كروموسوم ثنائي المركز

📅 آخر تحديث: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 2 صور
الموسوعة الحرة

الكروموسوم ثنائي السنترومير هو كروموسوم غير طبيعي يحتوي على سنتروميرين . يتكون هذا الكروموسوم من خلال اندماج قطعتين من الكروموسوم، تحتوي كل منهما على سنترومير، مما يؤدي إلى فقدان الأجزاء غير المركزية (التي تفتقر إلى سنترومير) وتكوين أجزاء ثنائية السنترومير. [ 1 ] يُعزى تكوين الكروموسومات ثنائية السنترومير إلى عمليات وراثية، مثل الانتقال الروبرتسوني [ 1 ] والانقلاب المجاور للسنترومير. [ 2 ] تلعب الكروموسومات ثنائية السنترومير أدوارًا مهمة في استقرار الكروموسومات أثناء الانقسام الخلوي وتكوين الكروموسومات شبه ثنائية السنترومير. [ 1 ] [ 3 ] وقد رُبط وجودها ببعض الظواهر الطبيعية مثل الإشعاع، ووُثِّق أنها تُسبب بعض المتلازمات السريرية، ولا سيما متلازمة كابوكي . [ 3 ] [ 4 ] تُدرس عملية تكوين الكروموسومات ثنائية السنترومير وتأثيرها على وظيفة السنترومير في بعض مختبرات علم الوراثة الخلوية السريرية. [ 5 ]

تشكيل

بعد الانقلاب شبه المركزي، يؤدي انفصال الكروموسومات المنقلبة في الطور الانفصالي الأول إلى تكوين أجزاء ثنائية المركز وأخرى لا مركزية. تصبح الأجزاء ثنائية المركز نواتج مكسورة أو محذوفة، بينما تُفقد الأجزاء اللا مركزية ببساطة.

من المعروف أن معظم الكروموسومات ثنائية السنترومير تتشكل من خلال الانقلابات الكروموسومية ، وهي عبارة عن دوران في مناطق من الكروموسوم نتيجةً لتكسر الكروموسومات أو إعادة التركيب داخل الكروموسوم نفسه. [ 2 ] تُعرف الانقلابات التي تستثني السنترومير بالانقلابات المجاورة للسنترومير، والتي ينتج عنها أمشاج غير متوازنة بعد الانقسام الاختزالي. [ 2 ] خلال الطور التمهيدي من الانقسام الاختزالي الأول ، تُشكّل الكروموسومات المتماثلة حلقة انقلاب ويحدث عبور. إذا حدث انقلاب مجاور للسنترومير، فسيكون أحد الناتجين لا مركزيًا، بينما سيكون الناتج الآخر ثنائي السنترومير. [ 1 ] [ 2 ] يُسحب الكروماتيد ثنائي السنترومير خلال الطور الانفصالي من الانقسام الاختزالي الأول بقوة كبيرة لدرجة أن الكروموسوم ينكسر في مواقع عشوائية. [ 2 ] تؤدي هذه الشظايا المكسورة إلى حذف جينات، مما ينتج عنه أمشاج غير متوازنة وراثيًا. قد يكون لهذا عواقب وخيمة، مما يساهم في تطور الاضطرابات الوراثية مثل متلازمة كابوكي ومتلازمة إدواردز. [ 2 ]

الإشعاع

من المعروف أن الإشعاع يُحدث تشوهات في أنوية الخلايا. [ 5 ] رُصدت الكروموسومات ثنائية السنترومير لأول مرة في الخلايا الليمفاوية المأخوذة من مسحات دم أفراد مدنيين وعسكريين كُلِّفوا بالتعامل مع تداعيات كارثة تشيرنوبيل النووية عام 1986 ( عمال التصفية ). [ 4 ] يزيد الإشعاع من احتمالية تكوّن الكروموسومات ثنائية السنترومير بعد كل انقسام خلوي، مُكَوِّنًا جسورًا فيزيائية بينها في طوري الانفصال والنهائي. [ 5 ] عندما تنفصل هذه الكروموسومات، تنكسر جسور الكروموسومات، مما يؤدي إلى تكوّن أنوية "ذيلية"، وهي بروزات من النواة في السيتوبلازم . [ 4 ]

