شذوذ الكروموسوم

الشذوذ الكروموسومي هو جزء مفقود أو زائد أو غير منتظم من الحمض النووي الكروموسومي . ^{[ 1 ] [ 2 ]} قد تظهر هذه الشذوذات على شكل تشوهات عددية، حيث يوجد عدد غير طبيعي من الكروموسومات، أو تشوهات بنيوية، حيث يتغير كروموسوم واحد أو أكثر. كان مصطلح "طفرة الكروموسوم" يُستخدم سابقًا بمعنى دقيق للدلالة على تغيير في جزء من الكروموسوم، يشمل أكثر من جين واحد . ^{[ 3 ]} عادةً ما تحدث الشذوذات الكروموسومية عند حدوث خطأ في انقسام الخلية بعد الانقسام الاختزالي أو الانقسام المتساوي . يمكن الكشف عن الشذوذات الكروموسومية أو تأكيدها بمقارنة النمط النووي للفرد ، أو مجموعته الكاملة من الكروموسومات، بالنمط النووي النموذجي للنوع عبر الاختبارات الجينية .

قد تنشأ بعض التشوهات الكروموسومية في المراحل المبكرة من تكوين الجنين أو الحيوان المنوي أو الرضيع . ^{[ 4 ]} ويمكن أن تنتج عن عوامل بيئية مختلفة. وتختلف تبعات هذه التشوهات باختلاف المشكلة، وقد تترتب عليها آثار متباينة. تُسمى الأمراض والحالات الناجمة عن هذه التشوهات بالاضطرابات الكروموسومية أو الانحرافات الكروموسومية . ^{[ 5 ]} ومن أمثلتها متلازمة داون ومتلازمة تيرنر . مع ذلك، لا تؤدي التشوهات الكروموسومية دائمًا إلى أمراض. فمن بين هذه التشوهات، قد تكون إعادة ترتيب الجينات بين الكروموسومات غير ضارة إذا كانت متوازنة، أي إذا بقيت مجموعة الكروموسومات كاملة دون حدوث أي انقطاعات جينية بينها. ^{[ 6 ]}

يُعد الحفاظ على حالة التوازن الصبغي ، حيث تحتوي الخلايا على العدد الصحيح من مجموعات الكروموسومات، أمرًا ضروريًا لاستقرار الجينوم. ^{[ 7 ]} يحدث اختلال الصيغة الصبغية ، الذي يتميز بوجود عدد غير طبيعي من الكروموسومات، عندما يفتقد الفرد كروموسومًا من زوج ( أحادية الصبغي ) أو لديه كروموسوم إضافي ( ثلاثية الصبغي ). ^{[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]} قد يكون هذا الاختلال كاملًا، ويشمل كروموسومًا كاملًا، أو جزئيًا، حيث يكون جزء فقط من الكروموسوم مفقودًا أو مضافًا. ^{[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]} قد ينشأ اختلال الصيغة الصبغية من أخطاء انفصال الكروموسومات أثناء الانقسام الاختزالي ، مثل عدم الانفصال ، أو الانفصال المبكر، أو تأخر الطور الانفصالي خلال الانقسام الاختزالي الأول أو الثاني. ^{[ 11 ]} في حالة اختلال الصيغة الصبغية، يحدث عدم الانفصال، وهو الخطأ الأكثر شيوعًا، لا سيما في تكوين البويضات ، عندما تفشل الكروموسومات المتضاعفة في الانفصال بشكل صحيح، مما يؤدي إلى خلايا جنسية تحتوي على كروموسوم إضافي أو مفقود. ^{[ 11 ]} بالإضافة إلى ذلك، يحدث تعدد الصيغة الصبغية عندما تحتوي الخلايا على أكثر من مجموعتين من الكروموسومات. ^{[ 12 ]} يشمل تعدد الصيغة الصبغية أشكالًا مختلفة، بما في ذلك ثلاثي الصيغة الصبغية (ثلاث مجموعات من الكروموسومات) ورباعي الصيغة الصبغية (أربع مجموعات من الكروموسومات). ^{[ 7 ]} غالبًا ما ينشأ رباعي الصيغة الصبغية من أخطاء نمائية أثناء الانقسام المتساوي، مثل فشل انقسام السيتوبلازم ، والتضاعف الداخلي ، والانزلاق الانقسامي، واندماج الخلايا. يمكن أن تؤدي هذه الأخطاء لاحقًا إلى اختلال الصيغة الصبغية. ^{[ 7 ]}

