TRISOMIA: SÍNDROME DE DOWN I EN CROMOSOMES SEXUALS - BIOLOGIA - 2025

Una trisomia és una condició cromosòmica d'individus que porten tres cromosomes en lloc de el parell normal. En diploides, la dotació normal és de dos cromosomes de cada un el complement cromosòmic que defineix a l'espècie.

Una alteració en nombre en només un dels cromosomes s'anomena aneuploïdia. Si abastés canvis en el nombre total de cromosomes seria una ploïdia veritable, o eupolidía. L'ésser humà posseeix 46 cromosomes en cadascuna de les seves cèl·lules somàtiques. Si presenten una única trisomia tindran 47 cromosomes.

Cariotip mostrant una trisomia al cromosoma 21. US Department of Energy Human Genome Program., Via Wikimedia Commons.

Les trisomies són estadísticament parlant freqüents i representen grans canvis per a l'organisme portador. També poden ocórrer en humans, i estan associades amb malalties o síndromes complexos.

Hi trisomies en l'ésser humà conegudes per tots. La més atesa, freqüent i coneguda de totes és la trisomia de l'cromosoma 21, causa més comuna de la denominada síndrome de Down.

Existeixen altres trisomies en l'ésser humà que representen un gran cost fisiològic per al portador. Entre elles expliquem la trisomia de l'cromosoma X, la qual representa un enorme desafiament per a la dona que el pateix.

Qualsevol organisme viu eucariota pot presentar una trisomia. En general, en plantes qualsevol alteració en el nombre de cromosomes (aneuploïdia) és molt més nociu que un increment en el nombre de complement cromosòmic de l'espècie. En altres animals, com a regla general, les aneuploïdies són també causa de múltiples afeccions.

Trisomia d'el cromosoma 21 (síndrome de Down: 47, +21)

La trisomia (completa) de l'cromosoma 21 en l'ésser humà determina la presència de 47 cromosomes en les cèl·lules somàtiques diploides. Vint-i-parells proporcionen 44 cromosomes, mentre el trio de l'cromosoma 21 proporciona tres més- un dels quals és supernumerari. És a dir, és un cromosoma que "està de més".

Descripció i una mica d'història

La trisomia de l'cromosoma 21 és la aneuploïdia més comú en l'ésser humà. De la mateixa manera, aquesta trisomia és també la causa més freqüent de síndrome de Down. No obstant això, encara que altres trisomies somàtiques són més freqüents que les de l'cromosoma 21, la majoria solen ser més letals en etapes embrionàries.

És a dir, els embrions amb trisomies 21 poden arribar a el naixement, mentre que altres embrions trisòmics no. A més, la supervivència postnatal és molt més gran en nens amb trisomia al cromosoma 21 a causa de la baixa freqüència gènica d'aquest cromosoma.

En altres paraules, són pocs els gens que es veuran augmentats en nombre de còpia perquè el cromosoma 21 és el autosoma més petit de tots.

La síndrome de Down va ser descrit per primera vegada pel metge anglès John Langdon Down en el període de 1862 a 1866. No obstant això, l'associació de la malaltia amb el cromosoma 21 va ser establerta uns cent anys més tard. En aquests estudis van participar els investigadors Francesos Marthe Gautier, Raymond Turpin i Jerome Lejeune.

Causes genètiques de la malaltia

La trisomia de l'cromosoma 21 s'origina per la unió de dos gàmetes, un dels quals és portador de més d'una còpia, total o parcial, de l'cromosoma 21. Hi ha tres maneres en què pot ocórrer això.

En la primera d'elles, en un dels parentals, la no-disjunció dels cromosomes 21 durant la meiosi dóna origen a gàmetes amb dos cromosomes 21 en lloc d'un. No-disjunció significa "falta de separació o segregació". És el gàmeta que pot donar origen a la veritable trisomia a l'unir-se a un altre gàmeta amb una sola còpia de l'cromosoma 21.

