ناهنجاری‌های کروموزومی(Chromosomal Disorders)

حذف، اضافه شدن یا بی نظمی درDNA موجود در ساختمان کروموزوم را ناهنجاری کروموزومی می‌گویند و زمانی اتفاق می‌افتد که هنگام میوز یا میتوز خطایی در تقسیم سلولی ایجاد شود. این ناهنجاری‌ها را میتوان به انواع تعدادی، ساختاری وترکیب‌های کروموزومی متفاوت در دو یا چند رده‌ی سلولی دسته‌بندی کرد.

ناهنجاری‌های تعدادی:

کم یا اضافه شدن یک یا چند کروموزوم است وشامل آنیوپلوئیدی ( مونوزومی، تریزومی، تترازومی و ...) و یوپلوئیدی (تریپلوئیدی، تتراپلوئیدی و...) می‌باشد.

ریزومی‌ها، مانند سندرم داون (تریزومی 21)، سندرم پاتو (تریزومی 13)، سندرم ادوارد (تریزومی 18) ، سندرم کلاین فلترXXY)،47 ) سندرم جاکوب,XYY) 47) و سندرمXXX .

اکثر موارد تریزومی‌ها در اوایل حاملگی سقط می‌شوند، مانند تریزومی 16 که یک یافته‌ی معمول درسقط های خودبخودی در سه ماهه‌ی اول می‌باشد. اضافه شدن یک کروموزوم جنسی تنها اثرات فنوتیپی خفیفی به همراه دارد.

مونوزومی برای یک کروموزوم غیر جنسی تقریبا با بقا تا زمان تولد ناسازگار است. سندرم ترنر45,X مثالی برای مونوزومی کروموزوم‌های جنسی است .

سلول‌های پلی‌پلوئیدی، شامل چندین مجموعه هاپلوئیدی از کروموزوم‌ها می‌باشند. مانند تتراپلوئیدی ( 92 کروموزوم) و یا تریپلوئیدی (69 کروموزوم) که در انسان اغلب در موارد سقط خودبخودی دیده می‌شود.

ناهنجاری‌های ساختاری

نوآرایی ساختار کروموزوم که حاصل شکستگی کروموزوم واتصال مجدد آن با آرایش متفاوت است، که می‌تواند متعادل یا نا متعادل باشد. مانند جابجایی‌ها، معکوس شدگی، اضافه شدن‌ها، حذف‌ها، کروموزوم‌های حلقوی و ایزوکروموزوم‌ها.

ابجایی به انتقال ماده‌ی ژنتیکی از یک کروموزوم به کروموزوم دیگر گفته می‌شود. مانند روبرت سونین.

عکوس شدگی یا واژگونی، زمانی اتفاق می‌افتد که قطعه‌ای از کروموزوم، وارونه شود. به عنوان مثال واژگونی پری‌سانتریک در کروموزوم 9 که یک پلی‌مورفیسم نرمال است.

اضافه شدن هنگامی اتفاق می‌افتد که قطعه‌ای از کروموزوم درون کروموزوم دیگری وارد شود.

ذف شامل فقدان قسمتی از کروموزوم است. مانند سندرم ولف هیرشهورن و سندرم فریاد گربه.

روموزوم‌های حلقوی زمانی تشکیل می‌شوند که، یک شکستگی در هر کدام از بازوهای یک کروموزوم رخ دهد و دو انتهای چسبنده‌ی آن به صورت حلقه به هم متصل شوند.

ایزوکروموزم زمانی ایجاد می‌شود که یک بازوی کروموزوم حذف و بازوی دیگر مضاعف شود. شایع‌ترین ایزوکروموزوم مشاهده شده، ایزوکروموزوم X با دو بازوی بلند است.

موزائیسم

به حضور دو یا چند رده‌ی سلولی با ساختار ژنتیکی متفاوت در یک فرد گفته می‌شود که این سلول‌ها از یک سلول تخم منفرد ایجاد شده‌اند.

کایمریسم

زمانی که دو یا چند رده‌ی سلولی با ساختار ژنتیکی متفاوت در فردی دیده شود که این سلول‌ها از بیش از یک سلول منشا گرفته باشند، کایمریسم ایجاد می‌شود.

سیتوژنتیک علم مطالعه ساختمان کروموزوم‌هاست. در این علم کروموزوم‌ها با استفاده از تکنیک‌های باندینگ (نوارگذاری) و یا شیوه‌های سیتوژنتیک مولکولی، مورد تحلیل و بررسی قرار می‌گیرند.

آزمایش کاریوتایپ

این آزمایش به بررسی تغییرات کروموزومی پرداخته و در واقع تصویری از تعداد و ساختار کروموزوم‌های فرد ارائه می‌دهد، که می‌توان به وسیله‌ی این بررسی به بسیاری ازاختلالات و ناهنجاری‌های کروموزومی پی برد. آزمایش کاریوتایپ می‌تواند روی نمونه خون، مغز استخوان، بافت و یا نمونه جنینی انجام گیرد. آزمایش کاریوتایپ روی نمونه‌های خون به صورت معمولی و با تفکیک‌پذیری بالا، انجام می‌گیرد. مراحل انجام آزمایش شامل کشت، هاروست، لام‌گیری یا تهیه‌ی گستره کروموزومی، رنگ‌آمیزی کروموزوم‌ها و بررسی دقیق زیر میکروسکوپ می‌باشد. برای کشت کروموزومی خون محیطی، باید تا حد امکان از خون تازه که به آن ماده ضد انعقاد سدیم هپارین اضافه شده است استفاده شود. کشت کروموزومی معمولاً ۷۲ ساعت وقت نیاز دارد.

