Cromosoma femminile x o y. Cromosoma X. Circoli dell'ignoranza

Recentemente, i cromosomi sono stati immeritatamente dimenticati. Ma ora questa piccola particella cellulare può rispondere a molte domande

Si tratta di un genoma "corto", la cui esistenza potrebbe dimostrare che il Creatore ha uno specifico senso dell'umorismo. Probabilmente è questo il suo scherzo: creare un cromosoma che esiste solo in corpi degli uomini, dirige lo sviluppo dell'embrione verso grandi muscoli e aggressività, per poi renderlo così inutile. Persino i genetisti non hanno potuto dire nulla di buono su questo cromosoma. "Non c'è niente di interessante in questo, vero? Solo alcuni geni che codificano per lo sperma", ha detto un ricercatore genetico chino sul suo computer nel Dipartimento di Patologia di Cambridge. provocando il cancro seni "Quando ho iniziato a studiarlo 15 anni fa, i miei colleghi pensavano che il mio interesse fosse strano", aggiunge il dottor Nabil Affara dell'Unità del cromosoma Y. Ma ora questi studi possono rispondere a molte domande. problemi critici: da dove veniamo, come si è sviluppato il linguaggio, cosa ci distingue dalle scimmie, la guerra dei sessi è davvero “cablata” nei nostri geni? La ricerca su questo cromosoma ha già portato all'emergere di molte teorie interessanti. Uno di essi ci permette di risalire ad "Adamo", il capostipite di tutti gli uomini della terra. Un altro confuta l'opinione generalmente accettata secondo cui gli antenati degli indiani moderni vivevano in Siberia. Secondo la terza teoria, il cromosoma Y contiene un gene responsabile della capacità delle persone di parlare

Trecento milioni di anni fa il cromosoma Y non esisteva in natura. La maggior parte degli animali aveva una coppia di cromosomi X e il sesso era determinato da altri fattori come la temperatura. (In alcuni anfibi, come tartarughe e coccodrilli, dallo stesso uovo può ancora schiudersi un maschio o una femmina, a seconda della temperatura). Quindi si verificò una mutazione nel corpo di un certo mammifero e il nuovo gene che apparve iniziò a determinare il "percorso di sviluppo maschile" per i corpi portatori di questo gene.

Sopravvisse alla selezione naturale, ma per farlo aveva bisogno di bloccare il processo di sostituzione gene allelico dal cromosoma X. Questi eventi di lunga data hanno determinato l'unicità del cromosoma Y: esiste solo nei corpi maschili. Le uova fecondate dagli spermatozoi Y si sono sviluppate in maschi.

Studiando le mutazioni che sono entrate nel cromosoma Y, gli scienziati possono stimare quanto gli uomini di due gruppi etnici siano distanti (in senso genetico) dal nostro antenato comune. Alcuni dei risultati ottenuti con questo metodo sono stati piuttosto sorprendenti. Ad esempio, le storie orali dei Lemba, un popolo di lingua bantu del Sud Africa, testimoniano che i loro antenati erano metalmeccanici ebrei nello Yemen. Alcuni di loro, di affari commerciali si ritrovarono nell'Africa meridionale, si stabilirono lì, il che diede origine a questa nazione. I ricercatori hanno dimostrato che le mutazioni del cromosoma Y negli uomini Lemba sono davvero molto simili a quelle del popolo ebraico noto come Cohen. Studi simili hanno suggerito che israeliani e palestinesi discendessero da antenati comuni circa 7.800 anni fa.

Queste scoperte sorprendenti ma isolate sono diventate parte di un quadro più ampio lo scorso novembre, quando una branca della biologia chiamata archogenetica ha fatto un grande passo avanti. Primo Rivista scientifica, Nature Genetics, ha proposto una nuova versione albero genealogico l'umanità, basata su variazioni ancora sconosciute: gli "aplotipi", il cromosoma Y. Questi dati hanno confermato che gli antenati degli esseri umani moderni migrarono dall’Africa. Ma a giudicare da questi dati, si è scoperto che l'Eva genetica, la progenitrice di tutta l'umanità, è 84mila anni più vecchia dell'Adamo genetico, se si misura l'età con il cromosoma Y.

L'equivalente femminile del cromosoma Y, cioè L'informazione genetica trasmessa da madre in figlia è nota come m-DNA. Questo è il DNA dei mitocondri, che è la fonte di energia nella cellula. Negli ultimi anni è stato generalmente accettato che "Eva mitacondriale" sia vissuta circa 143mila anni fa, il che non è in alcun modo coerente con l'età stimata di "Y-Adam" - 59mila anni.

In realtà qui non c’è alcuna contraddizione. Questi dati suggeriscono solo che i diversi cromosomi presenti in genoma umano, è apparso in tempi diversi. Circa 143 mila anni fa, una nuova varietà di m-DNA apparve nel pool genetico dei nostri antenati. Come ogni mutazione riuscita, si diffuse in sempre più corpi fino a escludere tutte le altre varietà dal pool genetico. Questo è il motivo per cui tutte le donne ora portano con sé questa nuova versione migliorata dell'm-DNA. La stessa cosa è successa con il cromosoma Y negli uomini, solo che l'evoluzione ha impiegato altri 84mila anni per creare una versione di grande successo che fosse in grado di spiazzare tutti i concorrenti.

Non è ancora chiaro su cosa si basi il successo di queste nuove versioni, forse un aumento della capacità riproduttiva della prole dei loro portatori.

Tutti hanno visto le foto degli indigeni. Nord America durante la caccia ai mammut alla fine dell'ultima era glaciale. La convinzione che fossero i primi è sempre stata una parte importante della mitologia dei nativi americani. Ma ora ci sono prove che il continente fosse abitato molto prima del loro arrivo. Negli ultimi anni gli archeologi hanno portato alla luce diversi teschi che non solo sono antecedenti al possibile insediamento dei cacciatori di mammut, ma non hanno nulla in comune in proporzione ai teschi degli abitanti Asia settentrionale. Erano piuttosto più vicini alle proporzioni caratteristiche dei popoli del sud-est asiatico e della regione del Pacifico. I genetisti sono stati in grado di confermare la storia di questi teschi.

Due anni fa, Douglas Wallace del Center Medicina Molecolare presso la Emory University School of Medicine, ad Atlanta, in Georgia, ha iniziato a studiare questo problema. Ha esaminato una serie di variazioni nell’m-DNA note come “aplogruppo X”. Questo fattore X è stato riscontrato sia tra i nativi americani che tra gli europei, ma, soprattutto, non è stato riscontrato tra i popoli dei gruppi siberiani. I tentativi di trovarlo tra i popoli del sud-est asiatico fallirono.

In altre parole, gli indiani nordamericani discendevano non solo dal gruppo del Pacifico, ma anche dai predecessori dell'attuale razza europea.

In un articolo pubblicato lo scorso anno, il dottor Spencer Wells del Wellcome Trust Center for Human Genetics di Oxford ha fornito ulteriori prove di questo fatto. "Uno dei marcatori Y che abbiamo studiato, noto come M-45, proveniva originariamente dall'Asia centro-meridionale 40.000 anni fa. Sembra che queste persone fossero gli antenati comuni degli europei occidentali e dei nativi americani", afferma.