قد يحدث اختلال الصيغة الصبغية في الكروموسومات الجنسية أو الكروموسومات الجسمية . ^{[ 13 ]} وبدلًا من وجود نسخة واحدة فقط من الكروموسوم، فإن غالبية الأشخاص المصابين باختلال الصيغة الصبغية لديهم ثلاث نسخ من كروموسوم واحد. ^{[ 1 ]} ومن أمثلة ثلاث نسخ من الكروموسوم في البشر متلازمة داون ، وهي اضطراب نمائي ناتج عن وجود نسخة إضافية من الكروموسوم 21؛ ولذلك يُطلق على هذا الاضطراب أيضًا اسم "ثلاثية الكروموسوم 21". ^{[ 14 ]} ومن أمثلة وجود نسخة واحدة من الكروموسوم في البشر متلازمة تيرنر ، حيث يولد الفرد بكروموسوم جنسي واحد فقط، وهو الكروموسوم X. ^{[ 15 ]}

قد تنجم التشوهات البنيوية في الكروموسومات عن انكسار أجزاء الكروموسوم وإعادة ترتيبها بشكل غير صحيح. ^{[ 1 ]} عندما يتغير تركيب الكروموسوم، قد ينتج عن ذلك إعادة ترتيب غير متوازنة، أو إعادة ترتيب متوازنة، أو كروموسومات حلقية، أو كروموسومات متماثلة. ^{[ 1 ] [ 23 ]} وللتوضيح، يمكن تعريف هذه التشوهات على النحو التالي: ^{[ 1 ] [ 23 ]}

• تشمل عمليات إعادة الترتيب غير المتوازنة فقدان أو إضافة معلومات وراثية في الكروموسومات. ^{[ 1 ]} وتشمل ما يلي:
  • الحذف : جزء من الكروموسوم مفقود أو محذوف. ^{[ 1 ]} تشمل الاضطرابات المعروفة لدى البشر متلازمة وولف-هيرشورن ، التي تنتج عن حذف جزئي للذراع القصير للكروموسوم 4؛ ومتلازمة جاكوبسن ، والتي تُسمى أيضًا اضطراب حذف الطرف 11q. ^{[ 23 ]}
  • التضاعفات : تضاعف جزء من الكروموسوم، مما أدى إلى وجود مادة وراثية إضافية. ^{[ 1 ]} تشمل الاضطرابات البشرية المعروفة مرض شاركو-ماري-توث من النوع 1A ، والذي قد يكون ناتجًا عن تضاعف الجين الذي يرمز لبروتين الميالين المحيطي 22 (PMP22) على الكروموسوم 17. ^{[ 23 ]}
  • عمليات الإدخال : يتم حذف جزء من أحد الكروموسومات من مكانه الطبيعي وإدخاله في كروموسوم آخر. ^{[ 1 ]}
• تشمل عمليات إعادة الترتيب المتوازنة تغيير أجزاء من الكروموسومات، ولكن المعلومات الوراثية لا تُفقد ولا تُكتسب. ^{[ 1 ]} وتشمل ما يلي:
  • الانقلابات : انفصل جزء من الكروموسوم، وانقلب رأساً على عقب، ثم عاد ليلتصق، وبالتالي فإن المادة الوراثية معكوسة. ^{[ 1 ]}
  • الانتقالات الكروموسومية : ينتقل جزء من أحد الكروموسومات إلى كروموسوم آخر. ^{[ 1 ]} هناك نوعان رئيسيان من الانتقالات الكروموسومية:
    • الانتقال المتبادل : تم تبادل أجزاء من كروموسومين مختلفين. ^{[ 23 ]}
    • الانتقال الروبرتسوني : ينفصل زوج من الكروموسومات عند السنترومير ، ويفقد ذراعيه القصيرين (p) ، ويندمج عند ذراعيه الطويلين (q) ، مكونًا كروموسومًا واحدًا بسنترومير واحد. ^{[ 1 ]} يحدث هذا النوع من الانتقال عادةً بين الكروموسومات 13 و14 و15 و21 و22 لدى البشر. ^{[ 23 ]}

