odstupanje od normalnog broja kromosoma unutar jednog homolognog para opisujemo pojamom aneuploidija. Jerome Lejeune je 1959. godine otkrio je da osobe s kliničkom slikom Down sindroma imaju tri kromosoma u homolognom paru 21 odnosno trisomiju 21. kromosoma. Dogovorno kariotip za trisomiju 21. kromosoma piše se 47,XX,+21, ako se radi o ženskom spolu ili 47,XY,+21, ako se radi o muškom spolu. Taj tip Down sindroma nazivamo regularni tip i nastaje kao posljedica nerazdvajanja kromosoma tijekom gametogeneze i to najčešće tijekom oogeneze (93%), a rjeđe tijekom spermatogeneze (4%).
Klinička slika Down sindroma može biti, u svega 3%, i posljedica mitotskog nerazdvajanja kromosoma, odnosno do nerazdvajanja kromosoma može doći nakon formiranja zigote (spajanje muške i ženske spolne stanice) tada govorimo o mozaičnom tipu Down sindroma, a kariotip se piše: 47,XX,+21/46,XX.
Nadalje, strukturna promjena kromosoma kao uzrok trisomije 21. kromosoma javlja se u 4% slučajeva. Najčešće se radi o Robertsonovoj translokaciji koje uključuje kromosome 14 i 21, i tada govorimo o trisomiji 21 translokacijskog tipa. Taj tip Down sindroma može biti posljedica svježe mutacije (de novo) ili naslijeđena od jednog roditelja. Isto tako i recipročne translokacije koje uključuju kromosom 21 mogu uzrokovati kliničku sliku Down sindroma.
Autorica: izv. prof. dr.sc. Jadranka Vraneković
Zavod za medicinsku biologiju i genetiku
Medicinski fakultet u Rijeci
Literatura:
https://www.genome.gov/genetics-glossary/Cytogenetics
Lejeune J. Trisomy 21 karyotypes. Pathol Biol (Paris) 1963;11:1153-8.
Antonarakis SE, Lyle R, Dermitzakis ET, Reymond A, Deutsch S. Chromosome 21 and down syndrome: from genomics to pathophysiology. Nat Rev Genet 2004; 5:725-38.
McGowan-Jordan J, Hastings RJ, Moore S, ISCN 2020 An International System for Human Cytogenomic Nomenclature. 2020, DOI: 10.1159/isbn.978-3-318-06867-2.
O’Connor, C. Chromosomal abnormalities: Aneuploidies. Nature Education 2008, 1(1):172.
https://www.cdc.gov/ncbddd/birthdefects/downsyndrome.html