Ma la ricerca sul cromosoma Y non solo permette di tracciare le migrazioni dei popoli antichi, ma può dirti, se sei maschio, quanto del codice genetico condividi con un'altra persona con lo stesso cognome. Il professor Brian Sykes, dell'Istituto di medicina molecolare di Oxford, ha dichiarato: "Abbiamo scoperto che il genotipo e il cognome di una persona sono in stretta relazione, la ragione di ciò è il fatto che il cognome di una persona e il suo cromosoma Y vengono ereditati attraverso la linea maschile. In uno studio sulla struttura genetica delle persone di nome Sykes, abbiamo scoperto che il 50% aveva un cromosoma Y identico. Ciò significa che 700 anni fa, quando apparvero i cognomi in Inghilterra, il genere Sykes era localizzato in un'unica zona. Ulteriori ricerche hanno mostrato una proporzione simile per altri nomi. Sulla base dei risultati di questo studio, si può anche concludere che l’adulterio, e la conseguente incapacità per un bambino di conoscere il suo vero padre, non è così comune come previsto. Precedentemente la probabilità di ciò era stimata al 5-10%; i lavori sul genere Sykes fissano la cifra a circa l’1%. Questa tecnica può essere utilizzata anche per determinare il nome sospetto di un criminale sulla base delle tracce del suo DNA sulla scena del crimine.

L'analista di Internet Andry Cavin ha sfruttato la potenza di questo metodo quando i suoi tentativi di ricostruire un albero genealogico sono stati ostacolati dal cognome Bask proveniente dall'Ucraina. Ha utilizzato il servizio Family Tree DNA (www.familytreedna.com), inviando campioni di DNA da rovescio la tua guancia. I risultati lo stupirono. In primo luogo, a giudicare dagli indicatori Y, Andry si è rivelato un discendente della famiglia clericale Cohens. In secondo luogo, ha potuto incontrare un uomo i cui segni indicavano che lui e Kevin avevano un antenato comune vissuto non più di 250 anni fa.

Dopo averlo incontrato, Kevin ha detto: "Ci siamo subito uniti. Mi sentivo come se fosse mio zio. Suo padre mi somigliava e suo figlio mi somigliava quando ero giovane".

I dati che il cromosoma Y può fornire non solo possono fare amicizia con estranei, ma confermano che la guerra dei sessi ha le sue radici nei geni. L’idea che uomini e donne abbiano programmi di vita diversi è ormai conoscenza comune. Mentre un uomo può teoricamente avere un numero quasi illimitato di figli, le donne sono limitate in questo, quindi la promiscuità è più comune per gli uomini, mentre le donne preferiscono essere più selettive.

La posizione speciale del cromosoma Y provoca la formazione di due enclavi rivali, dove possono trovare rifugio i geni che danno vantaggi a un sesso. Un gene che risiede sul cromosoma Y non deve preoccuparsi di come influisce sulle femmine perché può risiedere solo nei corpi maschili.

Forse la prova più evidente di ciò viene dagli studi sulla biologia dei moscerini della frutta. In essi, lo sperma del maschio contiene un veleno che distrugge lo sperma di qualsiasi altro maschio. Sfortunatamente per le femmine, questo sperma è tossico anche per loro, quindi più spesso si accoppia, meno vive.

È improbabile che lo sperma abbia un effetto simile negli esseri umani, ma la “competizione spermatica” non avviene solo tra le mosche. Tra i primati, questo si osserva negli scimpanzé. Gli scimpanzé maschi sono in grado di produrre una quantità sorprendente di sperma perché le femmine di scimpanzé si accoppiano regolarmente con più maschi e quello che può pompare più sperma ha maggiori possibilità di fecondare un ovulo.

L'anno scorso il dottor Chung-I Wu e i suoi colleghi dell'Università di Chicago hanno scoperto che i geni responsabili della produzione delle proteine ​​spermatiche stanno cambiando molto rapidamente. Ciò significa che sono colpiti da una forte concorrenza. Il cromosoma Y contiene un gran numero di questi geni, e i ricercatori stanno ora cercando di capire quali siano coinvolti in questa competizione.

La presenza di un cromosoma Y è un fattore di rischio per il feto a causa della risposta immunitaria della madre. Ciò potrebbe spiegare alcuni modelli interessanti. Ad esempio, sono state annotate le seguenti statistiche: più fratelli minori ha un uomo (cioè fratelli, non sorelle), tanto più più probabilmente in lui possono apparire tendenze omosessuali. Ecco una possibile spiegazione. Sul cromosoma Y è presente un gene responsabile della produzione di un ormone mascolinizzante chiamato AMH. Questo ormone arresta lo sviluppo delle ghiandole che, in assenza di questo ormone, si trasformano nell'utero e nelle ovaie. Oltre a ciò, l’AMH provoca una reazione immunitaria da parte del corpo materno e gli anticorpi prodotti in questo caso impediscono all’ormone di svolgere un’altra delle sue funzioni. funzione importante, - dirigere lo sviluppo del cervello fetale secondo il tipo maschile.

La dichiarazione unilaterale di indipendenza del cromosoma Y non solo porta a continui conflitti con il cromosoma X, ma lo trasforma anche in qualcosa come un'isola. L'isolamento è uno dei caratteristiche importanti Cromosomi Y. La copia dei geni è accompagnata da errori. Quando si formano ovociti e spermatozoi, parti dei cromosomi accoppiati vengono scambiate e le aree danneggiate vengono scartate. Ma il cromosoma Y ha chiuso i suoi confini, e questo crea “terre abbandonate” dove non avvengono riparazioni e aggiornamenti dei geni. Pertanto, le strutture genetiche diminuiscono gradualmente e una volta che i geni funzionali diventano gusci inutili.

Ma proprio come gli edifici distrutti possono dire molto agli archeologi, i geni distrutti consentono agli archeologi di imparare dalla genetica, ad esempio, sugli ebrei neri in Africa. Il cromosoma Y ha bisogno di un’invasione esterna, proprio come una società in decadenza ha bisogno degli immigrati per rinnovarsi.

L’immagine comune della copia del DNA come qualcosa di simile alla fotocopia non riesce a trasmettere il vero dinamismo del genoma. Sebbene la natura abbia cercato di garantire la massima precisione in questa procedura, un solo pezzo di codice genetico, come un asteroide che invade un cromosoma, può modificare istantaneamente la sequenza preservata con cura per molte migliaia di generazioni. Questi ospiti indesiderati sono chiamati geni saltatori o trasposoni.

La stragrande maggioranza dei geni non lascia mai il cromosoma originale. Al contrario, i geni che saltano sono “vagabondi del genoma”. A volte frammenti di codice vengono sradicati, saltano fuori da un cromosoma e finiscono in un punto casuale su un altro. Possono schiantarsi nel mezzo di un gene, causando il caos, oppure possono agganciarsi al bordo, alterandone leggermente la funzione.

