Aneuploidie

Aneuploidie je genetický stav, při kterém má buňka nebo organismus nesprávný počet chromozomů odlišný od typické nebo diploidní (2n) sady chromozomů pro daný druh. Normálně lidské buňky obsahují 46 chromozomů (23 párů), ale při aneuploidii může být tento počet pozměněn, což může vést k řadě genetických poruch a zdravotních stavů.

Příklady aneuploidie zahrnují:

1. Downův syndrom (trisomie 21): V tomto případě má člověk kopii 21. chromozomu navíc, což má za následek různá tělesná a mentální postižení.
2. Edwardsův syndrom (trizomie 18): Tento stav je spojen s extra kopií 18. chromozomu a často vede k vážným zdravotním problémům.
3. Patův syndrom (trisomie X): Ženy s tímto syndromem mají extra kopii chromozomu X, což může způsobit fyzické a duševní postižení.
4. Klinefelterův syndrom (XXY): Muži s tímto syndromem mají extra kopii chromozomu X, což může způsobit různé fyzické a psychické změny.
5. X monosomie (Turnerův syndrom): Dívkám s tímto syndromem chybí jeden ze dvou chromozomů X, což může vést k fyzickým a psychickým poruchám.

Aneuploidie může být výsledkem chyb v procesech meiózy (dělení pohlavních buněk) nebo mitózy (atypické dělení buněk). Může vést k vážným zdravotním následkům a často vyžaduje lékařské sledování a zásah.

Aneuploidie a mutace jsou dva různé genetické jevy, i když v některých případech mohou souviset. Zde jsou jejich hlavní rozdíly:

1. Aneuploidie:

   • Definice: Aneuploidie je genetická změna zahrnující změnu počtu chromozomů v buňce nebo organismu, to znamená přítomnost nadbytečných nebo chybějících chromozomů.
   • Způsobit: Aneuploidie není obvykle výsledkem bodových mutací (substitucí, inzercí nebo delecí v nukleotidech), ale spíše je způsobena chybami v meióze nebo mitóze během buněčného dělení.

2. Mutace:

   • Definice: Mutace je změna v nukleotidové sekvenci DNA, která může zahrnovat substituce, inzerce, delece a další změny v genetické informaci.
   • Způsobit: Mutace mohou nastat v důsledku různých faktorů, včetně náhodných chyb při kopírování DNA, chemických nebo fyzikálních mutagenů, vystavení radiaci a dalších faktorů.

Rozdíly:

• Aneuploidie zahrnuje změnu v počtu chromozomů, zatímco mutace zahrnuje změnu ve specifické sekvenci nukleotidů v genomu.
• Aneuploidie obvykle zahrnuje změny zahrnující velké množství genů, protože postihuje celý chromozom nebo dokonce více chromozomů. Mutace může ovlivnit jeden nebo více genů.
• Aneuploidie může způsobit několik zdravotních problémů najednou, protože mění způsob fungování mnoha genů. Mutace mohou být buď neutrální, nebo škodlivé, v závislosti na jejich umístění a důsledcích pro funkci genu.

I když se některé typy aneuploidie liší, mohou být způsobeny mutacemi v genech odpovědných za procesy související s dělením buněk nebo chromozomy, což může zhoršit lékařské důsledky aneuploidie.

Genomická aneuploidie

Je to typ aneuploidie, při které abnormality v počtu chromozomů zahrnují celý genom, to znamená všechny chromozomy organismu, na rozdíl od náhodných změn v jednom nebo několika chromozomech.

Příklady genomických aneuploidií zahrnují:

1. Polyploidie: Toto je stav, kdy buňky nebo organismy mají další sady chromozomů. Například triploidie (3n) znamená mít tři sady chromozomů místo dvou a tetraploidie (4n) znamená mít čtyři sady.
2. Autoploidie: V tomto případě všechny chromozomy komplementárních sad stejného druhu (např. dvě sady chromozomů stejného druhu).
3. Alloploidie: V tomto případě další sady chromozomů patří různým druhům nebo poddruhům.

Genomické aneuploidie mohou být důsledkem chyb v meióze (dělení sexuálních buněk) nebo abnormalit v deleci buněk. Mohou mít vážné důsledky pro vývoj a život organismu a často jsou spojeny s různými zdravotními stavy a syndromy.

Jedním z nejznámějších příkladů genomové aneuploidie je Downův syndrom (trizomie 21), kdy má člověk kopii 21. chromozomu navíc a celkem 47 chromozomů místo standardních 46. Tento syndrom má za následek charakteristické fyzické a duševní rysy .