Una altra causa menys freqüent d'aquesta trisomia és el que s'anomena translocació robertsoniana. En ella, el braç llarg de l'cromosoma 21 transloca a un altre cromosoma (generalment el 14). La unió d'un d'aquests gàmetes amb un altre normal donarà origen a embrions amb cariotips normals.

No obstant això, hi haurà altres exemplars de l'material hereditari de l'cromosoma 21, el que és causa suficient de la malaltia. La síndrome també pot ser causat per altres aberracions cromosòmiques o mosaïcisme.

En un mosaic, l'individu presenta cèl·lules amb cariotips normals, alternades amb cèl·lules amb cariotips aberrants (trisòmics per al cromosoma 21).

No disjunció meiòtica durant la meiosi gamètica fenenina, o oogènesi. Pres de https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Trisomy_due_to_nondisjunction_in_maternal_meiosis_1.png. Via Wikimedia Commons.

Manifestació de la malaltia

La causa subjacent de la síndrome de Down és l'expressió incrementada d'alguns enzims causa de l'existència de tres còpies dels gens de l'cromosoma 21, en lloc de dos.

Aquesta expressió augmentada porta a alteracions en la fisiologia normal de l'individu. Algunes de les enzims així afectades inclouen la superòxid dismutasa i la cistation beta-sintasa. Moltes altres estan relacionades amb la síntesi de l'ADN, el metabolisme primari i la capacitat cognitiva de l'individu.

La malaltia es manifesta a diferents nivells. Uns dels més importants, i que determinen el temps de vida dels afectats per la trisomia, són els defectes cardíacs congènits.

Altres afeccions que afecten els individus malalts inclouen anormalitats de l'tracte gastrointestinal, desordres hematològics, endrocrinológicos, otorrinolariongológicos i musqueoesqueléticos, així com anormalitats visuals, entre d'altres.

Els desordres neurològics són també importants, i inclouen dificultats de lleus a moderades per a l'aprenentatge. La majoria dels individus adults amb síndrome de Down desenvolupen la malaltia d'Alzheimer.

Diagnòstic i estudis en altres sistemes vius

El diagnòstic prenatal de Down es pot dur a terme per diversos mitjans. Això inclou l'ultrasò, així com presa de mostres de borrissol coriónico i amniocentesi. Ambdues poden ser usades per al recompte cromosòmic, però representa certs riscos.

Altres assajos més moderns inclouen anàlisi cromosomales per FISH, altres tècniques immunohistológicas i proves de polimorfisme genètic basades en l'amplificació de l'ADN per PCR.

L'estudi de la trisomia de l'cromosoma 21 en sistemes de rosegadors ha permès analitzar la síndrome sense experimentar amb humans. D'aquesta manera, s'han pogut analitzar de manera segura i fiable les relacions genotip / fenotip.

De la mateixa manera, s'ha pogut procedir a l'assaig d'estratègies i agents terapèutics que puguin ser emprats després en humans. El model rosegador més reeixit per a aquests estudis ha resultat ser el de ratolí.

Trisomies dels cromosomes sexuals en humans

Generalment, les aneuploïdies dels cromosomes sexuals tenen menys conseqüències mèdiques que les dels autosomes en humans. Les femelles de l'espècie humana són XX, i els mascles XY.

Les trisomies sexuals en humans més freqüents són la XXX, XXY i la XYY. Òbviament, no poden existir individus YY, i molt menys YYY. Els individus XXX morfològicament són femelles, mentre que els XXY i XYY són mascles.

Síndrome triple X (47, XXX)

Els individus XXX en humans són femelles amb un cromosoma X addicional. El fenotip associat amb la condició varia amb l'edat, però en general els individus adults presenten un fenotip normal.

Estadísticament parlant, una de cada mil dones són XXX. Un tret fenotípic comú en les dones XXX és el desenvolupament i creixement prematur, i les extremitats inferiors inusualment llargues.

A altres nivells, les dones XXX presenten sovint desordres auditius o de desenvolupament de l'llenguatge. A l'culminar l'adolescència solen superar problemes associats amb la seva adaptació social, i millora la seva qualitat de vida. No obstant això, els desordres psiquiàtrics en les dones XXX són més freqüents que en les dones XX.