E in questo caso, la qualità maschile caratteristica del cromosoma Y - la riluttanza a pulire la casa - lo rende ancora una volta diverso dagli altri. Mentre nei cromosomi ordinari gli alieni vengono solitamente spazzati via dal pool genetico a causa della infinita mescolanza di geni, i pezzi di codice che atterrano sul “Territorio Y” vengono conservati lì per milioni di anni, come i crateri degli asteroidi sulla luna. A volte, quasi per caso, permette loro di fare qualcosa di meraviglioso. Gli "emigranti che saltano" potrebbero aver reso il cromosoma Y il pulsante di partenza dell'evoluzione.

Il primo di questi immigrati Y fu DAZ, scoperto da David Page. Quando iniziò a lavorare sul cromosoma Y, si sapeva solo che conteneva il gene SRY, che ne innesca lo sviluppo al momento giusto organi maschili nel feto nell'utero. Ora sappiamo che il cromosoma Y contiene circa due dozzine di geni (rispetto ai 2.000 geni del cromosoma X). La maggior parte di questi geni sono coinvolti nella produzione di sperma o aiutano la cellula a sintetizzare le proteine.

DAZ probabilmente arrivò sul cromosoma Y circa 20 o 40 milioni di anni fa, all'epoca in cui apparvero i primi primati (DAZ potrebbe essere stata la causa). Originariamente veniva descritto come un "produttore di sperma turbo" perché l'assenza di questo gene nell'uomo provoca una spermatogenesi ridotta o assente. Per un uomo, le conseguenze dell'assenza o del danneggiamento di questo gene possono essere tragiche. Secondo le statistiche, una coppia su sei ha problemi a concepire un figlio e il 20% di loro fattore chiave cioè lo sperma maschile.

Attualmente la tecnologia fecondazione ectopica risolve parzialmente questo problema. Ma aggirare le leggi della natura non è vano. L'infertilità, per quanto paradossale possa sembrare, diventa ereditaria. Cioè, di generazione in generazione, gli uomini non saranno in grado di concepire un bambino in modo naturale.

Recentemente, due ricercatori britannici hanno avanzato un suggerimento coraggioso. Affermavano che il fattore critico nell'emergere della parola negli esseri umani era proprio un certo "gene saltatore" che invadeva il cromosoma Y.

Il gene DAZ ha permesso ai primati di prosperare migliorando la spermatogenesi, ma quale gene ha dato impulso alla separazione degli esseri umani dalla stirpe dei primati? Il modo diretto per trovarlo è scuotere l’intero vasto genoma degli esseri umani e degli scimpanzé, cercando di trovare la differenza. Un modo più elegante è immaginare quali sarebbero le conseguenze di tali mutazioni e dove potrebbero essere trovate.

Questo è esattamente ciò che ha fatto il dottor Tim Crowe del Dipartimento di Psichiatria di Oxford. Inizialmente, in diversi articoli accademici, ammise l'esistenza di un certo gene che influenzò così tanto lo sviluppo del cervello da rendere possibile l'esistenza della parola. Inoltre, lui, ha suggerito che questo gene prenda forme diverse negli uomini e nelle donne.

Anche se questo sembra incredibilmente difficile per un singolo gene, in una conferenza tenutasi a Londra nel 1999, un altro gruppo di ricerca annunciò di aver scoperto questo gene e che si trovava sul cromosoma Y.

"Questo gene è espresso nel cervello umano ma non nei primati", afferma il dottor Nabeel Affara del Dipartimento di Patologia di Cambridge, "rendendolo un buon candidato per un gene del linguaggio". I primati ne hanno una versione X (PCDHX), ma ad un certo punto dell'evoluzione è passato al cromosoma Y.

Gli scienziati sono riusciti a tracciare la connessione della versione Y (PCDHY) con due punti di svolta nell'evoluzione umana. Il primo di questi avvenne circa tre milioni di anni fa, quando le dimensioni aumentarono cervello umano e apparvero i primi strumenti. Ma non è tutto. Il segmento di DNA che trasportava PCDHY si è trasformato nuovamente, dividendosi in due parti, in modo che i segmenti risultanti si siano ribaltati al loro posto. Secondo gli scienziati, ciò è accaduto 120-200 mila anni fa: proprio in questo periodo si sono verificati grandi cambiamenti nella produzione di strumenti e gli antenati africani dell'uomo hanno sviluppato la capacità di trasmettere simbolicamente informazioni.

Le prove circostanziali sono certamente valide, ma come funziona effettivamente questo gene? SU questo momento ci sono più domande che risposte qui, ma i dati disponibili non contraddicono la teoria sulla connessione di questo gene con l'apparenza della parola. "Fa parte di una famiglia di geni noti come cadedrine", afferma Affara. "Sintetizzano le proteine ​​che compongono il guscio cellule nervose e sono quindi coinvolti nella trasmissione delle informazioni. I geni PCDHX/Y sono attivi in ​​alcune regioni del cervello fetale umano."

Ma dietro tutte queste scoperte ce n’è una grande mistero. Il cromosoma Y può essere pensato come un modello di economia capitalista. I vincitori, i geni che danno un vantaggio, prendono tutto perché non si mescolano con i geni di altri cromosomi. Gli outsider, poiché di solito incidono sulla fertilità, falliscono quasi all'istante. Cioè, i geni che sopravvivono qui devono fare qualcosa di veramente prezioso per l'organismo.

Affara dice: "Il cromosoma Y ha perso la maggior parte dei suoi geni durante l'evoluzione. La domanda è: perché tutti quelli rimanenti prosperano? Devono svolgere qualche funzione sfuggente che non ci è chiara. Probabilmente, per scoprire questa funzione, dobbiamo È necessario studiare la relazione dei marcatori genetici che ci permettono di tracciare il pedigree di una persona con differenze nelle sue capacità."

L'idea è pericolosa in termini di correttezza politica, ma darà al cromosoma Y l'opportunità di sorprenderci più di una volta.

Il cromosoma maschile, il famigerato Y, differisce dagli altri 45 inclusi nel corredo genetico di una persona normale. Non ha un compagno. Era per lei In misura maggiore caratterizzato da varie mutazioni. Come dicono alcuni ricercatori, nel prossimo futuro la civiltà dovrà affrontare la completa scomparsa di questo elemento. Dall'altro lato, ultime ricerche ha dimostrato che il processo riproduttivo può facilmente procedere senza la partecipazione di questo cromosoma.

Cosa dicono gli scienziati?

Secondo i ricercatori, i cromosomi maschili scompariranno nei prossimi dieci milioni di anni. Certo, su questo non ci può essere certezza, ma le previsioni sono confermate da calcoli abbastanza affidabili. Ciò accadrà a causa della perdita di funzionalità di un elemento della struttura del DNA.

Oggi è noto con certezza che i cromosomi maschili sono significativamente diversi dagli altri, incluso X, poiché non possono scambiarsi informazioni genetiche durante il processo riproduttivo. Ciò ha portato alla perdita di materiale ereditario e all'accumulo di varie mutazioni trasmesse tra generazioni. Tuttavia, gli scienziati prestano attenzione: la presenza di questo particolare cromosoma, o meglio la sua assenza, non diventerà un ostacolo alla nascita della prole.

