Aneuploidie

Aneuploidia je genetický stav, pri ktorom má bunka alebo organizmus nesprávny počet chromozómov, ktorý sa líši od typickej alebo diploidnej (2n) sady chromozómov pre daný druh. Ľudské bunky normálne obsahujú 46 chromozómov (23 párov), ale pri aneuploidii sa tento počet môže zmeniť, čo môže viesť k rôznym genetickým poruchám a zdravotným problémom.

Medzi príklady aneuploidie patria:

1. Downov syndróm (trizómia 21): V tomto prípade má človek nadbytočnú kópiu 21. chromozómu, čo má za následok rôzne fyzické a duševné postihnutia.
2. Edwardsov syndróm (trizómia 18): Tento stav je spojený s extra kópiou 18. chromozómu a často vedie k vážnym zdravotným problémom.
3. Pato syndróm (trizómia X): Ženy s týmto syndrómom majú ďalšiu kópiu chromozómu X, čo môže spôsobiť fyzické a duševné postihnutie.
4. Klinefelterov syndróm (XXY): Muži s týmto syndrómom majú extra kópiu chromozómu X, čo môže spôsobiť rôzne fyzické a psychické zmeny.
5. X monozómia (Turnerov syndróm): Dievčatám s týmto syndrómom chýba jeden z dvoch X chromozómov, čo môže viesť k fyzickým a psychickým poruchám.

Aneuploidia môže byť dôsledkom chýb v procesoch meiózy (pohlavného delenia buniek) alebo mitózy (atypického delenia buniek). Môže viesť k vážnym zdravotným následkom a často si vyžaduje lekárske sledovanie a zásah.

Aneuploidia a mutácia sú dva odlišné genetické javy, hoci v niektorých prípadoch môžu spolu súvisieť. Tu sú ich hlavné rozdiely:

1. Aneuploidia:

   • Definícia: Aneuploidia je genetická zmena zahŕňajúca zmenu počtu chromozómov v bunke alebo organizme, teda prítomnosť ďalších alebo chýbajúcich chromozómov.
   • Príčina: Aneuploidia zvyčajne nie je výsledkom bodových mutácií (substitúcií, inzercií alebo delécií v nukleotidoch), ale skôr je spôsobená chybami v meióze alebo mitóze počas bunkového delenia.

2. Mutácia:

   • Definícia: Mutácia je zmena v nukleotidovej sekvencii DNA, ktorá môže zahŕňať substitúcie, inzercie, delécie a iné zmeny v genetickej informácii.
   • Príčina: Mutácie môžu vzniknúť v dôsledku rôznych faktorov vrátane náhodných chýb počas kopírovania DNA, chemických alebo fyzikálnych mutagénov, vystavenia žiareniu a iných faktorov.

Rozdiely:

• Aneuploidia zahŕňa zmenu počtu chromozómov, zatiaľ čo mutácia zahŕňa zmenu špecifickej sekvencie nukleotidov v genóme.
• Aneuploidia zvyčajne zahŕňa zmeny týkajúce sa veľkého počtu génov, pretože postihuje celý chromozóm alebo dokonca viacero chromozómov. Mutácia môže postihnúť jeden alebo viac génov.
• Aneuploidia môže spôsobiť niekoľko zdravotných problémov naraz, pretože mení spôsob, akým fungujú mnohé gény. Mutácie môžu byť buď neutrálne, alebo škodlivé, v závislosti od ich umiestnenia a dôsledkov pre funkciu génov.

Hoci sú odlišné, niektoré typy aneuploidie môžu byť spôsobené mutáciami v génoch zodpovedných za procesy súvisiace s delením buniek alebo chromozómami, čo môže zhoršiť zdravotné následky aneuploidie.

Genomická aneuploidia

Ide o typ aneuploidie, pri ktorej abnormality v počte chromozómov zahŕňajú celý genóm, teda všetky chromozómy organizmu, na rozdiel od náhodných zmien v jednom alebo niekoľkých chromozómoch.

