Anatomie-Lexicon

Chromosoommutatie

Definitie - wat is een chromosoommutatie?

Het menselijk genoom, d.w.z. het geheel van genen, is verdeeld in chromosomen. Chromosomen zijn zeer lange DNA-ketens die van elkaar te onderscheiden zijn in de metafase van celkerndeling. De genen zijn in een vaste volgorde op de chromosomen gerangschikt.

Bij chromosoommutaties zijn er microscopisch zichtbare veranderingen in deze volgorde, die worden veroorzaakt door relatief grote schade aan de chromosomen. Er kan onderscheid worden gemaakt tussen verschillende vormen van dit soort schade. Sommige vormen blijven onopgemerkt, maar andere veroorzaken ernstige ziektebeelden. Welke ziekte zich ontwikkelt, hangt af van het soort schade en op welk chromosoom deze zich bevindt.

Oorzaken - waarom ontstaan ze?

Chromosoommutaties komen voor bij de helft van de mensen die getroffen zijn door mutaties die “de novo” zijn ontstaan. De novo betekent dat de mutatie alleen is ontstaan in de geslachtscellen van de ouders, d.w.z. ei- of zaadcellen.

Bepaalde gifstoffen kunnen chromosoommutaties veroorzaken. Deze zogenaamde clastogenen zorgen ervoor dat de chromosomen breken, waardoor de verschillende vormen van chromosoommutaties ontstaan.

Mensen hebben twee soorten chromosomen, een moederlijk en een vaderlijk. Wanneer de kiemcel wordt gevormd, wordt de genetische samenstelling van moeder en vader door elkaar gehaald. Dit proces wordt "oversteken" genoemd.

Normaal gesproken is er alleen menging tussen chromosomen van hetzelfde type. Deze kruising is defect bij chromosoommutaties. Het komt voor dat delen van een chromosoom zijn ingebouwd in een chromosoom van een ander type. Bovendien kunnen chromosoomdelen ondersteboven worden opgenomen. Soms gaat echter een deel van het chromosoom in een kiemcel volledig verloren.

Hoe herken je een chromosoommutatie?

Als er misvormingen of mentale retardatie zijn, kunnen chromosoomanalyses worden uitgevoerd om een genetische oorzaak te bevestigen. Om een chromosoomanalyse uit te voeren, worden cellen van de persoon afgenomen om hun chromosomen te onderzoeken.

Lymfocyten, d.w.z. cellen van de immuunafweer die in het bloed circuleren, worden het meest gebruikt voor de analyse. In principe kunnen echter alle cellen worden gebruikt die een celkern hebben.

Chromosoommutaties worden geassocieerd met veranderingen, waarvan sommige onder een lichtmicroscoop te zien zijn. De verschillende chromosomen hebben een heel specifieke vorm.

Bovendien maakt een speciale techniek het mogelijk om de chromosomen te kleuren. Tijdens deze kleuring ontstaan zogenaamde banden. Door de specifieke banden te identificeren, kan worden bepaald welke van de 23 chromosomenparen het is. Deze bandtechniek kan ook worden gebruikt om veranderingen in de respectievelijke chromosomen te detecteren.

Welke chromosoommutaties zijn er?

Bij chromosoommutaties wordt onderscheid gemaakt tussen verschillende vormen van mutatie.

Bij het verwijderen ging een deel van het chromosoom verloren. Het aangetaste chromosoom wordt op het overeenkomstige punt ingekort. Bij deletie gaan genen verloren; de effecten kunnen per sectie verschillen.

In tegenstelling tot deletie omvat insertie het inbrengen van een chromosoomsegment in een ander chromosoom. Als het segment afkomstig is uit een andere celkern, worden de genen in dit segment gedupliceerd. Er kan sprake zijn van overproductie van het genproduct.

Bij inversie bevindt een sectie zich op het juiste chromosoom, maar in omgekeerde volgorde.

Er kan ook een duplicatie zijn, waarbij een deel van het chromosoom wordt gedupliceerd.

De belangrijkste chromosoommutatie is de translocatie. Hier wisselen chrosomoomdelen van 2 verschillende chromosomen van plaats. Als deze uitwisseling niet gepaard gaat met verlies van genen, spreekt men van één evenwichtig Translocatie. Dragers van gebalanceerde translocaties vertonen meestal geen afwijkingen, maar hebben vaker miskramen. Bovendien zijn de nakomelingen vaak drager meer onevenwichtig Translocaties. Hierin gaat genetisch materiaal verloren en worden de nakomelingen beperkt.