• الحلقات : ينفصل جزء من الكروموسوم (الأطراف) ويشكل دائرة أو حلقة. يحدث هذا سواء مع فقدان المادة الوراثية أو بدونه. ^{[ 1 ]}

• الحمض النووي خارج الكروموسومات (ecDNA) : جزيئات دائرية من الحمض النووي يتراوح حجمها بين 100 كيلوبايت و5 ميجابايت، توجد في النواة، وتخضع لوراثة غير مندلية ، ولا تُظهر نشاطًا سنتروميريًا ملحوظًا. إحدى الآليات الرئيسية لتكوين الحمض النووي خارج الكروموسومات هي تفتت الكروموسومات . نظرًا لقدرة الحمض النووي خارج الكروموسومات على الوصول إلى أعداد نسخ عالية، وامتلاكه كروماتينًا سهل الوصول إليه، فإنه يُمكن أن يُحفز التعبير الجيني للأورام السرطانية بشكل كبير، ويرتبط بنتائج سريرية سيئة ^{[ 24 ] [ 25 ].}
• الكروموسوم المتماثل : يتكون من نسخة معكوسة لجزء من الكروموسوم يشمل السنترومير. ^{[ 23 ]} تحديدًا، يتكون عندما يُفقد أحد ذراعي الكروموسوم، ويتضاعف الذراع المتبقي. ^{[ 1 ]}

متلازمات عدم استقرار الكروموسومات هي مجموعة من الاضطرابات التي تتميز بعدم استقرار الكروموسومات وانكسارها. وغالبًا ما تؤدي إلى زيادة الميل للإصابة بأنواع معينة من الأورام الخبيثة. ^{[ 26 ]}

تنشأ التشوهات الكروموسومية الخلقية (الموجودة في بداية النمو) أثناء تكوين الأمشاج أو تكوين الجنين، وتؤثر على نسبة كبيرة من خلايا الكائن الحي. ^{[ 27 ]} تحدث هذه التشوهات الوراثية في أغلب الأحيان كأخطاء في البويضة أو الحيوان المنوي ، مما يعني أن الشذوذ موجود في كل خلية من خلايا الجسم. ^{[ 1 ]} تساهم عوامل مثل عمر الأم والتأثيرات البيئية في حدوث هذه الأخطاء الوراثية. ^{[ 1 ]} يرث النسل نسختين من كل جين، واحدة من كل والد، وقد تنتقل الطفرات (التي غالبًا ما تسببها الأمراض) عبر الأجيال. ^{[ 28 ]} الأمراض التي تتبع نمط وراثة الجين الواحد نادرة نسبيًا ولكنها تصيب ملايين الأفراد. ^{[ 28 ]} يمكن تمثيل ذلك من خلال أنماط الوراثة المندلية : ^{[ 28 ] [ 29 ]}

• الوراثة السائدة الجسدية : حيث ينقل أحد الوالدين المصابين على الأقل الطفرة، وتظهر الحالة في كل جيل. ^{[ 28 ]} ومن الأمثلة على ذلك مرض هنتنغتون ، والودانة ، والورم الليفي العصبي . ^{[ 28 ]}