Medzi príklady genomických aneuploidií patria:

1. Polyploidia: Ide o stav, pri ktorom majú bunky alebo organizmy ďalšie sady chromozómov. Napríklad triploidia (3n) znamená mať tri sady chromozómov namiesto dvoch a tetraploidia (4n) znamená mať štyri sady.
2. Autoploidia: V tomto prípade všetky chromozómy z komplementárnych sád toho istého druhu (napr. dve sady chromozómov toho istého druhu).
3. Aloploidia: V tomto prípade patria ďalšie sady chromozómov rôznym druhom alebo poddruhom.

Genomické aneuploidie môžu byť výsledkom chýb v meióze (pohlavnom delení buniek) alebo abnormalít v delécii buniek. Môžu mať vážne následky pre vývoj a život organizmu a často sú spojené s rôznymi zdravotnými stavmi a syndrómami.

Jedným z najznámejších príkladov genomickej aneuploidie je Downov syndróm (trizómia 21), pri ktorom má človek jednu kópiu 21. chromozómu navyše a celkovo 47 chromozómov namiesto štandardných 46. Tento syndróm má za následok charakteristické fyzické a psychické znaky.

Aneuploidný syndróm

Ide o skupinu genetických syndrómov spojených so zmenou počtu chromozómov v bunkách alebo organizmoch. Aneuploidia môže viesť k prítomnosti ďalších chromozómov (trizómia) alebo chýbajúcich chromozómov (monozómia) v bunkách. Medzi najznámejšie aneuploidné syndrómy patria:

1. Downov syndróm (trizómia 21): Tento syndróm je spôsobený prítomnosťou extra kópie 21. chromozómu. Medzi príznaky patrí mentálna retardácia, fyzické znaky (ako napríklad vráskavá tvár), zvýšené riziko srdcových ochorení a ďalšie zdravotné problémy.
2. Edwardsov syndróm (trizómia 18): Tento syndróm je spôsobený prítomnosťou ďalšej kópie 18. chromozómu. Je sprevádzaný ťažkým fyzickým a duševným postihnutím a zdravotnými problémami, ktoré môžu výrazne obmedziť priemernú dĺžku života.
3. Patauov syndróm (trizómia 13): Tento syndróm je spôsobený prítomnosťou ďalšej kópie 13. chromozómu. Je tiež charakterizovaný ťažkým fyzickým a duševným postihnutím a skrátenou dĺžkou života.
4. Klinefelterov syndróm (XXY): Tento syndróm je spojený s prítomnosťou ďalšieho chromozómu X u mužov (zvyčajne XXY). Medzi príznaky môže patriť oneskorený sexuálny vývoj a ďalšie fyzické a psychické znaky.
5. Turnerov syndróm (X0): Tento syndróm je spojený s absenciou jedného z chromozómov X u žien (X0). Medzi príznaky môže patriť nízky vzrast, abnormálny vývoj pohlavných orgánov a ďalšie zdravotné problémy.

Tieto aneuploidné syndrómy môžu spôsobiť rôzne zdravotné a duševné poruchy a zvyčajne sú spojené so zmenami v počte chromozómov, ktoré sú výsledkom chýb v procese delenia buniek počas embryonálneho vývoja.

Príčiny aneuploidie

Aneuploidia, zmena v počte chromozómov, sa môže vyskytnúť v dôsledku rôznych genetických a environmentálnych faktorov. Tu sú niektoré z hlavných príčin aneuploidie:

1. Chyby v meióze: Meióza je pohlavné bunkové delenie, ktoré produkuje gaméty (vajíčka a spermie). Chyby v procesoch meiózy môžu viesť k nesprávnemu oddeleniu chromozómov, čo môže spôsobiť aneuploidiu v gamétach.
2. Chyby v mitóze: Mitóza je typ bunkového delenia, pri ktorom vznikajú somatické bunky (nie pohlavné bunky). Chyby v mitóze môžu spôsobiť zmenu v počte chromozómov v bunkách organizmu.
3. Expozícia životnému prostrediu: Niektoré chemikálie, žiarenie a iné faktory životného prostredia môžu zvýšiť riziko aneuploidie.
4. Genetické mutácie: Prítomnosť genetických mutácií alebo dedičných faktorov môže prispieť k aneuploidii.
5. Syndrómy a dedičné choroby: Niektoré genetické syndrómy, ako napríklad Downov syndróm, Edwardsov syndróm a iné, sú spojené so špecifickými typmi aneuploidie.
6. Vek matky: Ženy po 35. roku života majú zvýšené riziko aneuploidie u novorodencov, najmä pri Downovom syndróme.
7. Infekcie a choroby: Niektoré infekcie a choroby, ako napríklad vírusová hepatitída, môžu zvýšiť riziko aneuploidie.
8. Lieky: Niektoré lieky, ako napríklad chemoterapia, môžu tiež zvýšiť riziko aneuploidie.

Rôzne typy aneuploidie môžu mať rôzne následky a môžu spôsobiť rôzne zdravotné problémy. Riziko aneuploidie možno znížiť genetickým poradenstvom, pravidelnými lekárskymi vyšetreniami a zdravým životným štýlom.

Patogenézy

Tu sú niektoré základné mechanizmy, ktoré môžu viesť k aneuploidii:

1. Chyby v meióze: Meióza je proces delenia pohlavných buniek, pri ktorom vznikajú gaméty (vajíčka a spermie). Chyby v meióze, ako napríklad nesprávne oddelenie chromozómov počas meiotického delenia I alebo II, môžu viesť k vzniku gamét s nesprávnym počtom chromozómov.
2. Chyby v mitóze: Mitóza je proces bunkového delenia, pri ktorom vznikajú somatické (nepohlavné) bunky. Chyby v mitóze môžu viesť k zmene počtu chromozómov v nových bunkách. Napríklad chyba v mitóze môže spôsobiť, že bunka získa ďalšiu kópiu chromozómu alebo ju stratí.
3. Nerozdelenie chromozómov: Nerozdelenie chromozómov je nesprávne oddelenie chromozómov počas bunkového delenia. Môže sa vyskytnúť buď v meióze, alebo v mitóze. Napríklad, ak sa chromozómy nerozdelia rovnomerne medzi dcérske bunky, môže to viesť k aneuploidii.
4. Mechanické abnormality: Mechanické abnormality počas bunkového delenia, ako sú abnormality chromozomálnej helicity alebo štrukturálne abnormality chromozómov, môžu spôsobiť chyby v separácii chromozómov a viesť k aneuploidii.
5. Expozícia vplyvom prostredia: Niektoré chemikálie, žiarenie a iné faktory prostredia môžu zvýšiť riziko aneuploidie ovplyvnením bunkových procesov.
6. Mitotické abnormality: Mitotické abnormality môžu zahŕňať aberácie počas delenia somatických buniek, čo môže viesť k zmenám v počte chromozómov v telesných tkanivách.

Mechanizmy aneuploidie môžu byť rôznorodé a ich presná povaha môže závisieť od konkrétnych okolností a typu aneuploidie. Tieto zmeny sa môžu vyskytnúť buď počas vývoja plodu, alebo v bunkách tela v rôznych obdobiach života.

Formuláre

Existuje niekoľko rôznych typov aneuploidie v závislosti od počtu chromozómov, ktoré môžu byť navyše alebo chýbať:

1. Trizómia: Ide o prítomnosť jednej kópie chromozómu navyše. Napríklad trizómia 21 vedie k Downovmu syndrómu, pri ktorom má človek tri kópie chromozómu 21.
2. Monozómia: Ide o stav, pri ktorom chýba jeden chromozóm z páru. Napríklad monozómia X (Turnerov syndróm) sa vyskytuje, keď žene chýba jeden z dvoch chromozómov X.
3. Polyploidia: Ide o prítomnosť ďalších sád chromozómov. Napríklad triploidia znamená mať tri sady chromozómov namiesto štandardných dvoch.
4. Diploidia s genetickými zmenami: V niektorých prípadoch môžu nastať zmeny v chromozómoch alebo zmeny v štruktúre chromozómov, čo sa tiež považuje za aneuploidiu.
5. Hypoploidia: Ide o prítomnosť menšieho počtu chromozómov ako je normálne. Hypoploidia môže zahŕňať menej ako dve sady chromozómov.
6. Izochrómia: Je to stav, pri ktorom je jeden z chromozómov rozdelený na dve rovnaké časti s rovnakým materiálovým zložením.
7. Triploidia: Je to prítomnosť ďalšej sady chromozómov, čo vedie k prítomnosti troch kópií každého chromozómu v bunke.

Aneuploidia chromozómov skupiny D označuje prítomnosť abnormálneho počtu chromozómov v bunkách organizmu a táto aneuploidia je spojená s chromozómami patriacimi do skupiny D (zvyčajne chromozómy 13, 14, 15, 21 a 22). Napríklad prítomnosť ďalšej kópie jedného z týchto chromozómov (triploidia) alebo absencia jedného z nich (monozómia) môže byť formou aneuploidie.

Aneuploidie môžu viesť k rôznym genetickým poruchám a syndrómom, ako je Downov syndróm (trizómia 21, charakterizovaná prítomnosťou tretej kópie chromozómu 21) alebo Patauov syndróm (trizómia 13) a ďalšie.

Aneuploidia na chromozómoch D však môže mať rôzne následky v závislosti od konkrétnej chromozómovej poruchy a orgánov, ktoré postihuje. Na stanovenie presnej diagnózy a pochopenie možných následkov aneuploidie, ako aj na vypracovanie liečebných a podporných stratégií je nevyhnutná konzultácia s genetikom alebo špecialistom na genetické poruchy.

Aneuploidia chromozómov skupiny C znamená, že osoba alebo organizmus má abnormálny počet chromozómov patriacich do skupiny chromozómov C. Chromozómy skupiny C zvyčajne znamenajú chromozómy strednej veľkosti. Normálna sada chromozómov u ľudí obsahuje 46 chromozómov, ktoré sú rozdelené do 23 párov. Pri aneuploidii môže byť jeden z chromozómov v tejto skupine buď navyše, alebo môže chýbať, čo môže viesť k rôznym genetickým a zdravotným problémom, ako je Downov syndróm (trizómia 21) alebo iné genetické abnormality. Aneuploidie sa môžu vyskytnúť v dôsledku chýb v procese bunkového delenia počas mitózy (v prípade somatických buniek) alebo meiózy (v prípade zárodočných buniek).

Aneuploidia chromozómov skupiny E označuje abnormality v počte chromozómov, ktoré patria do skupiny E v ľudskom karyotype. Skupina E zahŕňa chromozómy číslo 4 a 5. Takéto zmeny môžu zahŕňať buď ďalšie kópie chromozómov E (trizómia 4 alebo 5), alebo žiadne kópie (monozómia 4 alebo 5).

Príklady aneuploidie na chromozómoch skupiny E:

1. Trizómia 4: Ide o stav, pri ktorom má človek ďalšiu kópiu 4. chromozómu, teda 47 chromozómov namiesto štandardných 46. Táto trizómia môže mať rôzne zdravotné následky a môže ovplyvniť vývoj tela.
2. Trizómia 5: Rovnako ako trizómia 4, aj trizómia 5 je spojená s prítomnosťou ďalšej kópie 5. chromozómu. Tento stav môže spôsobiť zdravotné problémy a môže mať rôzne prejavy.
3. Monosómia 4: Monosómia 4 je stav, pri ktorom chýba jeden zo 4. chromozómu. Je to zriedkavý stav a môže mať aj zdravotné následky.
4. Monosómia 5: Monosómia 5 znamená, že chýba jeden z 5. chromozómu. Je to tiež zriedkavý stav a môže mať rôzne zdravotné následky.