Ontdek welke veranderingen in het DNA naast mutaties veel voorkomen op: Epigenetica

Wat is een wederzijdse translocatie?

Bij wederzijdse translocatie worden delen van twee verschillende chromosomen tussen hen uitgewisseld. Bij wederzijdse translocatie is het belangrijk dat de totale inhoud van het genetisch materiaal in de cel gelijk blijft.

De getroffenen hebben echter problemen met de vorming van kiemcellen. Bevindt zich in de zich ontwikkelende kiemcel een chromosoom, waarin een stukje is uitgewisseld, dan is deze cel niet levensvatbaar.

Het kan echter ook zo zijn dat de twee chromosomen waarin een stukje werd uitgewisseld in een kiemcel terechtkomen. Dan komen alleen de normale chromosomen in de andere gevormde kiemcel terecht. Als dit het geval is, kan slechts de helft van de kiemcellen niet leven. De andere helft bevat een normale set chromosomen.

Wederzijdse transocatie kan leiden tot een verscheidenheid aan genetische ziekten. Een daarvan daarvoor is bijvoorbeeld chronische myeloïde lekemie, waar een groot aantal Philadelphia-chromosomen kan worden gedetecteerd.

Cat Scream-syndroom

Het kattenschreeuw-syndroom, of het Cri-du-Chat-syndroom, wordt zo genoemd omdat de peuters erg hoog gillen en als katten. Dit hoge geschreeuw wordt veroorzaakt door een misvorming van het strottenhoofd. De oorzaak van het cat cry-syndroom is een deletie op de korte arm van chromosoom 5.

De getroffenen zijn ernstig gehandicapt en verstandelijk gehandicapt. Een verstandelijke beperking is echter zeer variabel. Ze hebben een kleine kop en hun groei is verstoord. Er zijn ook andere fysieke misvormingen. Veranderingen in de interne organen zijn zeer zeldzaam. De levensverwachting is dus niet significant beperkt.

Lees meer over het onderwerp op: Cat Scream-syndroom

Wat is chromosomale afwijking?

Chromosoomafwijking is een verandering in de chromosomen die zichtbaar is onder een lichtmicroscoop. Daarentegen zijn er genmutaties, deze veranderingen zijn veel kleiner en kunnen alleen worden herkend door nauwkeurigere genetische diagnostiek.

Chromosoomafwijkingen kunnen in twee vormen worden onderverdeeld. Er zijn structurele en numerieke afwijkingen. De structurele afwijkingen werden in dit hoofdstuk besproken en worden ook wel chromosoommutaties genoemd. Ze gaan gepaard met een verandering in de chromosomen zelf.

Numerieke aberratie betekent dat er een onjuist aantal chromosomen is. Het normale menselijke karyotype, d.w.z. het aantal chromosomen, is 46, XY bij mannen en 46, XX bij vrouwen. Opgemerkt moet worden dat de chromosomen gedupliceerd zijn, met als enige uitzondering de geslachtschromosomen bij mannen, de geslachtschromosomen, die het enige verschil in het genoom bij mannen en vrouwen vertegenwoordigen, worden aangegeven met de letters.

Bij numerieke aberraties kunnen chromosomen vaker voorkomen of afwezig zijn. Het bekendste voorbeeld is het syndroom van Down, trisomie 21, de naam impliceert dat het 21ste chromosoom driemaal aanwezig is in plaats van tweemaal. Het karyotype van een persoon ziet er als volgt uit: 47, XY + 21 voor mannen en 47, XX + 21 voor vrouwen.

Een voorbeeld van het ontbreken van een chromosoom is het syndroom van Turner of monosomie X, in dit geval ontbreekt een X-chromosoom, wat resulteert in karyotype 45, X0. De getroffen personen zijn vrouwen met bepaalde lichamelijke afwijkingen.

U kunt meer informatie over dit onderwerp vinden op: Chromosoomafwijkingen - wat is het?

Syndroom van Klinefelter

Klinefelter-syndroom is geen chromosomale mutatie. Chromosoommutaties gaan gepaard met een verandering in structuur. Het verkeerde aantal chromosomen is aanwezig bij het Klinefelter-syndroom. Deze verandering wordt numerieke chromosomale aberratie genoemd.

