Sebuah trisomi adalah kondisi kromosom individu yang membawa tiga kromosom bukan pasangan normal. Dalam diploid, bawaan normal adalah dua kromosom dari masing-masing komplemen kromosom yang mendefinisikan spesies.
Perubahan jumlah hanya pada salah satu kromosom disebut aneuploidi. Jika mencakup perubahan jumlah kromosom, itu akan menjadi ploidi sejati, atau eupolidi. Manusia memiliki 46 kromosom di setiap sel somatiknya. Jika mereka memiliki trisomi tunggal mereka akan memiliki 47 kromosom.
Kariotipe menunjukkan trisomi pada kromosom 21. Program Genom Manusia Departemen Energi AS. [Domain publik], melalui Wikimedia Commons.
Trisomi secara statistik sering terjadi dan mewakili perubahan besar bagi organisme pembawa. Mereka juga dapat terjadi pada manusia, dan berhubungan dengan penyakit atau sindrom yang kompleks.
Ada trisomi pada manusia yang diketahui semua orang. Yang paling banyak dihadiri, sering dan diketahui dari semuanya adalah trisomi kromosom 21, penyebab paling umum dari apa yang disebut sindrom Down.
Ada trisomi lain pada manusia yang mewakili biaya fisiologis yang besar untuk pembawa. Di antara mereka kita memiliki trisomi kromosom X, yang merupakan tantangan besar bagi wanita yang menderita itu.
Setiap organisme eukariotik hidup dapat memiliki trisomi. Secara umum, pada tumbuhan setiap perubahan jumlah kromosom (aneuploidi) jauh lebih berbahaya daripada peningkatan jumlah komplemen kromosom spesies. Pada hewan lain, sebagai aturan umum, aneuploidi juga merupakan penyebab berbagai kondisi.
Indeks artikel
Trisomi kromosom 21 (sindrom Down: 47, +21)
Trisomi (lengkap) kromosom 21 pada manusia menentukan keberadaan 47 kromosom dalam sel somatik diploid. Dua puluh dua pasang menyediakan 44 kromosom, sedangkan trio pada kromosom 21 menyediakan tiga lagi – salah satunya adalah supernumerary. Artinya, itu adalah kromosom yang “terlalu banyak”.
Deskripsi dan sedikit sejarah
Trisomi kromosom 21 adalah aneuploidi yang paling umum pada manusia. Demikian pula, trisomi ini juga merupakan penyebab paling umum dari sindrom Down. Namun, meskipun trisomi somatik lainnya lebih umum daripada yang ada pada kromosom 21, sebagian besar cenderung lebih mematikan pada tahap embrionik.
Artinya, embrio dengan trisomi 21 dapat mencapai kelahiran, sedangkan embrio trisomi lainnya tidak bisa. Selanjutnya, kelangsungan hidup pascakelahiran jauh lebih tinggi pada anak-anak dengan trisomi pada kromosom 21 karena frekuensi gen yang rendah dari kromosom ini.
Dengan kata lain, beberapa gen akan bertambah jumlah salinannya karena kromosom 21 adalah autosom terkecil dari semuanya.
Sindrom Down pertama kali dijelaskan oleh dokter Inggris John Langdon Down pada periode 1862-1866. Namun, hubungan penyakit dengan kromosom 21 ditetapkan sekitar seratus tahun kemudian. Peneliti Perancis Marthe Gautier, Raymond Turpin dan Jèrôme Lejeune berpartisipasi dalam studi ini.
Penyebab genetik penyakit
Trisomi kromosom 21 disebabkan oleh penyatuan dua gamet, salah satunya membawa lebih dari satu salinan, total atau sebagian, dari kromosom 21. Ada tiga cara hal ini dapat terjadi.
Yang pertama, di salah satu orang tua, nondisjunction kromosom 21 selama meiosis menimbulkan gamet dengan dua kromosom 21, bukan satu. Nondisjunction berarti “tidak adanya pemisahan atau pemisahan.” Ini adalah gamet yang dapat menimbulkan trisomi sejati dengan menggabungkan gamet lain dengan satu salinan kromosom 21.
Penyebab lain yang kurang umum dari trisomi ini adalah apa yang disebut translokasi Robertsonian. Di dalamnya, lengan panjang kromosom 21 berpindah ke kromosom lain (biasanya 14). Penyatuan salah satu gamet ini dengan normal lainnya akan menghasilkan embrio dengan kariotipe normal.