• وراثي متنحي : كلا الوالدين حاملان للطفرة (مع أنها قد لا تظهر في كل جيل). لا يظهر الاضطراب إلا عند حدوث طفرة في كلا نسختي الجين الموروث. ^{[ 28 ]} ومن الأمثلة على ذلك داء تاي-ساكس ، وفقر الدم المنجلي ، والتليف الكيسي . ^{[ 28 ]}
• الوراثة المرتبطة بالكروموسوم X: قد تُورَث الكروموسومات X المتحولة بطريقة سائدة أو متنحية. في حالة الوراثة المتنحية المرتبطة بالكروموسوم X ، يُصاب الذكور أكثر من الإناث. ولأن الذكور لديهم كروموسوم X واحد فقط، فإنهم سيُظهرون المرض إذا كان هذا الكروموسوم يحمل الطفرة. ومن الأمثلة على ذلك الهيموفيليا ومرض فابري . ^{[ 29 ]} في المقابل، يجب على الإناث، اللواتي لديهن كروموسومان X، أن يرثن الجين المتحول من كلا الأبوين حتى يظهر المرض. يمكن أن تُصيب الأمراض السائدة المرتبطة بالكروموسوم X كلاً من الذكور والإناث. قد ينقل الأب الحامل لصفة سائدة مرتبطة بالكروموسوم X هذه الصفة إلى بناته فقط، بينما يمكن للأم أن تنقلها إلى أبنائها وبناتها. ومن الأمثلة على ذلك سلس البول الصباغي . ^{[ 29 ]}

• الوراثة الميتوكوندرية: يؤثر هذا النمط على كل من الذكور والإناث، ولكنه يُورث وينتقل فقط من الأم. ^{[ 28 ]} ومن الأمثلة على ذلك اعتلال العصب البصري الوراثي لليبر ومتلازمة كيرنز-ساير . ^{[ 28 ]}

بالنظر إلى أنماط الوراثة هذه، تُجرى دراسات الكروموسومات غالبًا على الوالدين عندما يُكتشف وجود خلل كروموسومي لدى الطفل. إذا لم يُظهر الوالدان هذا الخلل، فإنه لم يُورث، ولكنه قد ينتقل إلى الأجيال اللاحقة. ^{[ 30 ]}

يمكن أن تنشأ التشوهات الكروموسومية أيضًا من طفرات جديدة تحدث داخل الفرد. ^{[ 31 ]} الطفرات الجديدة هي طفرات جسدية تلقائية تحدث دون وراثة مسبقة، ويمكن أن تظهر في مراحل مختلفة من الحياة، بما في ذلك أثناء تكوين الخلايا الجنسية للأبوين، أو التطور الجنيني، أو في مراحل لاحقة من الحياة نتيجة للشيخوخة. ^{[ 32 ]} قد تحدث هذه الطفرات أثناء تكوين الأمشاج أو بعد الإخصاب، مما يؤدي إلى ظهور طفرات جديدة في جيل واحد دون وجود دليل سابق على حدوث طفرة في كروموسومات الأبوين. ^{[ 33 ]} حوالي 7% من الطفرات الجديدة موجودة كطفرات فسيفسائية عالية المستوى . ^{[ 33 ]} الفسيفساء الجينية ، والتي تشير إلى طفرة ما بعد الإخصاب، تحدث عندما يمتلك الفرد مجموعتين أو أكثر من الخلايا المتميزة جينيًا والمشتقة من بويضة مخصبة واحدة . ^{[ 11 ] [ 33 ]} قد يؤدي ذلك إلى تشوهات كروموسومية، وقد توجد هذه الطفرات في الخلايا الجسدية أو الخلايا الجنسية أو كليهما، كما في حالة الفسيفساء الكروموسومية الجنسية ، حيث توجد الطفرات في كل من الخلايا الجسدية والخلايا الجنسية. ^{[ 32 ]} تشمل الفسيفساء الجسدية سلالات خلوية متعددة في الخلايا الجسدية، بينما تحدث الفسيفساء الجنسية في سلالات متعددة داخل الخلايا الجنسية، مما يسمح بتوريث الطفرة للنسل. ^{[ 11 ]} ومن الأمثلة على التشوهات الكروموسومية الناتجة عن الفسيفساء الجينية متلازمة تيرنر . ^{[ 11 ]}

