شذوذ الكروموسومات:
تحتوي كل خلية في أجسامنا تقريبًا على 23 زوجًا من الكروموسومات ليصبح المجموع 46 كروموسومًا، حيث نصف الكروموسومات تأتي من الأم والنصف الآخر من الأب، أول 22 زوجًا تسمى (autosomes) ويتكون الزوج الثالث والعشرون من كروموسومات الجنس X و Y، وعادة ما يكون للإناث كروموسومان X، وعادة ما يكون لدى الذكور كروموسوم X واحد وكروموسوم Y واحد في كل خلية.
كل المعلومات التي يحتاجها الجسم للنمو والتطور تأتي من الكروموسومات، إذ يحتوي كل كروموسوم على آلاف الجينات التي تصنع البروتينات التي توجه تطور الجسم ونموه وتفاعلاته الكيميائية، حيث توجد أنواع عديدة من تشوهات الكروموسومات، ولكن يمكن تصنيفها على أنها إما عددية أو هيكلية، والشذوذ العددي هو كروموسومات كاملة إما مفقودة أو زائدة عن الزوج الطبيعي، كما تحدث التشوهات الهيكلية عندما يكون جزء من كروموسوم فردي مفقودًا أو زائدًا أو يتحول إلى كروموسوم آخر أو ينقلب رأسًا على عقب.
أنواع تشوهات الكروموسومات:
يمكن أن تحدث تشوهات الكروموسومات كصدفة عند تكوين البويضة أو الحيوانات المنوية أو أثناء مراحل النمو المبكرة للجنين، وقد يلعب عمر الأم وبعض العوامل البيئية دورًا في حدوث الأخطاء الجينية، ويمكن إجراء الفحص والاختبار قبل الولادة لفحص كروموسومات الجنين واكتشاف بعض أنواع التشوهات الصبغية وليس كلها، كما يمكن أن يكون للشذوذ الكروموسومات تأثيرات مختلفة عديدة اعتمادًا على الخلل المحدد، على سبيل المثال تسبب نسخة إضافية من الكروموسوم 21 متلازمة داون (تثلث الصبغي 21)، ويمكن أن تسبب تشوهات الكروموسومات أيضًا الإجهاض أو المرض أو مشاكل في النمو أو النمو.
يُعرف النوع الأكثر شيوعًا من شذوذ الكروموسومات باسم عدم توازن الصبغيات، وهو عدد كروموسوم غير طبيعي بسبب وجود كروموسوم إضافي أو مفقود، ويعاني معظم الأشخاص الذين يعانون من اختلال الصيغة الصبغية من التثلث الصبغي (ثلاث نسخ من الكروموسوم) بدلاً من الصبغي الأحادي (نسخة واحدة من الكروموسوم)، حيث من المحتمل أن تكون متلازمة داون هي أشهر مثال على اختلال الصبغيات الصبغية إلى جانب التثلث الصبغي 21 فإن الاختلالات الصبغية الرئيسية التي تظهر في الأطفال المولودين أحياء هي: التثلث الصبغي 18 والتثلث الصبغي 13، 45 X (متلازمة تيرنر)47 XXY، (متلازمة كلاينفيلتر)47 XXX.
تشوهات الكروموسومات الهيكلية ناتجة عن الكسر والالتحام غير الصحيح لشرائح الكروموسومات، ومجموعة من التشوهات الهيكلية للكروموسومات تؤدي إلى المرض، حيث يتم تعريف إعادة الترتيب الهيكلية على أنها متوازنة إذا كانت مجموعة الكروموسومات الكاملة لا تزال موجودة على الرغم من إعادة ترتيبها، وغير متوازنة إذا كانت المعلومات إضافية أو مفقودة.
تشمل عمليات إعادة الترتيب غير المتوازنة عمليات الحذف أو الازدواجية أو إدخال جزء من الكروموسومات، حيث يمكن أن تنتج الكروموسومات الحلقية عندما يخضع الكروموسوم لكسرين وتندمج الأطراف المكسورة في كروموسوم دائري، كما يمكن أن يتشكل (isochromosome) عندما تكون ذراع الكروموسوم مفقودة وتضاعف الذراع المتبقية، بينما تشمل عمليات إعادة الترتيب المتوازنة مناطق الكروموسومات المقلوبة أو المنقولة.
نظرًا لأن التكملة الكاملة لمواد الحمض النووي لا تزال موجودة فقد لا يتم اكتشاف إعادة ترتيب الكروموسومات المتوازنة؛ لأنها قد لا تؤدي إلى المرض، إذ يمكن أن ينشأ المرض نتيجة لإعادة ترتيب متوازنة إذا حدثت الفواصل في الكروموسومات في الجين، مما أدى إلى غياب البروتين أو عدم وظيفته أو إذا أدى اندماج الأجزاء الصبغية إلى مزيج من جينين، مما ينتج عنه منتج بروتيني جديد وظيفته تضر الخلية.