Ultime ricerche

Spesso questo è seguito da informazioni piuttosto inverosimili sugli alieni spaziali, ma non nel nostro caso. Gli scienziati hanno effettivamente scoperto esattamente quando si sono formati i cromosomi come strumento per determinare il sesso del feto. In precedenza, si credeva che ciò accadesse per la prima volta tre milioni di secoli fa. Le ricerche condotte nel recente passato hanno dimostrato che 166 milioni di anni prima della nostra epoca, sia i cromosomi maschili che quelli femminili erano assenti dal pool genetico del nostro genere.

Molti aderiscono alla teoria secondo cui i cromosomi sessuali (maschili, femminili) hanno lo stesso set genetico come fonte. Nei tempi antichi, l'evoluzione dei mammiferi portò alla comparsa di un gene, il cui allele divenne la base per il tipo di organismo maschile. L'allele nella scienza moderna si chiama Y, ma il secondo cominciò a essere designato X. Cioè, infatti, all'inizio c'erano cromosomi quasi identici, la differenza era in un gene. Col passare del tempo, Y divenne portatore di informazioni genetiche più utili per la metà maschile della famiglia, ma non importanti o dannose per la metà femminile.

Alcune caratteristiche del corpo umano

Ricercatori, scoprendo le caratteristiche specifiche del maschio e cromosomi femminili, hanno scoperto che Y non è in grado di ricombinarsi con X durante la gametogenesi, cioè nel momento in cui le cellule germinali maturano. Quindi, possibili cambiamenti sono causati esclusivamente da mutazioni. Le informazioni genetiche generate durante questo processo non possono essere valutate meccanismi naturali come un matrimonio, non c'è diluizione dovuta a variazioni genetiche. Di conseguenza, il padre trasmette il set completo al figlio - e così via di volta in volta, generazione dopo generazione. A poco a poco, il numero di modifiche si accumula.

Il processo di maturazione delle cellule germinali è associato alla divisione, caratteristica dello sperma. Ciascuna di queste divisioni rappresenta un'altra opportunità per ulteriori mutazioni che si accumulano nel cromosoma sessuale maschile. Anche l'acidità dell'ambiente in cui avviene questo processo gioca un ruolo: questo fattore provoca inoltre mutazioni non pianificate. Gli scienziati hanno scoperto che, statisticamente, Y è il cromosoma più frequentemente danneggiato dell'intero set genetico.

Lo è stato, lo è diventato, lo sarà

Attualmente, il numero di geni sul cromosoma Y, come dicono gli scienziati, non è inferiore a 45, ma non superiore a 90. Le stime specifiche differiscono leggermente, a seconda dei metodi utilizzati dai ricercatori. Ma il cromosoma sessuale femminile contiene quasi un migliaio e mezzo di geni. Questa differenza è dovuta a processi evolutivi che hanno portato alla perdita dell'informazione genetica.

In passato, gli scienziati che studiavano la dinamica del cromosoma Y stimavano che, in media, si perdessero circa 4,6 geni ogni milione di anni. Se questa progressione continua in futuro, entro i prossimi dieci milioni di anni l'informazione completamente genetica attraverso questo oggetto cesserà di essere trasferita.

Approccio alternativo

Naturalmente, X e Y sono cromosomi, il cui studio, in linea di principio, è diventato disponibile per l'umanità abbastanza recentemente, quindi gli scienziati per lo più hanno solo calcoli teorici, senza dati confermati da osservazioni pratiche, che sono sempre associati a una piccola probabilità di errore e discrepanze. Alcuni sono già convinti che l'opinione espressa sopra sia errata.

La ricerca specializzata è stata condotta presso il Whitehead Institute. Gli scienziati, esaminando il set di cromosomi maschili, sono giunti alla conclusione che il decadimento genetico si era completamente fermato. Questo era solo uno stadio evolutivo associato alle caratteristiche corpo umano, ed è ormai raggiunto uno stato stabile, che rimarrà tale per almeno dieci milioni di anni.

Come è successo

Menzionato ricerca alternativa, incentrato sui cromosomi X e Y, ha comportato il sequenziamento di 11.000.000 di paia di basi del cromosoma maschile. I dati genetici dei macachi rhesus sono stati utilizzati come campioni sperimentali. La sequenza ottenuta durante il lavoro è stata confrontata con la sezione corrispondente del cromosoma maschio dello scimpanzé e un campione di informazioni genetiche umane è stato preso come controllo. Sulla base dei dati ottenuti, è stato possibile confermare l'ipotesi che il contenuto genetico dei cromosomi maschili sia rimasto costante per 25 milioni di anni.

Uno degli autori di questo studio è Jennifer Hughes, la quale ha spiegato che l'Y (il simbolo del cromosoma maschile) ha perso un solo gene, il che è sorprendentemente diverso dai campioni sperimentali ottenuti dai macachi. Ciò indica che nel prossimo futuro (tuttavia, gli intervalli di tempo misurati in milioni di anni possono essere chiamati solo in modo arbitrario), l'umanità non corre il pericolo di alcuna perdita di cromosomi.

È spaventoso?

Attualmente gli scienziati sanno esattamente quale cromosoma è responsabile del sesso del nascituro: dipende proprio da questa 23a coppia, che è corpo maschile rappresentato nemmeno dalla stessa coppia, perché le donne sono caratterizzate da XX e gli uomini da XY. Pertanto, le teorie sulla possibile scomparsa di Y sollevano timori tra molti: l’umanità si estinguerà? Diventeremo omosessuali?

Gli scienziati assicurano: non c'è motivo di preoccuparsi. Recentemente, una ricerca condotta in istituto scientifico alle Hawaii, hanno dimostrato chiaramente che è del tutto possibile una prole sana con la presenza di due geni sul cromosoma maschile - e questo è in relazione ai topi. Ciò significa che in futuro sarà possibile bypassare completamente questo cromosoma, riproducendosi con successo senza di esso. Questo vale anche per gli esseri umani. Gli scienziati notano: tali risultati della ricerca sono importanti non solo per coloro che temono per il destino dell'umanità in un lontano futuro. È del tutto possibile che aiuteranno a trovare la risposta alle domande sull'eliminazione dell'infertilità maschile.

Come è stato condotto l'esperimento

Il flusso di lavoro dei ricercatori prevedeva l'interazione con le cellule riproduttive dei topi maschi. Hanno lavorato su di loro, lasciando solo due geni del cromosoma maschile. Uno di loro è responsabile della formazione corporatura maschile corpo, compreso sviluppo ormonale, spermatogenesi e il secondo - per il fattore di proliferazione.

Durante la ricerca, è diventato chiaro che il gene che causa la proliferazione della spermogonia è l'unico di cui il sistema riproduttivo dei topi ha veramente bisogno per formare la prole.

Quello che è successo dopo?

Per testare i risultati delle loro conclusioni teoriche, in condizioni di laboratorio, gli scienziati hanno fecondato uova di topo utilizzando cromosomi maschili migliorati. A questo scopo è stato utilizzato un metodo di iniezione intracitoplasmatica altamente preciso. Gli embrioni che si svilupparono furono impiantati nel corpo femminile, nell'utero.

