aneuploidi adalah kondisi di mana sel-sel memiliki satu atau lebih kromosom lebih atau hilang, berbeda dari jumlah haploid, diploid atau sel polyploid diri yang membentuk suatu organisme dari spesies tertentu.
Dalam sel aneuploid, jumlah kromosom tidak termasuk ke dalam kelipatan sempurna dari set haploid, karena mereka telah kehilangan atau memperoleh kromosom. Umumnya, penambahan atau kehilangan kromosom sesuai dengan satu kromosom, atau jumlah ganjil dari mereka, meskipun kadang-kadang mungkin ada dua kromosom yang terlibat.
Sumber: pixabay.com
Aneuploidi termasuk dalam perubahan kromosom numerik, dan paling mudah diidentifikasi secara sitologi. Ketidakseimbangan kromosom ini kurang didukung oleh hewan, menjadi lebih sering dan kurang berbahaya pada spesies tumbuhan. Banyak cacat lahir pada manusia disebabkan oleh aneuploidi.
Indeks artikel
Penyebab
Hilangnya atau bertambahnya satu atau lebih kromosom dalam sel individu umumnya disebabkan oleh hilangnya translokasi atau proses nondisjungsi selama meiosis atau mitosis. Akibatnya, dosis gen individu diubah, yang pada gilirannya menyebabkan cacat fenotipik yang parah.
Perubahan jumlah kromosom dapat terjadi selama pembelahan meiosis pertama atau kedua, atau keduanya secara bersamaan. Mereka juga dapat muncul selama pembelahan mitosis.
Kegagalan pembelahan ini terjadi pada meiosis I atau meiosis II, selama spermatogenesis dan oogenesis, juga terjadi pada mitosis pada pembelahan awal zigot.
Dalam aneuploidi, nondisjunction terjadi ketika salah satu kromosom dengan pasangan homolognya melewati kutub sel yang sama atau ditambahkan ke gamet yang sama. Ini mungkin terjadi karena pembelahan sentromer prematur selama pembelahan meiosis pertama pada meiosis ibu.
Ketika gamet dengan kromosom ekstra bergabung dengan gamet normal, terjadi trisomi (2n + 1). Di sisi lain, ketika gamet dengan kromosom yang hilang dan yang normal bersatu, monosomi (2n-1) diproduksi.
Jenis
Aneuploidi sering terjadi pada individu diploid. Modifikasi jumlah kromosom ini memiliki relevansi klinis yang besar pada spesies manusia. Mereka termasuk berbagai jenis seperti nullisomi, monosomi, trisomi dan tetrasomi.
Nulisomi
Dalam sel dengan nulisomi, kedua anggota dari pasangan kromosom homolog hilang, mewakili mereka sebagai 2n-2 (n adalah jumlah kromosom haploid). Pada manusia, misalnya, dengan 23 pasang kromosom homolog (n = 23), yaitu 46 kromosom, hilangnya pasangan homolog akan menghasilkan 44 kromosom (22 pasang).
Individu nulisomik juga digambarkan sebagai individu yang tidak memiliki sepasang kromosom homolog dalam komplemen somatiknya.
Monosomi
Monosomi adalah penghapusan satu kromosom (2n-1) pada pasangan homolog. Pada manusia dengan monosomi, sel hanya memiliki 45 kromosom (2n = 45). Dalam monosomi kita menemukan monoisosomi dan monothelosomi.
Dalam sel monoisosomal, kromosom yang ada tanpa pasangan homolognya adalah isokromosom. Sel monotelosomal atau monotelosentrik memiliki kromosom telosentrik tanpa pasangan homolognya.
trisomi
Dalam trisomi, penampilan atau penambahan kromosom pada beberapa pasangan homolog terjadi, yaitu, ada tiga salinan homolog dari kromosom yang sama. Direpresentasikan sebagai 2n + 1. Pada manusia dengan sel trisomik, 47 kromosom ditemukan.