تمثل التشوهات الكروموسومية المكتسبة تغيرات جينية تظهر خلال حياة الفرد، على عكس التشوهات الموروثة من الوالدين. ^{[ 27 ]} تحدث هذه التغيرات في الغالب داخل الخلايا الجسدية، وتتميز بطبيعتها غير الوراثية. ^{[ 27 ]} عادةً ما تنشأ هذه التشوهات من طفرات تحدث أثناء عملية تضاعف الحمض النووي أو نتيجة التعرض لعوامل بيئية مختلفة. ^{[ 34 ]} على عكس التشوهات الكروموسومية الخلقية، الموجودة عند الولادة، تحدث التشوهات المكتسبة خلال مرحلة البلوغ، وتقتصر على مجموعات خلوية محددة، مما يحد من انتشارها في جميع أنحاء الجسم. ^{[ 34 ]}

يمكن أن يُعزى تطور التشوهات الكروموسومية والأورام الخبيثة إلى التعرض لعوامل بيئية، أو قد يحدث تلقائيًا أثناء تضاعف الحمض النووي. ^{[ 34 ] [ 35 ]} تحدث أخطاء التضاعف التلقائية عادةً نتيجة قيام بوليميراز الحمض النووي بتخليق عديدات نيوكليوتيدات جديدة مع تجنب وظائف التدقيق، مما يؤدي إلى عدم تطابق في اقتران القواعد. ^{[ 35 ]} على مدار حياة الإنسان، قد يتعرض الأفراد لمواد مطفرة (وهي عوامل تحفز الطفرات) تؤدي إلى طفرات كروموسومية. تنشأ هذه الطفرات عندما يتفاعل عامل مطفر مع الحمض النووي الأبوي، ويؤثر عادةً على أحد خيوطه، مما ينتج عنه تغييرات هيكلية تعيق اقتران القواعد بنجاح مع النيوكليوتيد المعدل. ^{[ 35 ]} ونتيجة لذلك، ترث الجزيئات الوليدة هذه الطفرات، والتي قد تتراكم فيها أضرار إضافية، ثم تنتقل إلى الأجيال التالية من الخلايا. ^{[ 36 ]} يمكن تصنيف المواد المطفرة إلى فيزيائية أو كيميائية أو بيولوجية.

• المواد الكيميائية: تشمل المواد الكيميائية المسببة للطفرات الشائعة نظائر القواعد (جزيئات تشبه القواعد النيتروجينية)، وعوامل إزالة الأمين (التي تزيل مجموعات الأمين)، وعوامل الألكلة ، وعوامل التداخل . ^{[ 35 ]}
• العوامل الفيزيائية: من أكثر مصادر الطفرات الفيزيائية شيوعًا التعرض للأشعة فوق البنفسجية، التي تحفز تكوين ثنائيات من قواعد البيريميدين المتجاورة، والإشعاع المؤين، الذي يُسبب عادةً طفرات نقطية أو إدخالات أو حذفًا . ^{[ 35 ]} كما يمكن للحرارة أن تعمل كمُطفر من خلال تعزيز انقسام الرابطة β-N-جليكوسيدية ، التي تربط القاعدة بجزء السكر من النيوكليوتيد، عبر عمليات مُحفزة بالماء. ^{[ 35 ]}
• العوامل البيولوجية المسببة للطفرات: تُدخل العوامل البيولوجية المسببة للطفرات من خلال التعرض للفيروسات والبكتيريا و/أو العناصر المتحركة (الترانسبوزونات ) وتسلسلات الإدخال (IS). ^{[ 37 ]} يمكن للترانسبوزونات وتسلسلات الإدخال أن تنتقل عبر الحمض النووي عن طريق "القفز"، مما يعطل وظائف الحمض النووي الصبغي. يمكن أن يؤدي إدخال الحمض النووي الفيروسي إلى اضطراب جيني، بينما قد تنتج البكتيريا أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) التي تسبب الالتهاب وتلف الحمض النووي، مما يؤدي إلى انخفاض كفاءة الإصلاح. ^{[ 37 ]}