Alleen mannen kunnen worden getroffen door het Klinefelter-syndroom. Normaal gesproken hebben mannen naast de 44 andere chromosomen (22 chromosomen, elk in twee exemplaren), een X-chromosoom en een Y-chromosoom. Bij het Klinefelter-syndroom is er één X-chromosoom te veel.

Deze verandering heeft de grootste impact op de geslachtsorganen. De getroffenen hebben kleine testikels en in de meeste gevallen geen functionerende spermaproductie, en de testosteronproductie door de zaadbal is beperkt.

Het Klinefelter-syndroom wordt vaak pas ontdekt in het kader van een vruchtbaarheidsconsult. Bij de overgrote meerderheid van de getroffenen blijft het onopgemerkt. Borstontwikkeling kan optreden tijdens de puberteit en lichaamshaar is meestal maar schaars. De getroffenen zijn echter niet beperkt in hun intelligentie.

Meer informatie over dit onderwerp is te vinden op: Syndroom van Klinefelter

Wat is een puntmutatie?

Een puntmutatie is een mutatie van de genen die aanwezig zijn in de vorm van DNA. Het DNA is opgebouwd uit vier verschillende nucleotiden. Bij een puntmutatie wordt de ene nucleotide omgeruild voor een andere. Het DNA van de genen wordt in een complex proces uitgelezen. Het eindproduct van dit proces is een eiwit.

Welk eiwit wordt geproduceerd, wordt in wezen bepaald door de volgorde van nucleotiden. Drie opeenvolgende nucleotiden bepalen welk aminozuur aan de resulterende eiwitketen is gehecht. De samensmelting van een groot aantal aminozuren wordt dan een eiwit.

Maar als de ene nucleotide wordt vervangen door een andere, kan het gebeuren dat een ander aminozuur in het eiwit wordt opgenomen. Het resultaat is een zogenaamde missense-mutatie. Het resulterende eiwit kan volledig functioneel blijven door het aminozuur te vervangen of het kan ook zijn functie verliezen.

Een andere mogelijkheid is om een zogenaamd stopcodon op te nemen. Een dergelijk type mutatie wordt de onzinmutatie genoemd. Het stopcodon markeert het einde van het eiwit; als het op de verkeerde plaats wordt ingebracht, is het eiwit onvolledig.

Bij deze vormen van puntmutaties blijft het aantal uit te lezen nucleotiden gelijk. De juiste aminozuren worden voor en na puntmutatie opgenomen. Het "leesraster" blijft dus behouden. Mutaties waarin een nucleotide wordt ingebouwd of verwijderd, d.w.z. insertie of deletie, zijn ernstiger. Bij deze mutatie worden na het ontbrekende of ingebouwde nucleotide nog drie andere nucleotiden gecombineerd, wat betekent dat er verschillende aminozuren worden ingebouwd en een heel ander eiwit ontstaat.

Ons volgende artikel kan ook interessant voor u zijn: Telomeren - Anatomie, functie en ziekten

Taaislijmziekte

Cystic fibrosis is een ziekte die het gevolg is van een mutatie in een chloridekanaal. Deze kanalen zijn belangrijk voor de vorming van slijm in het lichaam, omdat water achter het chloride kan ontsnappen, waardoor het slijm dunner wordt.

Hoewel alle orgaansystemen door deze ziekte worden aangetast, staan de longen op de voorgrond. Door het stroperige slijm kunnen de longen hun zelfreinigende functie niet uitoefenen.

Een dun vloeibaar slijm is een voorwaarde voor het verwijderen van ziekteverwekkers en andere stoffen uit de longen. Het gebrek aan schoonmaken leidt tot een verhoogde longontsteking. Dit is een van de redenen waarom de getroffenen een drastisch verminderde levensverwachting hebben.

De mutatie van het kanaal is te wijten aan een genmutatie. Dit betekent dat de volgorde van de componenten van het DNA binnen het gen is veranderd. De mutatie is veel kleiner dan chromosoommutaties, maar met zeer ernstige gevolgen. Er zijn honderden verschillende mutaties van het gen bekend, die allemaal leiden tot disfunctie van het kanaal.

Lees hier meer over onder: Taaislijmziekte