Beberapa kondisi yang dipelajari dengan baik, seperti sindrom Down, terjadi sebagai konsekuensi dari trisomi kromosom 21.
Konstitusi kromosom ekstra memungkinkan trisomi untuk diklasifikasikan menjadi:
- Trisomik primer: Ketika kromosom ekstra lengkap.
- Trisomik sekunder: Kromosom ekstra adalah isokromosom.
- Trisomik tersier: Dalam hal ini lengan kromosom yang tersisa dimiliki oleh dua kromosom yang berbeda dari komplemen normal.
Tetrasomi
Tetrasomi terjadi ketika ada penambahan sepasang kromosom homolog yang lengkap. Pada pria, hasil tetrasomi pada individu dengan 48 kromosom. Direpresentasikan sebagai 2n + 2. Pasangan kromosom tambahan selalu merupakan pasangan homolog, yaitu, akan ada empat salinan homolog dari kromosom yang diberikan.
Pada individu yang sama, lebih dari satu mutasi aneuploid dapat terjadi, menghasilkan individu trisomik ganda (2n + 1 + 1), monosomik ganda, nuli tetrasomik, dll. Organisme sextuple-monosomik telah diperoleh secara eksperimental, seperti halnya gandum putih ( Triticum aestivum ).
Contoh
Garis sel yang terbentuk setelah proses nondisjungsi kromosom seringkali tidak dapat hidup. Ini karena banyak dari sel-sel ini dibiarkan tanpa informasi genetik, yang mencegahnya berkembang biak dan menghilang.
Di sisi lain, aneuploidi merupakan mekanisme penting dari variasi intraspesifik. Dalam tanaman gulma Jimson ( Datura stramonium ) ditemukan komplemen haploid dari 12 kromosom, sehingga 12 trisomik yang berbeda dimungkinkan. Setiap trisomik melibatkan kromosom yang berbeda, masing-masing menghadirkan fenotipe yang unik.
Pada beberapa tumbuhan dari genus Clarkia, trisomi juga berperan sebagai sumber penting dari variabilitas intraspesifik.
Aneuploidi pada manusia
Pada manusia, sekitar setengah dari aborsi spontan pada trimester pertama kehamilan disebabkan oleh perubahan numerik atau struktural kromosom.
Monosomi autosomal misalnya tidak layak. Banyak trisomi seperti yang ada pada kromosom 16 sering dibatalkan dan pada monosomi kromosom X atau sindrom Turner sel-selnya hidup tetapi zigot X0 diaborsi sebelum waktunya.
Aneuploidi kromosom seks
Kasus aneuploidi yang paling umum pada pria terkait dengan kromosom seks. Perubahan jumlah kromosom ditoleransi lebih baik daripada perubahan kromosom autosom.
Aneuploidi mempengaruhi jumlah salinan gen tetapi tidak pada urutan nukleotidanya. Dengan mengubah dosis beberapa gen, konsentrasi produk gen diubah pada gilirannya. Dalam kasus kromosom seks, ada pengecualian untuk hubungan antara jumlah gen dan protein yang dihasilkan.
Pada beberapa mamalia (tikus dan manusia), inaktivasi kromosom X terjadi, yang memungkinkan dosis fungsional yang sama dari gen yang terkait dengan kromosom tersebut ada pada pria dan wanita.
Dengan cara ini, kromosom X ekstra tidak aktif dalam organisme ini, memungkinkan aneuploidi dalam kromosom ini menjadi kurang merusak.
Beberapa penyakit seperti sindrom Turner dan sindrom Klinefelter disebabkan oleh aneuploidi pada kromosom seks.
Sindrom Klinefelter
Individu dengan kondisi ini secara fenotip laki-laki, dengan beberapa sifat banci. Kehadiran kromosom X ekstra pada individu laki-laki adalah penyebab penyakit ini, dengan individu-individu ini menyajikan 47 kromosom (XXY).