Syndrom aneuploidie

Jde o skupinu genetických syndromů spojených se změnou počtu chromozomů v buňkách nebo organismech. Aneuploidie může mít za následek přítomnost nadbytečných chromozomů (trizomie) nebo chybějících chromozomů (monozomie) v buňkách. Některé z nejznámějších aneuploidních syndromů zahrnují:

1. Downův syndrom (trisomie 21): Tento syndrom je způsoben extra kopií 21. chromozomu. Příznaky zahrnují mentální retardaci, fyzické rysy (jako je zmačkaný obličej), zvýšené riziko srdečních onemocnění a další zdravotní problémy.
2. Edwardsův syndrom (trisomie 18): Tento syndrom je způsoben přítomností další kopie 18. chromozomu. Je doprovázeno těžkým fyzickým a duševním poškozením a zdravotními problémy, které mohou výrazně omezit délku života.
3. Patauův syndrom (trisomie 13): Tento syndrom je způsoben přítomností další kopie 13. chromozomu. Vyznačuje se také těžkým tělesným a duševním postižením a zkrácenou délkou života.
4. Klinefelterův syndrom (XXY): Tento syndrom je spojen s přítomností dalšího chromozomu X u mužů (obvykle XXY). Příznaky mohou zahrnovat opožděný sexuální vývoj a další fyzické a duševní rysy.
5. Turnerův syndrom (X0): Tento syndrom je spojen s absencí jednoho z X chromozomů u žen (X0). Příznaky mohou zahrnovat malý vzrůst, abnormální vývoj genitálií a další zdravotní problémy.

Tyto aneuploidní syndromy mohou způsobit různé zdravotní a duševní poruchy a jsou obvykle spojeny se změnami v počtu chromozomů, které jsou důsledkem chyb v procesu buněčného dělení během embryonálního vývoje.

Příčiny aneuploidie

Aneuploidie, změna v počtu chromozomů, může nastat v důsledku různých genetických a environmentálních faktorů. Zde jsou některé z hlavních příčin aneuploidie:

1. Chyby v meióze: Meióza je pohlavní buněčné dělení, které produkuje gamety (vajíčka a spermie). Chyby v procesech meiózy mohou vést k nesprávné separaci chromozomů, což může způsobit aneuploidii v gametách.
2. Chyby v mitosis: Mitóza je typ buněčného dělení, které produkuje somatické buňky (ne pohlavní buňky). Chyby v mitóze mohou způsobit změnu počtu chromozomů v buňkách organismu.
3. Environmentální Vystavení: Některé chemikálie, záření a další faktory prostředí mohou zvýšit riziko aneuploidie.
4. Genetické mutace: Přítomnost genetických mutací nebo dědičných faktorů může přispět k aneuploidii.
5. Syndromy a dědičné choroby: Některé genetické syndromy jako Downův syndrom, Edwardsův syndrom a další jsou spojeny se specifickými typy aneuploidie.
6. Mateřský věk: Ženy po 35. roce života mají zvýšené riziko aneuploidie u svých novorozenců, zejména u Downova syndromu.
7. Infekce a nemoci: Některé infekce a nemoci, jako je virová hepatitida, mohou zvýšit riziko aneuploidie.
8. Léky: Riziko aneuploidie mohou zvýšit také některé léky, jako je chemoterapie.

Různé typy aneuploidie mohou mít různé důsledky a mohou způsobit různé zdravotní stavy. Riziko aneuploidie lze snížit genetickým poradenstvím, pravidelnými lékařskými testy a zdravým životním stylem.

Patogeneze

Zde jsou některé základní mechanismy, které mohou vést k aneuploidii:

1. Chyby v meióze: Meióza je proces dělení pohlavních buněk, který produkuje gamety (vajíčka a spermie). Chyby v meióze, jako je nesprávná separace chromozomů během meiotického dělení I nebo II, mohou vést ke vzniku gamet s nesprávným počtem chromozomů.
2. Chyby v mitosis: Mitóza je proces buněčného dělení, který produkuje somatické (nesexuální) buňky. Chyby v mitóze mohou vést ke změně počtu chromozomů v nových buňkách. Například chyba v mitóze může způsobit, že buňka získá kopii chromozomu navíc nebo ji ztratí.
3. Nondisjunkce: Nondisjunkce je nesprávné oddělení chromozomů během buněčného dělení. Může se vyskytovat buď v meióze nebo mitóze. Pokud se například chromozomy nedělí rovnoměrně mezi dceřinými buňkami, může to vést k aneuploidii.
4. Mechanické abnormality: Mechanické abnormality během buněčného dělení, jako jsou abnormality chromozomální helicity nebo strukturální abnormality chromozomů, mohou způsobit chyby v separaci chromozomů a vést k aneuploidii.
5. Environmentální Vystavení: Některé chemikálie, záření a další faktory prostředí mohou zvýšit riziko aneuploidie ovlivněním buněčných procesů.
6. Mitotické abnormality: Mitotické abnormality mohou zahrnovat aberace během dělení somatických buněk, které mohou vést ke změnám v počtu chromozomů v tělesných tkáních.

Mechanismy aneuploidie mohou být různé a jejich přesná povaha může záviset na konkrétních okolnostech a typu aneuploidie. Tyto změny mohou nastat buď během vývoje plodu, nebo v buňkách těla v různých obdobích života.

Formuláře

Existuje několik různých typů aneuploidie v závislosti na počtu chromozomů, které mohou být navíc nebo chybí:

1. trisomie: Toto je přítomnost další kopie jednoho chromozomu. Například trizomie 21 vede k Downovu syndromu, kdy má člověk tři kopie chromozomu 21.
2. Monozomie: Toto je stav, kdy chybí jeden chromozom z páru. Například monosomie X (Turnerův syndrom) nastává, když ženě chybí jeden ze dvou chromozomů X.
3. Polyploidie: Toto je přítomnost dalších sad chromozomů. Například triploidie znamená mít tři sady chromozomů namísto standardních dvou.
4. Diploidie s genetickými změnami: V některých případech může dojít ke změnám uvnitř chromozomů nebo změnám ve struktuře chromozomů, což je také považováno za aneuploidii.
5. Hypoploidie: Jedná se o přítomnost menšího počtu chromozomů, než je obvyklé. Hypoploidie může zahrnovat méně než dvě sady chromozomů.
6. izochromie: To je stav, ve kterém je jeden z chromozomů je rozdělena na dvě stejné části se stejným materiálovým složením.
7. Triploidie: Je to přítomnost další sady chromozomů, což má za následek přítomnost tří kopií každého chromozomu v buňce.

Aneuploidie chromozomů skupiny D označuje přítomnost abnormálního počtu chromozomů v buňkách organismu a tato aneuploidie je spojena s chromozomy patřícími do skupiny D (obvykle chromozomy 13, 14, 15, 21 a 22). Například přítomnost další kopie jednoho z těchto chromozomů (triploidie) nebo nepřítomnost jednoho z nich (monozomie) může být formou aneuploidie.

Aneuploidie mohou vést k různým genetickým poruchám a syndromům jako je Downův syndrom (trizomie 21, charakterizovaná přítomností třetí kopie chromozomu 21) nebo Patau (trizomie 13) a další.

Aneuploidie na chromozomech D však může mít různé důsledky v závislosti na konkrétní chromozomální poruše a orgánech, které postihuje. Konzultace s genetikem nebo specialistou na genetické poruchy je nezbytná pro stanovení přesné diagnózy a pochopení možných důsledků aneuploidie, stejně jako pro vývoj léčebných a podpůrných strategií.

Aneuploidie chromozomů skupiny C znamená, že osoba nebo organismus má abnormální počet chromozomů patřících do skupiny C chromozomů. Chromozomy skupiny C obvykle znamenají chromozomy střední velikosti. Normální sada chromozomů pro člověka zahrnuje 46 chromozomů, které jsou rozděleny do 23 párů. Při aneuploidii může být jeden z chromozomů v této skupině buď navíc nebo chybí, což může vést k různým genetickým a zdravotním problémům, jako je Downův syndrom (trizomie 21) nebo jiné genetické abnormality. Aneuploidie se mohou objevit v důsledku chyb v procesu buněčného dělení během mitózy (pro somatické buňky) nebo meiózy (pro zárodečné buňky).

Aneuploidie chromozomu skupiny E označuje abnormality v počtu chromozomů, které patří do skupiny E v lidském karyotypu. Skupina E zahrnuje chromozomy očíslované 4 a 5. Takové změny mohou zahrnovat buď další kopie chromozomů E (trizomie 4 nebo 5) nebo žádné kopie (monosomie 4 nebo 5).