Namun, akan ada salinan tambahan dari materi warisan dari kromosom 21, yang merupakan penyebab penyakit yang cukup. Sindrom ini juga dapat disebabkan oleh aberasi kromosom atau mosaikisme lainnya.
Dalam mosaik, individu memiliki sel dengan kariotipe normal, bergantian dengan sel dengan kariotipe menyimpang (trisomik untuk kromosom 21).
Nondisjunction meiotik selama meiosis gamet fenenin, atau oogenesis. Diambil dari https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Trisomy_due_to_nondisjunction_in_maternal_meiosis_1.png. Melalui Wikimedia Commons.
Manifestasi penyakit
Penyebab yang mendasari sindrom Down adalah peningkatan ekspresi beberapa enzim karena adanya tiga salinan gen pada kromosom 21, bukan dua.
Peningkatan ekspresi ini menyebabkan perubahan dalam fisiologi normal individu. Beberapa enzim yang terpengaruh termasuk superoksida dismutase dan cystation beta-synthase. Banyak lainnya yang terkait dengan sintesis DNA , metabolisme primer dan kapasitas kognitif individu.
Penyakit ini memanifestasikan dirinya pada tingkat yang berbeda. Salah satu yang paling penting, dan yang menentukan rentang hidup mereka yang terkena trisomi, adalah cacat jantung bawaan.
Kondisi lain yang menimpa individu yang sakit antara lain kelainan pada saluran pencernaan, kelainan hematologi, endokrinologi, otorhinolaryngological dan muskuloskeletal, serta kelainan visual, antara lain.
Gangguan neurologis juga penting, dan termasuk kesulitan belajar ringan sampai sedang. Kebanyakan individu dewasa dengan sindrom Down mengembangkan penyakit Alzheimer.
Diagnosis dan studi pada sistem kehidupan lain
Diagnosis prenatal Down dapat dilakukan dengan beberapa cara. Ini termasuk ultrasound, serta pengambilan sampel chorionic villus dan amniosentesis. Keduanya dapat digunakan untuk jumlah kromosom, tetapi menimbulkan risiko tertentu.
Tes lain yang lebih cararn termasuk analisis kromosom IKAN, teknik imunohistologis lainnya, dan tes polimorfisme genetik berdasarkan amplifikasi DNA dengan PCR.
Studi tentang trisomi kromosom 21 dalam sistem hewan pengerat telah memungkinkan kita untuk menganalisis sindrom tanpa bereksperimen dengan manusia. Dengan cara ini, hubungan genotipe / fenotipe telah dianalisis dengan aman dan andal.
Dengan cara yang sama, telah dimungkinkan untuk melanjutkan ke pengujian strategi dan agen terapeutik yang kemudian dapat digunakan pada manusia. Model hewan pengerat yang paling sukses untuk penelitian ini ternyata adalah tikus.
Trisomi kromosom seks pada manusia
Umumnya, aneuploidi kromosom seks memiliki konsekuensi medis yang lebih sedikit daripada autosom pada manusia. Betina dari spesies manusia adalah XX, dan jantan XY.
Trisomi seksual yang paling sering pada manusia adalah XXX, XXY dan XYY. Jelas, individu YY tidak bisa eksis, apalagi YYY. Individu XXX berjenis kelamin betina, sedangkan XXY dan XYY berjenis kelamin jantan.
Sindrom Triple X (47, XXX)
XXX individu pada manusia adalah wanita dengan kromosom X ekstra. Fenotipe yang terkait dengan kondisi bervariasi dengan usia, tetapi umumnya individu dewasa menunjukkan fenotipe normal.
Secara statistik, satu dari setiap seribu wanita adalah XXX. Ciri fenotipik yang umum pada wanita XXX adalah pertumbuhan dan perkembangan prematur, dan ekstremitas bawah yang sangat panjang.
Di tingkat lain, XXX wanita sering mengalami gangguan pendengaran atau perkembangan bahasa. Pada akhir masa remaja, mereka biasanya mengatasi masalah yang terkait dengan adaptasi sosial mereka, dan kualitas hidup mereka meningkat. Namun, gangguan kejiwaan pada wanita XXX lebih sering daripada pada wanita XX.