Dalam kasus yang parah dari kondisi ini, pria memiliki suara yang sangat tinggi, kaki yang panjang, pertumbuhan rambut tubuh yang sedikit, dan pinggul dan payudara wanita yang sangat mencolok. Selain itu, mereka mandul dan mungkin memiliki perkembangan mental yang buruk. Dalam kasus yang lebih ringan ada fenotipe laki-laki dan perkembangan kognitif normal.
Sindrom Klinefelter terjadi pada sekitar satu dari 800 kelahiran hidup laki-laki.
Sindrom Turner
Sindrom Turner disebabkan oleh hilangnya sebagian atau seluruh kromosom X dan terjadi pada wanita. Perubahan kromosom ini terjadi selama gametogenesis melalui proses nondisjungsi postzigotik.
Perubahan kariotipe yang berbeda menghasilkan fenotipe yang berbeda pada sindrom Turner. Ketika bahan lengan panjang dari salah satu kromosom X (terminal atau interstisial) hilang, kegagalan ovarium primer atau sekunder dan ukuran kecil terjadi pada pasien dengan kondisi ini. Limfedema dan disgenesis gonad juga sering terjadi.
Umumnya fenotipe wanita dengan penyakit ini normal, kecuali perawakan mereka yang pendek. Oleh karena itu, diagnosis sindrom ini tergantung pada penelitian dan adanya perubahan sitogenetik.
Penyakit ini terjadi pada sekitar satu dari setiap 3000 bayi perempuan yang baru lahir, dengan frekuensi aborsi spontan yang lebih tinggi, yaitu, tidak lebih dari 5% dari embrio yang terbentuk dengan perubahan ini berhasil berkembang sepenuhnya hingga mencapai aterm.
Aneuploidi autosomal
Individu yang lahir dengan aneuploidi kromosom autosomal jarang terjadi. Dalam kebanyakan kasus di mana jenis mutasi ini terjadi, aborsi spontan terjadi, dengan pengecualian aneuploidi autosom kecil seperti trisomi kromosom 21.
Diyakini bahwa, karena tidak ada mekanisme kompensasi untuk dosis genetik dalam kromosom autosomal, perubahan komposisinya kurang dapat ditoleransi oleh organisme.
Sindrom Down
Ukuran kecil dari kromosom 21 memungkinkan adanya salinan gen tambahan, yang kurang berbahaya daripada di kromosom yang lebih besar. Kromosom ini memiliki lebih sedikit gen daripada autosom lainnya.
Down syndrome adalah aneuploidi autosomal yang paling umum pada manusia. Di Amerika Serikat, sekitar satu dari setiap 700 kelahiran memiliki kondisi ini.
Diperkirakan 95% kasus disebabkan oleh nondisjungsi sehingga menyebabkan trisomi 21 bebas. 5% sisanya dihasilkan oleh translokasi, seringkali antara kromosom 21 dan 14. Prevalensi kondisi ini sangat tergantung pada usia ibu saat hamil.
Telah ditentukan bahwa antara 85 dan 90% kasus, adanya trisomi 21 bebas dikaitkan dengan perubahan meiosis ibu. Individu yang hadir kondisi ini ditandai dengan menjadi hipotonik, hyperextensible dan hyporeflective.
Selain itu, mereka memiliki tengkorak yang cukup kecil, dengan oksiput datar dan bercabang, hidung dan telinga kecil, dan mulut kecil bersudut ke bawah dengan tonjolan lidah yang sering.
Referensi
- Creighton, TE (1999). Ensiklopedia Biologi Molekuler. John Wiley and Sons, Inc.
- Guzman, MEH (2005). Malformasi kongenital . Penerbitan Universitas.
- Jenkins, JB (2009). Genetika . Ed. Aku terbalik.
- Jiménez, LF, & Merchant, H. (2003). Biologi seluler dan molekuler . pendidikan Pearson.
- Lacadena, JR (1996). Sitogenetika . Kompluten Redaksi.
- Pierce, BA (2009). Genetika: Sebuah pendekatan konseptual . Ed. Medis Panamerika.