التيلوميرات

عندما تقصر التيلوميرات في الكروموسومات مع استمرار انقسام الخلايا، قد تندمج نهايات الكروموسومات أيضًا، مُكَوِّنةً كروموسومات ثنائية السنترومير. [ 6 ] تُعتبر هذه الحالة "أزمة"، وهي نوع من توقف دورة الخلية ، وتتعرض معظم الخلايا في هذه الحالة للموت المبرمج (الاستماتة) . [ 6 ] تتميز الكروموسومات ثنائية السنترومير الناتجة بعدم استقرارها الشديد، مما يؤدي إلى حدوث انتقالات كروموسومية ، وحذف ، وتضخيم، مثل انتقال روبرتسون . ينتج عن ذلك منتجات جينية مكسورة أو محذوفة من أجزاء ثنائية السنترومير. [ 1 ]

التطبيقات

تُدرس الكروموسومات ثنائية السنترومير في الكائنات النموذجية مثل الخميرة ( Saccharomyces cerevisiae ). [ 7 ] يعود استخدام S. cerevisiae كنظام وراثي كلاسيكي إلى خمسينيات القرن العشرين [ 7 ] نظرًا لسهولة تحويلها بواسطة الحمض النووي المؤتلف . [ 7 ] يمكن دراسة الكروموسومات المكسورة التي تؤدي إلى أجزاء لا مركزية وثنائية السنترومير في S. cerevisiae نظرًا لقدرتها المعروفة على تحمل اختلال الصيغة الصبغية ، أي وجود عدد غير طبيعي من الكروموسومات. [ 8 ] تستطيع سلالات S. cerevisiae التي تتحمل اختلال الصيغة الصبغية تثبيت نواتج الكروموسومات المكسورة أثناء التكاثر، والتي يمكن استعادتها ودراستها في المختبر. [ 7 ] [ 8 ]

علم الوراثة الخلوية

لطالما كانت وظيفة السنترومير محورًا للعديد من التحليلات المخبرية، والتي شملت تقنيات مثل التهجين الموضعي الفلوري ( FISH ) والتلوين الكروموسومي (C-banding). [ 9 ] يعتمد التهجين الموضعي الفلوري على استخدام مجسات فلورية للكشف عن تسلسلات الحمض النووي المحددة وتحديد موقعها على الكروموسومات، ويمكن استخدام مجسات خاصة بالسنترومير لقياس ترددات الكروموسومات ثنائية السنترومير . [ 10 ] تتيح هذه التقنية فحص عينات الدم والأنسجة البشرية، والتي اعتمدتها مختبرات الإشعاع تاريخيًا. [ 4 ] [ 5 ] [ 10 ] أما التلوين الكروموسومي فهو تقنية تلوين تُستخدم لتصوير الكروموسومات ثنائية السنترومير. وهي تُلوّن على وجه التحديد الكروماتين المغاير التكويني ، وهي مناطق من الكروموسوم تقع عند السنترومير أو بالقرب منه. [ 9 ]

عواقب

يعتبر وجود النوى "ذات الذيل" ( B ) في الخلايا المشعة مؤشرات حيوية لتكوين الكروموسومات ثنائية المركز.

يُعدّ وجود الكروموسومات ثنائية السنترومير ذا أهمية سريرية بالغة للأفراد، إذ قد يعانون من إعاقات ذهنية وعصبية وجسدية. وتُعتبر النوى ذات الذيل مؤشراً على التعرّض للإشعاع في الأنسجة البشرية والميكروبات واللافقاريات المائية في أعقاب الكوارث النووية الأخيرة. [ 5 ] إضافةً إلى ذلك، تُستخدم هذه النوى كمؤشرات حيوية محتملة للكشف عن بعض المتلازمات الوراثية الموجودة في المجتمعات البشرية. [ 3 ]

