Genetika je nauka koja proučava nasljeđivanje i promjenljivost osobina kod živih organizama. Medicinska genetika je grana humane genetike koja ispituje nasljedne varijacije i uzročnike nasljednih bolesti kod čovjeka, na molekularnom i hromozomskom nivou. Citogenetika je grana medicinske genetike koja se bavi analizom hromozoma, analizom njihove veličine, strukture i broja. Ovom metodom otkrivaju se hromozomske aberacije, a to ima značajnu ulogu u prevenciji nasljednih bolesti.
Održavanje integriteta genoma od vitalnog je značaja za održavanje normalnih funkcija i preživljavanje jednog organizma i opstanak vrste u cjelini. U genomu čovjeka, pored mutacija koje nisu prepoznatljive citogenetičkim metodama, postoje i promjene koje su vidljive, a označene su kao hromozomske aberacije.
Kariotip predstavlja hromozomski komplement jedne osobe. Jedan normalan ženski kariotip ima 46, XX hromozoma, a normalan muški kariotip sadrži 46, XY hromozoma. To su 22 para autozoma, a jedan par čine polni hromozomi. Osnovne karakteristike hromozoma u jednoj ćeliji jesu upravo njihov broj, veličina, oblik, dužina krakova, položaj centromere. Na osnovu ovih karakteristika hromozoma i rasporeda traka – bendova (tamne i svijetle pruge koje se dobijaju metodom G-benda) vrši se identifikacija hromozoma, uočavanje numeričkih promjena i strukturnih rearanžmana.
Hromozomske aberacije, u osnovi, znače odstupanje od normalnog. Mogu obuhvatiti cijele setove hromozoma, pojedinačne hromozome i neke djelove hromozoma. Na osnovu toga one se dijele na numeričke aberacije, koje predstavljaju promjene u broju hromozoma, i na strukturne aberacije, koje su uslovljene hromozomskim prekidima i predstavljaju promjenu u građi hromozoma.
Numeričke aberacije su poliploidije i aneuploidije. Poliploidije predstavljaju umnožavanje jednog cijelog haploidnog hromozomskog seta, pa umjesto normalnog 2n broja hromozoma, pojavljuju se 3n i 4n. One mogu nastati različitim citološkim mehanizmima. Aneuploidije predstavljaju odstupanje u broju pojedinačnih parova hromozoma. Nastaju usljed grešaka u mitozi i mejozi u gonadama, koje se zajedničkim imenom nazivaju nerazdvajanje hromozoma – nondisjunkcija. Nerazdvajanjem hromozoma nastaju dizomični i nulizomični gameti. Kada se aberantni gameti spoje sa normalnim gametima suprotnog pola nastaju trizomični 2n + 1 i monozomični 2n – 1 zigoti. U ljudskoj populaciji najčešća je trizomija hromozoma 21, koja je fenotipski Daunov sindrom, pa umjesto 46 hromozoma u kariotipu je prisutno 47 hromozoma, sa hromozo-mom 21 u višku.
Strukturne aberacije su promjene u građi hromozoma i uslovljene su prekidima na hromozomima i poremećajem linearnog kontinuiteta hromozoma. Na osnovu toga kako se prekinuti dijelovi hromozoma povezuju (preraspoređuju), razlikuju se četiri osnovna tipa strukturnih aberacija: delecije, duplikacije, inverzije i translokacije. Kod delecija dolazi do gubljenja dijelova hromozoma, a kod duplikacija do udvajanja nekog dijela hromozoma. Uzrok ovih aberacija je vrlo često nepravilan krosing-over, a kao rezultat takvog krosing-overa nastaju hromatide kod kojih se na jednoj javlja dupliran segment hromozoma, a na drugoj taj dio hromozoma nedostaje. Delecije autozomnih hromozoma, u zavisnosti od veličine izgubljenog segmenta, prouzrokuju različite loše fenotipske efekte, a često su i letalne. Duplikacije, u odnosu na delecije, manje oštećuju fenotip. U nekim situacijama mogu prouzrokovati jasnu kliničku sliku, a u nekim slučajevima fenotipski efekti su vrlo blagi. Sa stanovišta evolucije, duplikacije su značajne jer obezbjeđuju dodatni genetički materijal, potencijalno sposoban za nove funkcije. Inverzije nastaju kada se na jednom hromozomu dese dva prekida, pa se dio između tačaka prekida rotira za 180°. Tako se samo mijenja redosljed gena na hromozomu. Kada se prekidi dese u okviru jednog kraka hromozoma, to je paracentrična inverzija, a kada se prekidi dese iznad i ispod centromere, to je pericentrična inverzija.
Inverzije mogu da utiču na potomstvo tako što u mejozi, prilikom stvaranja gameta, kada dolazi do sinapsiranja 2 homologa hromozoma, zbog obrnutog redosljeda gena u invertovanom segmentu hromozoma, stvaraju se posebne inverzione petlje u okviru kojih može doći do duplikacije i delecije gena na hromatidama. Tako heterozigotni nosilac inverzije može formirati četiri tipa gameta: jedan tip sa potpuno normalnim hromozomskim komplementom, drugi tip sa balansiranom invertovanom hromatidom i dva tipa gameta sa hromozomskim debalansom. Jedino inverzija heterohromatinskog segmenta na hromozomu 9 predstavlja hromozomski polimorfizam i česta je u ljudskoj populaciji. Translokacije su najčešće promjene na hromozomima. Njihova učestalost u opštoj populaciji je 1 : 600. One predstavljaju razmjenu djelova između dva ili više hromozoma. Na osnovu toga razlikuju se recipročne translokacije, koje predstavljaju razmjenu segmenata između bilo koja 2 hromozoma, nerecipročne – prenos genetičkog materijala iz jednog u drugi hromozom, ili insercije, i veoma česte Robertsonove translokacije, koje predstavljaju spajanje dva akrocentrična hromozoma tj. hromozoma koji na p-kraku imaju satelite, tako da ukupan broj hromozoma u kariotipu iznosi 45. U mejozi je uočljivo da hromozomi koji su u translokaciji prave sinapsis (kvadrivalentnu strukturu) i u zavisnosti od tipa razdvajanja nastaju različiti tipovi gameta. Mogu nastati gameti sa normalnim hromozomskim komplementom, sa balansiranim i gameti sa nebalansiranim hromozomskim komplementom, koji u stvari daju patologiju kod potomaka. Osobe koje su nosioci balansiranih promjena uglavnom su fenotipski zdrave, ali u procesu gametogeneze mogu formirati gamete sa nebalansiranim genetičkim materijalom, ili abnormalnom hromozomskom konstitucijom, što su uzročnici hromozomskih bolesti (sindroma) kod njihovih potomaka. Parovi kod kojih je jedan od partnera nosilac balansiranih translokacija imaju povećani rizik za ponovljene spontane pobačaje, rizik za rađanje hromozomski aberantnog potomstva i rizik od infertiliteta.
Dodajte komentar