Le statistiche hanno mostrato: il 9% di tutte le gravidanze ha avuto successo e la prole è nata completamente sana. Ma se il processo riproduttivo avviene con la partecipazione di un topo maschio il cui cromosoma non ha subito modifiche, la percentuale gravidanze riuscite senza deviazioni nello sviluppo della prole - solo il 26%. Ciò dimostra chiaramente che il cromosoma sessuale maschile in futuro potrebbe diventare solo una reliquia dei millenni passati. Probabilmente sarà possibile trovare su altri cromosomi elementi responsabili dell'informazione genetica che corrispondono al cromosoma maschile. Se attivi la loro funzionalità, l'oggetto in questione diventerà completamente ridondante.

Oncologia e genetica

Qualche tempo fa sono stati pubblicati studi dai quali ne consegue che la probabilità di sviluppo neoplasie maligne e perdita del cromosoma maschile. Questo a volte si verifica in età avanzata. I leucociti sono colpiti principalmente. Gli scienziati hanno anche scoperto che questo è uno dei motivi mortalità precoce: Gli uomini con mutazioni genetiche di solito muoiono prima, ma le donne vivono più a lungo.

Questo fenomeno fu descritto per la prima volta circa mezzo secolo fa, ma le conseguenze, così come le cause, rimangono ancora oggi un segreto sigillato per il pubblico. Nell’ambito dello studio condotto in Svezia, sono stati prelevati campioni di sangue da 1.153 persone di età compresa tra 70 e 84 anni. Sono stati studiati solo campioni di sangue di uomini e il campione si basava su persone che venivano regolarmente osservate nelle cliniche di tutto il paese da almeno quarant'anni di età. Le informazioni raccolte hanno mostrato chiaramente che la perdita del cromosoma maschile è caratteristica di coloro la cui aspettativa di vita è di circa 5,5 anni più breve rispetto agli uomini che non hanno subito tale cambiamento. Se il numero dei leucociti è alterato informazioni genetiche aumentato, è aumentata la probabilità di morte causata da processi maligni.

Stereotipi e informazioni attendibili

È generalmente accettato che Y sia il cromosoma che determina genere bambino, e con questo si esauriscono le sue funzioni. In effetti, l’informazione genetica che immagazzina è importante per molte funzioni. Gli scienziati sperano che studiando le caratteristiche di questo cromosoma sia possibile inventare medicina efficace contro i tumori. I medici suggeriscono che la perdita di cromosomi con l’età porta ad un indebolimento del sistema immunitario. Questo, a sua volta, crea le condizioni per la crescita delle cellule maligne.

Immagine da unc.edu

Ogni donna non è solo un mistero, ma un mosaico costituito da cellule con diversi insiemi di cromosomi attivi. Gli esseri umani hanno 23 paia di cromosomi e i cromosomi di ciascuna coppia portano gli stessi set di geni. L'eccezione è una coppia di cromosomi sessuali. Negli uomini, uno si chiama X e l'altro si chiama Y, e differiscono significativamente nei loro gruppi di geni. Il cromosoma X è molto più grande del cromosoma Y e contiene più geni. Entrambi i cromosomi sessuali femminili sono X e differiscono l'uno dall'altro proprio come i cromosomi delle altre 22 coppie. Ogni donna ha due cromosomi X e ogni uomo ne ha solo uno, e affinché siano ugualmente attivi nelle donne e negli uomini, il corpo regola il loro lavoro. Per fare ciò, in tutte le cellule del corpo di una donna, uno dei cromosomi X viene inattivato. Quale dei due cromosomi sessuali verrà disattivato viene determinato casualmente per ciascuna cellula, in modo che in alcune cellule del corpo di una donna funzioni un cromosoma X e nelle restanti cellule funzioni l'altro.

Come risultato di questo mosaico, le donne raramente sviluppano malattie associate a danni al cromosoma X. Anche se una donna ha un cromosoma X con un difetto in qualche gene, l'altro cromosoma della coppia, lavorando su metà delle cellule, salva la situazione e impedisce alla malattia di manifestarsi. Affinché una malattia associata a un danno al cromosoma X possa “esplicarsi” al massimo delle sue potenzialità, una donna deve ricevere fino a due copie di questo cromosoma con un difetto nello stesso gene. Questo è un evento improbabile. Allo stesso tempo, se un uomo riceve un cromosoma X difettoso (proviene dalla madre), non avrà una compagna per compensare il danno e la malattia si manifesterà.

Il cromosoma X, sfortunatamente per gli uomini, trasporta molti geni vitali, quindi la sua rottura è irta tristi conseguenze. Daltonismo, emofilia, miopatia di Duchenne, sindrome dell'X fragile, immunodeficienza legata all'X: questi sono solo i più famosi malattie genetiche, che colpisce quasi esclusivamente gli uomini.

Daltonismo

È un malinteso comune che solo gli uomini possano essere daltonici. Questo non è vero, tuttavia, le donne daltoniche sono molto meno comuni. Solo lo 0,4% delle donne e circa il 5% degli uomini hanno difficoltà a distinguere determinati colori. Il daltonismo è la perdita o il deterioramento di uno dei pigmenti associati al riconoscimento della luce di un determinato colore. Esistono tre pigmenti di questo tipo in totale e sono sensibili alle onde rosse, verdi e blu. Qualsiasi colore complesso può essere pensato come una combinazione di questi tre. Ciascun cono, che si trova nella retina ed è responsabile del riconoscimento del colore, contiene solo un tipo di pigmento. Per ragioni ancora sconosciute, problemi con il funzionamento dei pigmenti con cui distinguiamo il rosso e colori verdi, sono più comuni dei difetti del pigmento necessari per riconoscere correttamente il colore blu.

I geni situati sul cromosoma X sono responsabili della sintesi dei pigmenti. Se un uomo ha ricevuto un cromosoma con un gene difettoso che determina il riconoscimento, ad esempio, del colore rosso, allora solo questo cromosoma X difettoso sarà attivo in tutti i coni della sua retina - semplicemente non ne ha un altro. Pertanto, un uomo simile non avrà coni in grado di riconoscere correttamente il colore rosso. La retina della donna ha una struttura a mosaico e, anche se uno dei cromosomi X porta un gene danneggiato, questo cromosoma sarà attivo solo in una parte dei coni deputati al riconoscimento del colore corrispondente. In altri coni sarà attivo il secondo cromosoma, che trasporta il gene normale. La percezione del colore di una donna del genere sarà leggermente alterata, ma sarà comunque in grado di distinguere tutti i colori che le persone di solito distinguono.

Emofilia

Altro malattia conosciuta, associata a difetti nei geni del cromosoma X, è l'emofilia, un disturbo della coagulazione del sangue. Dopo una ferita nel sangue persona sana viene avviato un complesso sistema di reazioni che portano alla formazione di filamenti proteici di fibrina. A causa dell'accumulo di questi fili, il sangue nel sito della lesione diventa più denso e ostruisce la ferita. Se una qualsiasi fase del processo viene interrotta, il sangue non si coagula affatto o lo fa troppo lentamente, tanto che il paziente può morire per perdita di sangue anche dopo la rimozione del dente. Inoltre, i pazienti affetti da emofilia soffrono di emofilia spontanea emorragie interne a causa della vulnerabilità delle pareti dei vasi.