الكروموسومات ثنائية المركز الكاذبة

قد تؤدي الكروموسومات ثنائية السنترومير إلى طفرات شبه ثنائية السنترومير، حيث يُعطَّل أحد السنتروميرات على الكروموسوم. [ 1 ] وقد يكون لهذا عواقب سريرية وخيمة على المرضى، كما لوحظ في الاضطرابات العصبية والفكرية التقدمية الشديدة [ 11 ] مثل متلازمة كابوكي ، وهي اضطراب خلقي يصيب الأطفال . [ 3 ] تُعد متلازمة كابوكي من أكثر المتلازمات التي دُرست على نطاق واسع والتي تشمل الكروموسوم شبه ثنائي السنترومير. [ 3 ] كما رُبطت متلازمات أخرى موصوفة بالكروموسومات شبه ثنائية السنترومير، مثل متلازمة إدواردز ، [ 12 ] وهي تثلث صبغي للكروموسوم 18 ، ومتلازمة تيرنر ، [ 13 ] وهي فقدان (أو فقدان جزئي) للكروموسوم X. لا تُعرّف الكروموسومات ثنائية المركز الكاذبة وحدها هذه المتلازمات، لأنه يتم أيضًا أخذ مساهمة التشوهات الكروموسومية الأخرى في الاعتبار، مثل وجود الكروموسومات المتماثلة في مرضى متلازمة تيرنر. [ 13 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 3 4 5 6 نوسباوم، روبرت؛ ماكينيس، رودريك؛ ويلارد، هنتنغتون؛ هاموش، آدا (2007). طومسون وطومسون: علم الوراثة في الطب . فيلادلفيا (بنسلفانيا): سوندرز. ص  72. ISBN 978-1-4160-3080-5.
  2. 1 2 3 4 5 6 هارتويل، ليلاند؛ هود، ليروي؛ غولدبيرغ، مايكل؛ رينولدز، آن؛ لي، سيلفر (2011). علم الوراثة من الجينات إلى الجينومات، الطبعة الرابعة . نيويورك: ماكجرو هيل. ISBN 9780073525266.
  3. 1 2 3 4 5 لينش، سالي؛ وآخرون (1995). "سمات شبيهة بمتلازمة كابوكي لدى توأمين متطابقين من الذكور مصابين بكروموسوم 13 ثنائي المركز كاذب" . مجلة علم الوراثة الطبية . 32 (32:227-230): 227-230 . doi : 10.1136/jmg.32.3.227 . PMC 1050324. PMID 7783176 .   
  4. 1 2 3 4 كرافتسوف، ف. يو؛ فيدورتسيفا، آر إف؛ ستاركوفا، ي. الخامس؛ يارتسيفا، N. M. نيكيفوروف، أ. م (2000-05-15). “النوى الذيلية والكروموسومات ثنائية المركز في المواد المشععة”. الإشعاع التطبيقي والنظائر . 52 (5): 1121–1127 . دوى : 10.1016/S0969-8043(00)00057-9 . بميد 10836416 . 
  5. ١ ٢ ٣ ٤ ٥ أنبوماني، س.؛ موهانكومار، ماري ن. (١٢ أغسطس ٢٠١٥). "الجسور النووية البلازمية والنوى ذات الذيل مؤشرات على التعرض للإشعاع في سمك البلطي الموزمبيقي باستخدام فحص السيتوم للنوى الدقيقة في كريات الدم الحمراء (EMNCA)". مجلة علوم البيئة وبحوث التلوث . ٢٢ (٢٣): ١٨٤٢٥-١٨٤٣٦ . doi : 10.1007/s11356-015-5107-1 . ISSN 0944-1344 . PMID 26263884. S2CID 21454141 .   
  6. ١ ٢ بوكامب، بيترا؛ بوب، سوزان؛ كرونيتش، دامير (٢٠٠٥-١١-٠١). "عدم استقرار الكروموسومات المعتمد على التيلومير" . وقائع ندوة مجلة الأمراض الجلدية الاستقصائية . ١٠ (٢): ٨٩-٩٤ . doi : 10.1111/j.1087-0024.2005.200401.x . ISSN 1087-0024 . PMID 16358816 .  