سیتوژنتیک مولکولی شامل روشهای زیر است:

آزمایش CMA(Chromosomal Microarray Analysis) :

CMA شامل دو روش array CGH وSNP array می‌باشد و جهت شناسایی عدم تعادل ژنتیکی در نوزادان و کودکان با GDD (Global Developmental Delay) ،اُتیسم، ناهنجاری‌های مادرزادی و... ارزش تشخیصی بیشتری دارد. انجام این آزمایش روی بافت جنینی جفت برای بررسی علت سقط در اوایل بارداری، سقط مکرر، مرگ جنین داخل رحم مادر نیز کاربرد دارد.

آزمایشarray CGH(Comparative Genomic Hybridization) :

تکنيکي با قدرت تفکيک بالا، براي بررسي حذف‌ها و اضافه شدگي‌ها در کل ژنوم و شناسايي عدم تعادل کروموزومی است. اين آزمايش را کاريوتيپ مولکولي مي‌نامند و به ويژه براي شناسايي علت عقب ماندگی‌های ذهنی و يا ناهنجاری‌های مادرزادی کاربرد دارد.

Array SNP :

با استفاده از این روش می‌توان حذف یا اضافه‌شدن تعداد نسخه‌های ژنومی را با دقت بالا تشخیص داد. انجام SNP در افراد مبتلا به ناهنجاری‌های مادرزادی متعدد، تاخیر رشد، ناتوانی ذهنی و اوتیسم توصیه می‌شود. علاوه بر این موارد،SNP می‌تواند مناطق خنثی هموزیگوسیتی (ROHs) را شناسایی کند، که می‌تواند حاکی از افزایش خطر اختلالات اتوزومال مغلوب به دلیل وجود ژن‌های واقع در ROH، دیزومی تک‌والدی یا خویشاوندی می‌باشد.

تکنیک FISH (Fluorescence in situ hybridization) :

این روش یک تکنیک سیتوژنتیکی است که از سال 1980 ارائه شده است. در روش FISH قسمت‌های خاصی از کروموزوم‌ها با استفاده از پروب‌هایی که با ماده‌ی فلورسنت نشان‌دار شده‌اند، رنگ‌آمیزی می‌شوند و از این طریق می‌توان به ناهنجاری موجود در آن ناحیه پی برد. پروب‌های مورد استفاده در این روش قطعه‌ای از DNA یاRNA هستند که مکمل توالی‌های ویژه‌ای بر‌روی کروموزوم‌ها می‌باشند و به آن‌ها متصل می‌شوند. با استفاده از این روش ناهنجاری‌های کروموزومی که با روش‌های سیتوژنتیک معمولی قابل تشخیص نیست را می‌توان بررسی کرد. در ابتدا مجموعه‌ی کامل کروموزوم‌های یک فرد روی یک اسلاید شیشه‌ای تثبیت می‌شود و سپس در معرض قطعات کوچک پروب قرار می‌گیرد. این پروب‌ها توالی همسان خود را در مجموعه‌ی کرموزوم‌ها پیدا کرده و به آن متصل می‌شوند و توسط میکرسکوپ مخصوصی مطالعه می‌شوند.

تکنیک MLPA (Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification) :

این تکنیک، یک روش جدید و پیشرفته است که می‌تواند تغییر در تعداد کپی‌های چندین ژن را بصورت همزمان به اثبات رساند. MLPA در تشخیص مولکولی بیماری‌های ژنتیکی‌ای که به علت حذف یا مضاعف‌شدگی‌ ژن‌های خاص ایجاد می‌شود کاربرد دارد. این حذف یا مضاعف‌شدگی‌ها ممکن است اثر فنوتیپی کاملاً متفاوتی ایجاد کنند. برای مثال در بیماری دیستروفی عضلانی دوشن( DMD ) ، حذف و مضاعف‌شدگی در برخی اگزون‌ها اتفاق می‌افتد نه در کل ژن. علاوه بر این فقدان کامل پروتئین منجر به DMD و وجود پروتئین جزئی باعث BMD می‌شود. روش MLPA قادر است تا 55 توالی هدف را در یک واکنش PCR تجزیه و تحلیل کند. هر کدام از این توالی‌ها پروب متفاوتی نیاز دارند که خود از دو پروب در جهت‌های معکوس تشکیل شده‌است.(LPO, RPO)

یکی از مزیت‌های این روش این است که به مقدار ناچیزی از DNA برای تشخیص نیاز است (حدود 50 نانوگرم).

علاوه بر این، MLPA می‌تواند درتشخیص مولکولی بیماری‌های ژنتیکی‌ای که به دلیل متیلاسیون غیر طبیعی DNAبوجود می‌آید استفاده شود. (MS-MLPA) این روش نیازی به تبدیل بی سولفیت سدیم باقی‌مانده‌های سیتوزین متیله شده ندارد و در عوض از اندونوکلئاز HhaⅠ استفاده می‌کند. اگر محل تشخیص HhaⅠ متیله نباشد، این آنزیم هیبرید DNA پروب- نمونه را قطع می‌کند و محصول PCR تشکیل نمی‌شود.