La cascata di reazioni che alla fine porta alla formazione di filamenti di fibrina e all’ispessimento del sangue è molto complessa, e ciò che sistema più complesso, più sono i posti in cui può rompersi. Esistono tre tipi noti di emofilia associati a difetti in tre geni che codificano per proteine ​​che partecipano alla cascata. Due di questi geni si trovano sul cromosoma X, quindi un uomo su 5.000 soffre di emofilia e nel corso della storia sono stati registrati solo 60 casi di malattia nelle donne.

Miopatia di Duchenne

Un altro gene importante situato sul cromosoma X è il gene della proteina distrofina, necessario per mantenere l'integrità delle membrane delle cellule muscolari. Nella miopatia di Duchenne, la funzione di questo gene viene interrotta e la distrofina non viene prodotta. Gli uomini che hanno ereditato un cromosoma X con un gene così danneggiato sviluppano una debolezza muscolare progressiva, a seguito della quale i ragazzi affetti da questa malattia non riescono a camminare in modo indipendente entro i 12 anni. Di norma, i pazienti muoiono all'età di circa 20 anni a causa di disturbi respiratori associati a debolezza muscolare. Nelle ragazze che hanno ricevuto un cromosoma X con un gene difettoso della distrofina, a causa del mosaicismo, la proteina manca solo in metà delle cellule del corpo. Pertanto, le donne portatrici del gene difettoso della distrofina soffrono solo in modo lieve debolezza muscolare, e non sempre.

Immunodeficienza grave legata all'X

I pazienti con gravi immunodeficienze sono costretti a vivere in ambienti completamente sterili perché estremamente vulnerabili malattie infettive. L'immunodeficienza grave legata all'X si verifica a causa di una mutazione in un gene che codifica per un componente comune di diversi recettori necessari per l'interazione delle cellule del sistema immunitario. Come risulta evidente dal nome della malattia, anche questo gene si trova sul cromosoma X. A causa della disfunzione dei recettori, il sistema immunitario si sviluppa fin dall'inizio in modo errato, le sue cellule sono poche, funzionano male e non riescono a coordinare le loro azioni. Fortunatamente questo grave malattiaÈ rara: colpisce un ragazzo su 100.000 e nelle ragazze l'insorgenza di questa malattia può essere considerata quasi impossibile.

Sindrome fragileCromosomi X

Un altro gene importante situato sul cromosoma X è il gene FMR1, necessario per sviluppo normale sistema nervoso. La funzione di questo gene potrebbe essere interrotta a causa di processo patologico, in cui aumenta il numero di frammenti di DNA ripetuti in un gene. Il punto è che copiare esattamente un numero ripetuto di unità è sempre difficile. Immaginiamo di dover riscrivere attentamente un numero lungo che ha molte cifre identiche di seguito: è facile commettere un errore e scrivere qualche cifra in più o in meno. È esattamente la stessa cosa nel DNA. Durante la divisione cellulare, quando il DNA raddoppia, il numero di ripetizioni può cambiare in modo casuale. È proprio a causa dell'aumento del numero di ripetizioni in un breve frammento di DNA sul cromosoma X che può apparire una regione “fragile” che si rompe facilmente durante la divisione cellulare. Il gene FMR1 si trova vicino all’area “fragile” e il suo lavoro è interrotto. Come risultato di questa patologia, si verifica un ritardo mentale, che si manifesta più chiaramente negli uomini con un cromosoma X "fragile" che nelle donne.

È sempre meglio averne due?X cromosomi di uno?

Sembra che avere due cromosomi X sia più vantaggioso di uno solo: c’è meno rischio di malattie dovute a geni cattivi. Che dire dei maschi che hanno la seguente composizione dei cromosomi sessuali: XXY? Possiamo aspettarci che abbiano un vantaggio rispetto ai maschi con la consueta composizione dei cromosomi sessuali XY? Si scopre che la composizione dei cromosomi XXY non è una benedizione, ma al contrario. Gli uomini con questo set di cromosomi soffrono della sindrome di Klinefelter, in cui si osservano molte patologie, ma non ci sono benefici.

Inoltre, sono note malattie caratterizzate anche da grandi quantità Cromosomi X, fino a cinque per genotipo. Tali patologie si verificano sia nelle donne che negli uomini. Se ci sono cromosomi X in eccesso, tutti tranne uno vengono inattivati. Tuttavia, anche se i cromosomi X in più non funzionano, più ce ne sono, più grave è la malattia. È interessante notare che l'intelligenza soffre soprattutto della presenza di cromosomi X in eccesso: ogni cromosoma in più di questo tipo porta ad una diminuzione del QI in media di circa 15 punti. Si scopre che avere un cromosoma X di riserva è positivo, ma non sempre (un cromosoma X aggiuntivo non rende gli uomini migliori). Avere molte varianti di riserva di questo cromosoma sessuale non è vantaggioso né per le donne né per gli uomini.

Perché i cromosomi X inattivi aggiuntivi sono dannosi e perché ogni cromosoma in più aggrava la gravità della malattia? In primo luogo, i cromosomi X in eccesso non vengono disattivati ​​immediatamente, ma solo dopo i primi 16 giorni di sviluppo dell’embrione. E quanto prima si verifica un disturbo durante lo sviluppo, tanto più diverse e numerose saranno le sue manifestazioni. Pertanto, i cromosomi in eccesso possono avere il tempo di "danneggiare" in modo abbastanza radicale, in modo che le patologie si manifestino in aree completamente diverse.

In secondo luogo, alcuni geni sui cromosomi X inattivati ​​in qualche modo sfuggono allo spegnimento. Sebbene i cromosomi X e Y siano molto diversi, formano comunque una coppia e hanno un piccolo numero di geni identici. Se ci sono troppi cromosomi sessuali e questi geni rimangono attivi su tutti, l’equilibrio genetico nelle cellule viene interrotto. Pertanto, tanto più cromosomi in più, tanto più grave è la malattia.

Il cromosoma X trasporta molti geni vitali e non sorprende che i suoi difetti siano estremamente gravi manifestazioni spiacevoli. Naturalmente alle donne viene data la possibilità di “assicurarsi” avendo una copia extra del cromosoma, che può ridurre la gravità della malattia. Tuttavia, una tale "riserva" è utile solo per singolare, e tutti i cromosomi X aggiuntivi portano allo sviluppo patologie gravi. Ebbene, gli uomini che non hanno un secondo cromosoma X corrono un rischio maggiore fin dall'inizio del concepimento. Ahimè.