  7. 1 2 3 4 هابر، جيمس؛ ثوربورن، باتريشيا؛ روجرز، ديفيد (1983). "السلوك الانقسامي والانقسامي للكروموسومات ثنائية السنترومير في الخميرة Saccharomyces cerevisiae" . علم الوراثة . 106 (106:185–205): 185–205 . doi : 10.1093/genetics/106.2.185 . PMC 1202251. PMID 6321297 .  
  8. 1 2 توريس، إدواردو م.؛ ديفور، نوح؛ بانيرسيلفام، أمودا؛ تاكر، شيريل م.؛ ويتاكر، تشارلز أ.؛ جيجي، ستيفن ب.؛ دونهام، مايتريا ج.؛ آمون، أنجليكا (10 يناير 2010). "تحديد الطفرات المتسامحة مع اختلال الصيغة الصبغية" . الخلية . 143 ( 1): 71-83 . doi : 10.1016/j.cell.2010.08.038 . ISSN 0092-8674 . PMC 2993244. PMID 20850176 .   
  9. 1 2 ليفورت، جينيفيف؛ وآخرون (2002). "كروموسوم 14 ذو نقص في تكرار ثنائي المركز مستقر ناتج عن عبور ضمن انقلاب شبه مركزي أمومي". المجلة الأمريكية لعلم الوراثة الطبية. 113 ( 4): 333-338 . doi : 10.1002/ajmg.b.10720 . PMID 12457404 .  
  10. 1 2 بهافاني، م.؛ تاميز سيلفان، ج.؛ كور، هاربریت؛ أدهيكاري، ج.س.؛ فيجايالاكشمي، ج.؛ فينكاتاتشالام، ب.؛ تشودري، ن.ك. (2014-09-01). "تحليل انحرافات الكروموسومات ثنائية المركز باستخدام صبغة جيمسا والتهجين الموضعي الفلوري الخاص بالسنترومير للقياس البيولوجي للجرعات: مقارنة بين المختبرات وداخلها في المختبرات الهندية". الإشعاع التطبيقي والنظائر . 92 : 85-90 . doi : 10.1016/j.apradiso.2014.06.004 . PMID 25014548 . 
  11. ↑ ريفيرا، هـ.؛ زوفاردي، أ.؛ ماراشيو، ب.؛ كايولو، أ.؛ أنيشيني، س.؛ سكارينسي، ر.؛ فيفاريلي، ر. (1989-10-01). "تعطيل السنترومير البديل في كروموسوم ثنائي المركز كاذب (15؛20)(pter؛pter) مرتبط باضطراب عصبي متفاقم" . مجلة علم الوراثة الطبية . 26 (10): 626-630 . doi : 10.1136/jmg.26.10.626 . ISSN 1468-6244 . PMC 1015713. PMID 2685311 .   
  12. ^ غرافهولت، كلاوس هويبيرج؛ بوج، ميريتي؛ سترومكجير، هيلي؛ كابراني، مونا؛ هنريكيس، أولريك. بيترسن، مايكل ب. براندت، كارستن أ. (1997/07/01). "مريض يعاني من متلازمة إدواردز الناجمة عن كروموسوم كاذب نادر 18 من أصل الأب". الوراثة السريرية . 52 (1): 56-60 . دوى : 10.1111/j.1399-0004.1997.tb02515.x . ISSN 1399-0004 . بميد 9272714 . S2CID 41523372 .   
  13. 1 2 مونروي، نانسي؛ لوبيز، ماريسول؛ سرفانتس، أليسيا؛ غارسيا كروز، ديانا؛ ظفرة، جيلداردو؛ كانون، سونيا؛ زينتينو، خوان كارلوس؛ كوفمان ألفارو، سوزانا (2002/01/22). “تحليل الأقمار الصناعية الصغيرة في متلازمة تيرنر: الأصل الأبوي للكروموسومات X والآلية المحتملة لتشكيل الكروموسومات غير الطبيعية”. المجلة الأمريكية لعلم الوراثة الطبية . 107 (3): 181-189 . دوى : 10.1002/ajmg.10113 . ردمك 1096-8628 . بميد 11807897 .