En les femelles, un dels cromosomes X és inactivat durant el desenvolupament normal de l'individu. Es creu que en les femelles XXX s'inactiven dos d'ells. No obstant això, es creu que la majoria de les conseqüències derivades de la trisomia es deuen a desequilibris genètics.

Això vol dir que tal inactivació no és eficient o suficient per evitar les diferències en expressió de certs (o de tots els) gens. Aquest és un dels aspectes més estudiats de la malaltia des del punt de vista molecular.

Com en el cas d'altres trisomies, la detecció prenatal de la trisomia triple X es sustenta encara en l'estudi de l'cariotip.

Síndrome de Kleinefelter (47, XXY)

Es diu que aquests individus són mascles de l'espècie amb un cromosoma X addicional. Els signes de la aneuploïdia varien amb l'edat de l'individu, i generalment només quan són adults es diagnostica la condició.

Això vol dir que aquesta aneuploïdia sexual no dóna origen a afectacions tan grans com les causades per les trisomies en cromosomes autosòmics.

Els mascles adults XXY produeixen molt poc o cap esperma, presenten testicles i penis petit, així com libido disminuïda. Són més alts que la mitjana, però també presenten menys borrissol facial i corporal.

Poden presentar mames engrandides (ginecomàstia), disminució de la massa muscular, i ossos febles. L'administració de testosterona sol ser d'ajuda en el tractament d'alguns aspectes endocrinològics relacionats amb la condició.

Síndrome de l'XYY (47, XYY)

Aquesta síndrome l'experimenten els mascles de l'espècie humana (XY) que presenten un cromosoma I addicional. Les conseqüències de la presència d'un cromosoma I addicional no són tan dramàtiques com les que s'observen en altres trisomies.

Els individus XYY són fenotípicament mascles, regularment alts, i amb les extremitats lleugerament allargades. Produeixen quantitats normals de testosterona i no presenten problemes de conducta o aprenentatge particulars com es pensava en el passat.

Molts individus XYY desconeixen la seva condició cromosòmica. Són fenotípicament normals, ia més, fèrtils.

Trisomies en altres organismes

S'ha analitzat l'efecte de les aneuploïdies en plantes, i comparat amb l'efecte de l'canvi euploidía. En general, els canvis en nombre en un o pocs cromosomes són més nocius per al normal funcionament de l'individu que els canvis de conjunts complets de cromosomes.

Com en els casos descrits, els desequilibris en expressió semblen donar compte dels efectes deleteris de les diferències.

referències

1. Herault, I., Delabar, JM, Fisher, EMC, Tybulewicz, VLJ, Yu, E., Brault, V. (2017) Rodent models in Down syndrome research: impact and future. The Company of Biologists, 10: 1165-1186. doi: 10.1242 / dmm.029728
2. khtar, F., Bokhari, Sra 2018. Down Syndrome (Trisomy 21). In: StatPearls. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2018 Jan-. Disponible from: ncbi.nlm.nih.gov
3. Otter, M., Schrander-Stumpel, CT, Curfs, LM (2010) Triple X syndrome: a review of the literature. European Journal of Human Genetics, 18: 265-271.
4. Papavassiliou, P., Charalsawadi, C., Rafferty, K., Jackson-Cook, C. (2014) Mosaicism for trisomy 21: a review. American Journsl of Medical Genètica Part A, 167A: 26-39.
5. Santorum, M., Wright, D., Syngelaki, A., Karagioti, N., Nicolaides, KH (2017) Accuracy of first-trimester combined test in screening for trisomies 21, 18 and 13. Ultrasound in Obstetrics & Ginecology, 49: 714-720.
6. Tartaglia, NR, Howell, S., Sutherland, A., Wilson, R., Wilson, L. (2010) A review of trisomy X (47, XXX). Orphanet Journal of Rare Diseases, 5, ojrd.com