السرطانات المتفرقة هي تلك التي تنشأ نتيجة طفرات غير وراثية؛ في هذه الحالات، تتراكم الطفرات والتلف الخلوي تدريجيًا في الخلايا الطبيعية. ^{[ 36 ]} يمكن أن تُسبب معظم السرطانات، إن لم يكن جميعها، تشوهات كروموسومية، ^{[ 38 ]} إما بتكوين جينات هجينة وبروتينات اندماجية، أو خلل في تنظيم الجينات وزيادة في التعبير عن البروتينات، أو فقدان جينات كابتة للأورام (انظر "قاعدة بيانات ميتمان" ^{[ 39 ]} وأطلس علم الوراثة وعلم الخلايا في علم الأورام وأمراض الدم ، ^{[ 40 ]} ). يُظهر ما يقرب من 90% من السرطانات عدم استقرار كروموسومي (CIN) ، يتميز بالزيادة أو النقصان المتكرر لأجزاء كاملة من الكروموسومات. ^{[ 41 ]} تُساهم هذه الظاهرة في اختلال الصيغة الصبغية للورم وعدم تجانس الخلايا داخل الورم، وهما أمران شائعان في معظم أنواع السرطان البشري. ^{[ 34 ] [ 41 ]} على سبيل المثال، يمكن لبعض التشوهات الكروموسومية الثابتة أن تحول الخلايا الطبيعية إلى خلايا سرطانية، مثل انتقال جين ما، مما يؤدي إلى تعبيره غير المناسب. ^{[ 42 ]}

يلعب تلف الحمض النووي أثناء تكوين الحيوانات المنوية دورًا حاسمًا في التشوهات الكروموسومية وخصوبة الذكور. في المراحل المبكرة من نمو الحيوانات المنوية، تعمل آليات إصلاح الحمض النووي ، مثل إعادة التركيب المتماثل (HR) وإصلاح عدم التطابق (MMR)، بكفاءة على تصحيح أخطاء التضاعف وكسور الحمض النووي المزدوجة (DSBs). ^{[ 43 ] [ 44 ]} ومع ذلك، مع تقدم عملية تكوين الحيوانات المنوية، تتراجع قدرة إصلاح الحمض النووي نتيجةً للتغيرات في كيفية تغليف الحمض النووي داخل خلايا الحيوانات المنوية .

تحدث عملية تكوين الحيوانات المنوية على ثلاث مراحل: الانقسام المتساوي (تكوين الخلايا المنوية)، والانقسام الاختزالي ، وتكوين الحيوانات المنوية. خلال تكوين الحيوانات المنوية، يصبح الحمض النووي أكثر كثافةً ليناسب رأس الحيوان المنوي. ^{[ 45 ]} يحدث هذا لأن بروتينات الهيستون، التي تساعد عادةً في تنظيم الحمض النووي، تُستبدل ببروتينات انتقالية (TNP1، TNP2) ثم بالبروتامينات (PRM1، PRM2). في حين أن هذا التغليف يحمي الحمض النووي، إلا أنه يُصعّب أيضًا على إنزيمات الإصلاح إصلاح أي تلف. ^{[ 46 ]} ونتيجةً لذلك، يصبح الربط غير المتجانس للنهايات (NHEJ)، وهو عملية إصلاح عرضة للأخطاء، آلية الإصلاح الرئيسية، مما يزيد من خطر حدوث الطفرات.

يُعد الإجهاد التأكسدي عاملاً رئيسياً آخر يُسهم في تلف الحمض النووي في الحيوانات المنوية. إذ يمكن لأنواع الأكسجين التفاعلية، التي تُنتج داخل الحيوانات المنوية ومن مصادر خارجية مثل الخلايا المناعية في السائل المنوي، أن تُكسر سلاسل الحمض النووي. ويمكن أن تؤدي المستويات العالية من أنواع الأكسجين التفاعلية إلى إضعاف دفاعات مضادات الأكسدة، مما يُسبب المزيد من التلف ويُحفز مسارات موت الخلايا. ^{[ 47 ]}