Yulia Kondratenko

Cromosoma Y maschile

Brevi informazioni (video, inglese): ,

Donne e uomini hanno ciascuno 23 paia di cromosomi. Di ogni coppia, uno è stato ricevuto dal padre e uno dalla madre. A differenza dei cromosomi autosomici, che sono nominati in ordine da “1” a “22”, i due cromosomi “sessuali” hanno designazioni tramite lettere. XX per le donne e XY per gli uomini. Dalla madre: sempre il cromosoma X. Dal padre, il bambino erediterà il cromosoma X (ragazza) o il cromosoma Y (ragazzo). Il cromosoma X del padre si trasforma nella combinazione XX - e questo è il sesso femminile. Il cromosoma Y del padre si trasforma in una combinazione XY e determina il genere maschile. Quasi tutti i cromosomi subiscono la miscelazione (ricombinazione), un processo in cui ciascuna coppia di cromosomi scambia frammenti diversi tra loro. Poiché ogni uomo ha un solo cromosoma Y, questo, a differenza dei cromosomi X, non si ricombina. Per questi motivi l'analisi genealogica sui cromosomi X diventa molto più complicata. Ereditiamo anche il DNA mitocondriale (mtDNA) da nostra madre, ma non da nostro padre.

Gli strumenti principali della genealogia del DNA sono l'analisi delle mutazioni, il loro numero e la posizione nel mtDNA e nei cromosomi Y. Il cromosoma Y, a causa della bassissima frequenza di mutazioni e dell'assenza di mescolamento (ricombinazione), a differenza del DNA mitocondriale, viene trasmesso quasi invariato di generazione in generazione. In base alle variazioni della mutazione, i cromosomi sono divisi in aplotipi, che vengono combinati in aplogruppi e sottocladi (sottogruppi). Le designazioni delle lettere degli aplogruppi sono in ordine alfabetico e indicano il momento della comparsa della successiva mutazione. Cioè l'aplogruppo A (il cromosoma Y del cosiddetto Adamo, apparso circa 75.000 anni fa, localizzato oggi soprattutto in Sud Africa) è più vecchio di età (circa 30.000 anni fa), ecc. in ordine alfabetico.

Distribuzione stimata degli aplogruppi Y-DNA 2000 aC. e.

Distribuzione degli aplogruppi Y-DNA

Distribuzione degli aplogruppi Y-DNA in Europa

Le patologie dei cromosomi sessuali possono essere causate da una violazione del loro numero (aneuploidia) o da difetti strutturali.

Le aneuploidie dei cromosomi sessuali più comuni sono: 45.X (sindrome di Turner); 47,XXY (sindrome di Klinefelter); 47,XYY; e 47,XXX. Il mosaicismo dei cromosomi sessuali con la presenza nel corpo di cellule con un genotipo normale non è raro. I due tipi più comuni di mosaicismo dei cromosomi sessuali sono 45,X/46,XX e 45,X/46,XY. La gravità delle manifestazioni fenotipiche nei pazienti con mosaicismo corrisponde alla proporzione di cellule anormali.

Le patologie strutturali dei cromosomi X e Y comprendono principalmente isocromosomi, delezioni, duplicazioni, cromosomi ad anello e traslocazioni.

Un esempio di disordine genomico è la duplicazione genetica MECP2 negli uomini, si manifesta in presenza di ipotonia muscolare, grave ritardo mentale, ritardo nello sviluppo del linguaggio, disturbi della deglutizione, frequenti Infezioni respiratorie, così come convulsioni (crisi tonico-cloniche che non possono essere trattate).

Anomalie nel numero dei cromosomi (aneuploidia)

Le aneuploidie dei cromosomi sessuali più comuni sono 45.X (sindrome di Shereshevsky-Turner); 47,XXY (sindrome di Klinefelter); 47,XYY e 47,XXX con un'incidenza rispettivamente di circa 1/2500, da 1/500 a 1/1000, da 1/900 a 1500 e 1/1000. Il mosaicismo dei cromosomi sessuali con la presenza nel corpo di cellule con un genotipo normale non è raro. I due tipi più comuni di mosaicismo dei cromosomi sessuali sono 45,X/46,XX e 45,X/46,XY. La gravità delle manifestazioni fenotipiche nei pazienti con mosaicismo corrisponde alla percentuale di cellule anormali.

Monosomia sul cromosoma X (45.X o sindrome di Shereshevsky-Turner)

La maggior parte dei pazienti con sindrome di Shereshevsky-Turner presenta la monosomia sul cromosoma X, cariotipo 45.X. Altre forme della sindrome comprendono il mosaicismo sul cromosoma X, come 45,X/46,XX o 45,X/46,XY con delezione parziale del cromosoma Y. Alcuni pazienti presentano un'anomalia strutturale del secondo cromosoma X (p. es., isocromosoma del braccio lungo del cromosoma X o delezione del braccio corto). Anche le delezioni che coinvolgono la parte distale del braccio corto del cromosoma Y sono associate al fenotipo della sindrome di Turner, poiché in questo caso Ai pazienti mancano i cosiddetti geni anti-Turner (SHOX, RPSY4 e ZFY). Anche le delezioni del braccio corto del cromosoma X sono state associate al fenotipo della sindrome di Turner. La maggior parte sono casi isolati.

La sindrome di Shereshevsky-Turner è caratterizzata da bassa statura e alcuni dei seguenti sintomi: dismorfismo facciale, comprese orecchie a impianto basso, rughe sul collo, a forma di scudo gabbia toracica(largo, con lunga distanza tra i capezzoli), linfedema, alluce valgo articolazione del gomito, quarto corto osso metacarpale, ipoplasia piastre per unghie, punti neri e difetti cardiaci congeniti. Tra i difetti cardiaci, i tipici e più comuni sono i difetti vascolari e la coartazione dell'aorta. Inoltre, i pazienti affetti dalla sindrome di Turner sviluppano gonadi simili a striature, ovulazione compromessa e sviluppo sessuale ritardato. Si verificano anche difetti dello sviluppo renale ( rene a ferro di cavallo). Il linfedema degli arti inferiori può essere l'unico segno clinico osservato nei neonati. Gli individui con sindrome di Turner che portano materiale genetico dal cromosoma Y hanno un rischio maggiore di sviluppare gonadoblastoma.

47.XXY Sindrome di Klinefelter

La sindrome di Klinefelter è la patologia più comune del numero di cromosomi sessuali che causa ipogonadismo primario. Il cariotipo 47,XXY è il risultato della non disgiunzione dei cromosomi sessuali e può essere di origine materna o paterna. La maggior parte dei casi della malattia vengono rilevati dopo la nascita e vengono diagnosticati quando si determinano le cause di infertilità, identificando ginecomastia, criptorchidismo o disturbi neurologici.

Riso. Non-disgiunzione dei cromosomi sessuali

I neonati con cariotipo 47,XXY sono fenotipicamente normali, con genitali maschili esterni fisiologicamente normali e senza dismorfismi visibili. Le principali manifestazioni cliniche della sindrome di Klinefelter, tra cui alta statura, testicoli piccoli e infertilità (azoospermia), diventano pronunciate nel periodo postpuberale. I pazienti con sindrome di Klinefelter corrono un rischio maggiore disordini mentali, disturbi autistici e problemi sociali. I pazienti con diagnosi di sindrome di Klinefelter dovrebbero essere valutati stato neurologico e rivolgersi ad un endocrinologo.