Příklady aneuploidie na chromozomech skupiny E:

1. Trizomie 4: Jedná se o stav, kdy má člověk kopii 4. chromozomu navíc, to znamená 47 chromozomů místo standardních 46. Tato trizomie může mít různé zdravotní důsledky a může ovlivnit vývoj těla.
2. trisomie 5: Stejně jako u trizomie 4 je trizomie 5 spojena s přítomností další kopie 5. chromozomu. Tento stav může způsobit zdravotní problémy a může mít různé projevy.
3. Monozomie 4: Monosomie 4 je stav, kdy chybí jeden ze 4. chromozomů. Je to vzácný stav a může mít i zdravotní následky.
4. Monozomie 5: Monozomie 5 znamená, že chybí jeden z 5. chromozomů. Je to také vzácný stav a může mít různé zdravotní následky.

Aneuploidie chromozomu E, stejně jako jiné formy aneuploidie, může způsobit různé zdravotní stavy a syndromy v závislosti na povaze a přesném umístění změn v chromozomech. Diagnostika těchto stavů se obvykle provádí cytogenetickými technikami a genetickou analýzou.

Diagnostika aneuploidie

Diagnostika aneuploidie, změny počtu chromozomů, se provádí různými metodami a testy. Zde jsou některé z nejběžnějších metod diagnostiky aneuploidie:

1. Amniocentéza: Jedná se o invazivní zákrok, při kterém se pomocí jehly odebere vzorek plodové vody z amniových membrán. Tento vzorek obsahuje fetální buňky, které lze cytogeneticky analyzovat za účelem stanovení přítomnosti aneuploidie.
2. Choriová biopsie (CB): Jedná se také o invazivní postup, při kterém je odebrán vzorek choriových klků (tkáň placenty) pro cytogenetickou analýzu. Choriová biopsie může být provedena dříve v těhotenství než amniocentéza.
3. Neinvazivní prenatální testování (NIPT): Tato metoda dokáže odhalit přítomnost aneuploidie i dalších genetických abnormalit plodu pomocí testu krve matky. NIPT se obvykle provádí po 10. týdnu těhotenství a má nízkou míru falešně pozitivních výsledků.
4. Ultrazvuk: Ultrazvuk lze použít k detekci některých známek aneuploidie, jako je zvýšená tloušťka cervikálních klků nebo fyzické rysy plodu, které mohou vyvolat podezření na abnormalitu.
5. Genetický analýza: Cytogenetická analýza (studium chromozomů) a molekulárně genetická analýza mohou být použity k přesnému určení povahy aneuploidie a stanovení typu chromozomálních změn.

Výběr způsobu diagnostiky aneuploidie může záviset na mnoha faktorech, včetně gestačního věku, zdravotního stavu, rizika abnormalit a přání rodičů. Rozhodnutí o diagnóze a výběru metody se obvykle provádí ve spolupráci s gynekologem a genetikem.

Diferenciální diagnostika

Polyploidie a aneuploidie jsou dva různé typy změn v počtu chromozomů v buňkách nebo organismech. Zde jsou jejich hlavní rozdíly:

1. Polyploidie:

   • Definice: Polyploidie znamená mít další sady úplných sad chromozomů. Například polyploidní organismy mohou mít dvě, tři nebo více úplných sad chromozomů.
   • Příklady: Příklady polyploidních organismů jsou některé rostliny (např. pšenice, bombardování) a některé živočišné druhy (např. losos).
   • Dopady: Polyploidie může být stabilní a dokonce pozitivní pro přežití organismu, protože další kopie chromozomů mohou poskytnout stabilitu a rozmanitost druhu.

2. Aneuploidie:

   • Definice: Aneuploidie znamená mít nesprávný počet chromozomů, včetně nadbytečných nebo chybějících chromozomů v buňkách organismu.
   • Příklady: Příklady aneuploidie zahrnují Downův syndrom (trizomie 21, kdy je navíc 21. chromozom), Edwardsův syndrom (trizomie 18) a další genetické syndromy zahrnující změny v počtu chromozomů.
   • Důsledky: Aneuploidie je často spojena s vážnými zdravotními problémy a může způsobit různé fyzické a duševní abnormality, stejně jako další stavy.

Hlavním rozdílem mezi polyploidií a aneuploidií je tedy to, že polyploidie zahrnuje další sady úplných sad chromozomů, zatímco aneuploidie zahrnuje změnu počtu chromozomů v buňkách nebo organismech, ale bez úplných sad dalších chromozomů.