في الوضع الطبيعي، تُزال الحيوانات المنوية المعيبة عن طريق الاستماتة، وهي عملية موت خلوي مُنظَّمة. مع ذلك، إذا فشل هذا النظام - كما هو الحال عند وجود خلل في التوازن بين عوامل الاستماتة (BAX) وعوامل تثبيط الاستماتة (BCL-2) - فقد تبقى الحيوانات المنوية التالفة على قيد الحياة. ^{[ 48 ]} إذا قامت هذه الحيوانات المنوية بتخصيب بويضة، فقد تحاول آليات إصلاح البويضة إصلاح الضرر. ^{[ 49 ]}

تستطيع آلية إصلاح الحمض النووي لدى الأم تصحيح تلف الحمض النووي للحيوانات المنوية بعد الإخصاب، ولكن قد تؤدي الأخطاء في هذه العملية إلى تشوهات بنيوية في الكروموسومات في البويضة المخصبة النامية . ^{[ 50 ]} ومن الجدير بالذكر أن التعرض لعوامل مُتلفة للحمض النووي، مثل دواء العلاج الكيميائي ميلفالان ، قد يُحفز تكوين روابط متقاطعة بين خيوط الحمض النووي التي تفلت من الإصلاح الأبوي، مما قد يؤدي إلى تشوهات كروموسومية نتيجةً لخلل في إصلاح الحمض النووي لدى الأم. لذلك، يُعد إصلاح الحمض النووي قبل الإخصاب وبعده أمرًا بالغ الأهمية للحفاظ على سلامة الجينوم ومنع العيوب الوراثية لدى النسل. ^{[ 51 ]}

يرتبط تلف الحمض النووي في الحيوانات المنوية بالعقم، وزيادة خطر الإجهاض، وحالات مثل اختلال الصيغة الصبغية وإعادة ترتيب الكروموسومات البنيوية. يُعد فهم كيفية حدوث تلف الحمض النووي وإصلاحه أثناء تكوين الحيوانات المنوية أمرًا بالغ الأهمية لدراسة صحة الجهاز التناسلي الذكري والوراثة الجينية. ^{[ 52 ]}

يمكن الكشف عن التشوهات الكروموسومية إما عن طريق الفحص بعد الولادة أو الفحص قبل الولادة، والذي يشمل التشخيص قبل الولادة. ^{[ 53 ]} يُعد الكشف المبكر أمرًا بالغ الأهمية لتمكين الوالدين من تقييم خيارات الحمل المستقبلية. ^{[ 54 ]}

التقنيات الشائعة المستخدمة للكشف عن الأمراض الناتجة عن تشوهات الكروموسومات:

• النمط النووي
• التهجين الموضعي الفلوري (FISH)

يُعدّ تحليل النمط النووي الطريقة التقليدية المُستخدمة للكشف عن التشوهات الكروموسومية. ويتطلب هذا التحليل مجموعة الكروموسومات كاملةً لتحديد اختلال الصيغة الصبغية لدى الجنين والاختلافات في الترتيبات البنيوية، والتي قد تنتج عن إدخالات أو انقلابات أو تكرارات أو حذف للكروموسومات. ^{[ 11 ]} ويمكن الحصول على العينات المستخدمة في تحليل النمط النووي للجنين من خلال تقنيات أخذ عينات متنوعة. ومن بين اختبارات اختلال الصيغة الصبغية، يُفضّل استخدام السائل الأمنيوسي لما يتميز به من حساسية عالية ومخاطر منخفضة نسبيًا. ^{[ 54 ]}

لزيادة دقة الفحص، يمكن استخدام تحليل المصفوفات الصبغية الدقيقة (CMA)، الذي يعتمد على التهجين الجينومي المقارن (CGH) لتحديد اختلافات عدد النسخ (CNVs). يقلل هذا الأسلوب البديل للنمط النووي من عدم اليقين في النتائج من خلال استخدامه لتقنية جمع خلايا الجنين الغازية. ^{[ 54 ]}

تكشف تقنية التهجين الفلوري في الموقع (FISH) عن التشوهات الكروموسومية من خلال وسم الكروموسوم بالفلورة باستخدام مجسات متخصصة. من المهم التحقق من صحة هذه المجسات قبل استخدامها، حيث تخضع لرقابة صارمة من قِبل إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) . ^{[ 54 ]}