تشوهات الكروموسومات تسبب اضطرابات مختلفة، والتشوهات التي تؤثر على الصبغيات (الكروموسومات الـ 22 المتشابهة لدى الذكور والإناث) هي أكثر شيوعًا من تلك التي تؤثر على الكروموسومات الجنسية (X و Y)، وتندرج تشوهات الكروموسومات في عدة فئات ولكن على نطاق واسع يمكن اعتبارها عددية أو هيكلية.
1.تشمل التشوهات العددية:
- تثلث الصبغي (كروموسوم إضافي).
- مونوسومي (كروموسوم مفقود).
2.تشمل التشوهات الهيكلية:
- عمليات النقل (حالات الشذوذ التي ينضم فيها كروموسوم كامل أو أجزاء من الكروموسومات بشكل غير مناسب إلى الكروموسومات الأخرى).
- عمليات الحذف والازدواجية لأجزاء مختلفة من الكروموسومات.
وبعض المصطلحات المحددة من مجال علم الوراثة مهمة لوصف التشوهات الكروموسومية وهي:
- اختلال الصيغة الصبغية: تعني الشذوذ الكروموسومي الأكثر شيوعًا الناتج عن وجود كروموسوم إضافي أو مفقود.
- النمط النووي: المجموعة الكاملة من الكروموسومات في خلايا الشخص.
- النمط الجيني: الدستور الجيني الذي يحدده النمط النووي.
- النمط الظاهري: النتائج السريرية للشخص بما في ذلك المظهر الخارجي والتركيب الكيميائي الحيوي والفيزيولوجي والبدني كما هو محدد بواسطة النمط الجيني والعوامل البيئية.
- الفسيفساء: وجود سطرين من الخلايا يختلفان في التركيب الوراثي في الشخص الذي تطور من بويضة واحدة مخصبة.
تحليل الكروموسومات:
تُستخدم الخلايا الليمفاوية عادةً لتحليل الكروموسومات باستثناء ما قبل الولادة عند استخدام الخلايا الأمنيوسية أو الخلايا من الزغابات المشيمية، ويتضمن تحليل النمط النووي حجب الخلايا في الانقسام الخيطي أثناء الطور الرئيسي وتلطيخ الكروموسومات المكثفة، إذ يتم تصوير الكروموسومات من الخلايا المفردة ويتم ترتيب صورها لتشكيل النمط النووي.
تُستخدم عدة تقنيات لتحديد الكروموسومات بشكل أفضل: في النطاقات الكلاسيكية، يتم استخدام صبغة لتلطيخ العصابات على الكروموسومات، إذ يستخدم تحليل الكروموسوم عالي الدقة طرق الاستزراع الخاصة للحصول على نسبة عالية من الطور الأولي والطور التمهيدي وتكون الكروموسومات أقل تكثفًا، مما كانت عليه في تحليل الطور الروتيني، ويتم توسيع عدد النطاقات المحددة مما يسمح بتحليل النمط النووي الأكثر حساسية.
يستخدم تحليل التنميط النووي الطيفي (يُطلق عليه أيضًا طلاء الكروموسوم) تقنيات التهجين الموضعي الفلورية متعددة الألوان الخاصة بالكروموسوم (FISH) التي تعمل على تحسين رؤية بعض العيوب بما في ذلك عمليات النقل والانعكاس، كذلك تحليل المصفوفة الدقيقة للكروموسومات (CMA) والمعروف أيضًا باسم التهجين الجيني المقارن للمصفوفة (aCGH) هو تقنية من خطوة واحدة تسمح بفحص الجينوم بأكمله بحثًا عن تشوهات جرعات الكروموسومات، بما في ذلك الزيادات (المضاعفات) أو النقصان (الحذف)، والتي قد تكون أيضًا توحي بنقل غير متوازن.
يتمتع تحليل المصفوفة الدقيقة لتعدد أشكال النوكليوتيدات المنفردة (SNP) بقدرة إضافية على اكتشاف مناطق تماثل الزيجوت، والتي يمكن رؤيتها في الحالات التي يتشارك فيها الوالدان أصلًا مشتركًا (قرابة) وأيضًا عندما يكون هناك انفصال أحادي الوالدين (أي نسختي الكروموسوم أو جزء من الكروموسوم موروث من أحد الوالدين بدلاً من نسخة واحدة من الأم ونسخة واحدة من الأب)، ومن المهم ملاحظة أن (CMA) لا تكتشف إعادة الترتيب المتوازنة (على سبيل المثال عمليات النقل والانعكاس) والتي لا ترتبط بعمليات الحذف أو الازدواجية.