Aneuploidia chromozómu E, podobne ako iné formy aneuploidie, môže spôsobiť rôzne zdravotné stavy a syndrómy v závislosti od povahy a presnej lokalizácie zmien v chromozómoch. Diagnóza takýchto stavov sa zvyčajne vykonáva cytogenetickými technikami a genetickou analýzou.

Diagnostika aneuploidie

Diagnóza aneuploidie, zmien v počte chromozómov, sa vykonáva pomocou rôznych metód a testov. Tu sú niektoré z najbežnejších metód diagnostiky aneuploidie:

1. Amniocentéza: Ide o invazívny zákrok, pri ktorom sa pomocou ihly odoberie vzorka plodovej vody z plodovej vody. Táto vzorka obsahuje fetálne bunky, ktoré je možné cytogeneticky analyzovať na určenie prítomnosti aneuploidie.
2. Choriálna biopsia (CB): Ide tiež o invazívny zákrok, pri ktorom sa odoberá vzorka choriových klkov (placentárneho tkaniva) na cytogenetickú analýzu. Choriálna biopsia sa môže vykonať skôr v tehotenstve ako amniocentéza.
3. Neinvazívne prenatálne testovanie (NIPT): Táto metóda dokáže zistiť prítomnosť aneuploidie, ako aj iných genetických abnormalít plodu prostredníctvom krvného testu matky. NIPT sa zvyčajne vykonáva po 10. týždni tehotenstva a má nízku mieru falošne pozitívnych výsledkov.
4. Ultrazvuk: Ultrazvuk sa môže použiť na zistenie niektorých príznakov aneuploidie, ako je zvýšená hrúbka cervikálnych klkov alebo fyzické znaky plodu, ktoré môžu vzbudiť podozrenie na abnormalitu.
5. Genetická analýza: Cytogenetická analýza (štúdium chromozómov) a molekulárno-genetická analýza sa dajú použiť na presné určenie povahy aneuploidie a stanovenie typu chromozómových zmien.

Voľba spôsobu diagnostiky aneuploidie môže závisieť od mnohých faktorov vrátane gestačného veku, zdravotných stavov, rizika abnormalít a želaní rodičov. Rozhodnutie o diagnostike a výbere metódy sa zvyčajne robí v spolupráci s gynekológom a genetikom.

Odlišná diagnóza

Polyploidia a aneuploidia sú dva rôzne typy zmien v počte chromozómov v bunkách alebo organizmoch. Tu sú ich hlavné rozdiely:

1. Polyploidia:

   • Definícia: Polyploidia znamená mať ďalšie sady kompletných sád chromozómov. Napríklad polyploidné organizmy môžu mať dve, tri alebo viac kompletných sád chromozómov.
   • Príklady: Príkladmi polyploidných organizmov sú niektoré rastliny (napr. pšenica, bombardovanie) a niektoré živočíšne druhy (napr. losos).
   • Dôsledky: Polyploidia môže byť stabilná a dokonca pozitívna pre prežitie organizmu, pretože ďalšie kópie chromozómov môžu druhu poskytnúť stabilitu a rozmanitosť.

2. Aneuploidia:

   • Definícia: Aneuploidia znamená mať nesprávny počet chromozómov vrátane nadbytočných alebo chýbajúcich chromozómov v bunkách organizmu.
   • Príklady: Medzi príklady aneuploidie patrí Downov syndróm (trizómia 21, keď je prítomný ďalší 21. chromozóm), Edwardsov syndróm (trizómia 18) a ďalšie genetické syndrómy zahŕňajúce zmeny v počte chromozómov.
   • Dôsledky: Aneuploidia je často spojená so závažnými zdravotnými problémami a môže spôsobiť rôzne fyzické a duševné abnormality, ako aj iné stavy.

Hlavný rozdiel medzi polyploidiou a aneuploidiou spočíva v tom, že polyploidia zahŕňa ďalšie sady kompletných sád chromozómov, zatiaľ čo aneuploidia zahŕňa zmenu počtu chromozómov v bunkách alebo organizmoch, ale bez kompletných sád extra chromozómov.