تقنية التهجين الفلوري في الموقع (FISH) هي تقنية تُستخدم لعلاج حالات محددة مثل الورم النخاعي المتعدد (MM)، ويمكن استخدامها لتحليل عينات نخاع العظم لتحديد التغيرات في الكروموسومات على مستوى الخلية الواحدة. ^{[ 55 ]} لعلاج انتكاس الورم النخاعي المتعدد، يمكن تحليل التشوهات الكروموسومية المكتسبة مثل حذف (17p) وتضخيم (1q) والتضاعف الرباعي لتوجيه تطوير العلاجات المستقبلية وتحديث التنبؤات. ^{[ 55 ]}

يُعدّ التنميط الكروموسومي الطيفي (SKY) تقنية حديثة مُطوّرة من تقنية التهجين الفلوري في الموقع (FISH)، حيث يتم تلوين كل كروموسوم بشري بلون مختلف لتسهيل التعرف عليه أثناء التحليل. ^{[ 56 ]} وباستخدام أصباغ فلورية مثل Cy5، وتكساس ريد، وسبكتروم جرين، يُمكن توليد 24 لونًا مميزًا باستخدام التصوير الطيفي. ^{[ 56 ]}

تختلف التقنيات والعينات المطلوبة باختلاف المعلومات التي يرغب المرء في الحصول عليها.

• من أجل التشخيص قبل الولادة للجنين، يتم جمع وتحليل عينات من السائل الأمنيوسي ، أو الزغابات المشيمية ، أو الخلايا الجنينية المنتشرة في الدم، وذلك للكشف عن التشوهات الكروموسومية المحتملة.
• لإجراء التشخيص قبل الزرع للجنين، يتم إجراء خزعة من الكيسة الأريمية .
• في حالة فحص سرطان الغدد الليمفاوية أو سرطان الدم، فإن التقنية المستخدمة ستكون خزعة نخاع العظم .

• 
  ثلاثة تشوهات كروموسومية مصنفة وفقًا لتصنيف الجمعية الدولية لعلم الكروموسومات السريرية (ISCN)، تتزايد تعقيدًا: (أ) نمط نووي ورمي لدى ذكر يعاني من فقدان الكروموسوم Y، (ب) متلازمة برادر-ويلي، أي حذف في المنطقة 15q11-q12، و (ج) نمط نووي عشوائي يشمل مجموعة متنوعة من التشوهات الصبغية الجسدية والصبغية المغايرة. ^{[ 57 ]}
• 
  النمط النووي البشري مع الأشرطة والأشرطة الفرعية الموضحة المستخدمة في تسمية تشوهات الكروموسومات. يظهر مناطق داكنة وبيضاء كما هو الحال في تقنية التلوين G. كل صف محاذٍ عموديًا عند مستوى السنترومير . يوضح 22 زوجًا من الكروموسومات الجسدية المتماثلة ، بما في ذلك النسختين الأنثوية (XX) والذكرية (XY) من الكروموسومين الجنسيين ، بالإضافة إلى جينوم الميتوكوندريا (أسفل اليسار).

النظام الدولي لتسمية الكروموسومات البشرية (ISCN) هو معيار دولي لتسمية الكروموسومات البشرية ، ويتضمن أسماء النطاقات والرموز والمصطلحات المختصرة المستخدمة في وصف الكروموسومات البشرية وشذوذاتها. تشمل الاختصارات علامة الطرح (-) لحذف أجزاء من الكروموسوم، ورمز del لحذف أجزاء من الكروموسوم. ^{[ 58 ]}

• اختلال الصيغة الصبغية
• انفصال الكروموسومات
• اضطراب وراثي
  • قائمة الاضطرابات الوراثية
• العلاج الجيني
• عدم الانفصال
• مضاعفات التوليد

• اضطرابات الكروموسومات في رؤوس الموضوعات الطبية (MeSH) التابعة للمكتبة الوطنية الأمريكية للطب