Pada wanita, salah satu kromosom X dinonaktifkan selama perkembangan normal individu. Dua di antaranya diyakini tidak aktif pada XXX wanita. Namun, diyakini bahwa sebagian besar konsekuensi yang berasal dari trisomi disebabkan oleh ketidakseimbangan genetik.
Ini berarti bahwa inaktivasi tersebut tidak efisien atau cukup untuk menghindari perbedaan ekspresi gen tertentu (atau semua). Ini adalah salah satu aspek penyakit yang paling banyak dipelajari dari sudut pandang molekuler.
Seperti dalam kasus trisomi lainnya, deteksi prenatal trisomi triple X masih didasarkan pada studi kariotipe.
Sindrom Kleinefelter (47, XXY)
Individu-individu ini dikatakan jantan dari spesies dengan kromosom X ekstra. Tanda-tanda aneuploidi bervariasi dengan usia individu, dan biasanya hanya ketika mereka dewasa adalah kondisi yang didiagnosis.
Ini berarti bahwa aneuploidi seksual ini tidak menimbulkan afeksi sebesar yang disebabkan oleh trisomi pada kromosom autosomal.
Laki-laki dewasa XXY menghasilkan sedikit atau tidak ada sperma, memiliki testis dan penis kecil, serta libido menurun. Mereka lebih tinggi dari rata-rata, tetapi juga memiliki lebih sedikit rambut di wajah dan tubuh.
Mereka mungkin memiliki payudara yang membesar (ginekomastia), penurunan massa otot, dan tulang yang lemah. Pemberian testosteron biasanya membantu dalam pengobatan beberapa aspek endokrinologis yang berhubungan dengan kondisi tersebut.
Sindrom XYY (47, XYY)
Sindrom ini dialami oleh laki-laki dari spesies manusia (XY) yang memiliki kromosom Y ekstra. Konsekuensi dari kehadiran kromosom Y ekstra tidak sedramatis yang terlihat pada trisomi lainnya.
Individu XYY secara fenotip laki-laki, tinggi secara teratur, dan dengan anggota badan yang sedikit memanjang. Mereka menghasilkan testosteron dalam jumlah normal dan tidak memiliki masalah perilaku atau pembelajaran tertentu seperti yang diperkirakan sebelumnya.
Banyak individu XYY tidak menyadari status kromosom mereka. Mereka secara fenotip normal, dan juga subur.
Trisomi pada organisme lain
Pengaruh aneuploidi pada tanaman telah dianalisis dan dibandingkan dengan pengaruh perubahan euploidi. Secara umum, perubahan jumlah dalam satu atau beberapa kromosom lebih merusak fungsi normal individu daripada perubahan set lengkap kromosom.
Seperti dalam kasus yang dijelaskan, ketidakseimbangan dalam ekspresi tampaknya menjelaskan efek merusak dari perbedaan.
Referensi
- Herault, Y., Delabar, JM, Fisher, EMC, Tybulewicz, VLJ, Yu, E., Brault, V. (2017) Model hewan pengerat dalam penelitian sindrom Down: dampak dan masa depan. Perusahaan Ahli Biologi, 10: 1165-1186. doi: 10.1242 / dmm.029728
- khtar, F., Bokhari, SRA 2018. Down Syndrome (Trisomi 21) [Diperbarui 27 Okt 2018]. Di: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): Penerbitan StatPearls; 2018 Jan-. Tersedia dari: ncbi.nlm.nih.gov
- Berang-berang, M., Schrander-Stumpel, CT, Curfs, LM (2010) Triple X syndrome: tinjauan literatur. Jurnal Genetika Manusia Eropa, 18: 265-271.
- Papavassiliou, P., Charalsawadi, C., Rafferty, K., Jackson-Cook, C. (2014) Mosaikisme untuk trisomi 21: ulasan. American Journal of Medical Genetica Bagian A, 167A: 26–39.
- Santorum, M., Wright, D., Syngelaki, A., Karagioti, N., Nicolaides, KH (2017) Akurasi tes kombinasi trimester pertama dalam skrining untuk trisomi 21, 18 dan 13. Ultrasound in Obstetrics & Gynecology, 49 : 714-720.
- Tartaglia, NR, Howell, S., Sutherland, A., Wilson, R., Wilson, L. (2010) Sebuah tinjauan trisomi X (47, XXX). Jurnal Penyakit Langka Yatim Piatu, 5, ojrd.com