47.XYY

Gli individui con un cariotipo 47,XYY sono alti e possono presentare moderati ritardi nello sviluppo motorio e del linguaggio. Molti di loro richiedono maggiore attenzione all'apprendimento, ma, di regola, studiano tutti nella base scuola secondaria. Lo sviluppo puberale è normale e la maggior parte dei ragazzi è fertile. Poiché il fenotipo è lieve e non sono associati problemi di salute, molti individui con un cariotipo 47,XYY rimangono non diagnosticati per tutta la vita.

È stato precedentemente riportato che gli uomini con 47.XYY hanno una maggiore aggressività, che si riflette nel loro comportamento aggressivo. Tuttavia, successivi studi congiunti su larga scala condotti da genetisti europei e americani hanno dimostrato che le statistiche sull’aumento dell’attività criminale degli uomini con XYY erano correlate al loro basso status socioeconomico a causa della basso valore QI (circa 10 punti), che ha portato ad alcune difficoltà con la legge e, più spesso, a reati minori. Gli individui con 47.XYY ne hanno di più alte prestazioni disturbo da deficit di attenzione e iperattività, nonché disturbi autistici. Per questi pazienti è raccomandata una valutazione del neurosviluppo, data l'elevata prevalenza di difficoltà di apprendimento e problemi comportamentali.

47.XXX

47,XXX (conosciuta anche come trisomia X) è la patologia più comune dei cromosomi sessuali nelle donne. La trisomia del cromosoma X viene diagnosticata in utero durante screening genetico. Le donne con cariotipo 47.XXX no rischio aumentato sviluppo di un feto con anomalie cromosomiche.

Uno studio su 155 donne con un cariotipo di 47.XXX ha dimostrato che il 62% di loro era fisicamente normale. Pertanto, alla maggior parte degli individui con cariotipo 47.XXX non viene mai diagnosticata. Le donne con 47.XXX hanno una crescita elevata; ( lunghezza media la circonferenza della testa varia tuttavia tra il 25° e il 35° percentile adolescenza per molti può raggiungere l'80° percentile). La maturità sessuale e la fertilità sono molto spesso normali, ma può verificarsi un'insufficienza ovarica prematura.

Uno studio successivo su undici bambini con un cariotipo di 47.XXX ha mostrato che il QI delle ragazze alla nascita era di 15-20 punti inferiore a quello dei loro fratelli. Pertanto, si raccomanda di monitorare i ritardi di sviluppo e identificare la presenza di problemi psicologici in futuro.

Altre malattie

Sono stati segnalati più di cento casi del cariotipo 49,XXXXY, con almeno venti casi di 49,XXXXX e alcuni casi di 49,XYYYY. Esiste una relazione diretta tra il numero di cromosomi sessuali aggiuntivi e la gravità delle manifestazioni fenotipiche nei pazienti. Uno studio sulla tetra e pentasomia dei cromosomi sessuali ha concluso che la polisomia sul cromosoma X è associata a conseguenze più gravi rispetto alla polisomia sul cromosoma Y. È stato dimostrato che i livelli di QI diminuiscono di 10 punti per ogni cromosoma X in più rispetto al numero normale.

49.XXXXY I segni clinici caratteristici del cariotipo XXXXY sono la radice del naso infossata con punta nasale larga o rialzata, occhi distanziati, pieghe palpebra-nasali, patologie scheletriche (in particolare sinostosi radioulnare), malattie cardiache congenite, disturbi endocrini e un alto grado di ipogonadismo e ipogenitalismo. Sono comuni anche un grave ritardo mentale e una moderata bassa statura. Sebbene gli individui con questo cariotipo siano spesso classificati come casi di sindrome di Klinefelter, tutti tratti caratteriali XXXXY indicano abbastanza chiaramente questo particolare fenotipo.

49,XXXX Le donne con cariotipo 49,XXXXX (pentasomia del cromosoma X) hanno sempre un ritardo mentale. Altre manifestazioni come patologie craniofacciali, cardiovascolari e scheletriche sono piuttosto variabili. I pazienti con pentasomia X possono presentare caratteristiche simili a quelle osservate nella sindrome di Down. La sinostosi radioulnare è comune anche nei pazienti con un gran numero di cromosomi X. Alcuni pazienti presentano mosaicismo 48,XXXX e 49,XXXXX.

Mosaicismo 45,X/46,XX

Questo è il mosaicismo dei cromosomi sessuali più comune e viene diagnosticato mediante amniocentesi e cariotipo prenatale. Gli individui con questo tipo di mosaicismo hanno caratteristiche cliniche più lievi della sindrome di Turner. Molte donne hanno attraversato la pubertà e sono state in grado di riprodursi.

Dei 156 casi di mosaicismo 45.X/46.XX diagnosticati prenatalmente, il 14% dei casi ha avuto un esito anomalo. Si sono verificati due nati morti e 20 casi di fenotipo anomalo (12 presentavano alcune caratteristiche della sindrome di Turner e i restanti 8 erano anormali, forse non correlati). Più dell'85% delle ragazze aveva un fenotipo normale alla nascita, o questo si era stabilito in seguito ad un'interruzione medica della gravidanza. Tuttavia, le caratteristiche principali della sindrome di Turner (come la bassa statura e l'assenza di caratteristiche sessuali secondarie) compaiono solo nell'infanzia o nell'adolescenza e non vengono notate durante l'infanzia. In alcune donne con fenotipo normale, con funzionalità ovarica compromessa, si riscontra mosaicismo 45,X/46,XX.

Mosaicismo 45,X/46,XY

Il mosaicismo con la presenza di 45,X/46,XY ha un ampio spettro fenotipico. Ad esempio, in una serie retrospettiva di 151 casi diagnosticati postnatalmente di mosaicismo 45,X/46,XY, il 42% dei pazienti aveva un fenotipo femminile, con sindrome di Turner tipica o atipica presente. Un altro 42% aveva genitali esterni indeterminati e gonadi asimmetriche (disgenesia gonadica mista) e, infine, il 15% aveva un fenotipo maschile con mascolinizzazione incompleta. Pertanto, tutti i casi diagnosticati dopo la nascita erano fenotipicamente anormali. Al contrario, tra gli 80 casi diagnosticati prenatalmente di mosaicismo 45,X/46,XY 74, il 92,6% erano ragazzi fenotipicamente normali. Ciò potrebbe spiegare il fatto che è improbabile che i bambini o gli adulti con mosaicismo ma con un fenotipo normale richiedano un trattamento. cure mediche(errore di conversione).

Anomalie strutturali dei cromosomi

Le patologie strutturali comprendono principalmente isocromosomi, delezioni, duplicazioni, cromosomi ad anello e traslocazioni.

Isocromosoma Xq

L'isocromosoma del braccio lungo del cromosoma X, isoXq o i(Xq), in cui il braccio corto (p) viene eliminato (assente/ridotto) e sostituito da una copia esatta del braccio lungo (q), è l'isocromosoma più comune anomalia dei cromosomi sessuali.

La presenza di patologia strutturale non è associata ad un aumento del rischio legato all'età nei genitori. L'isocromosomia 46,X,i(Xq) può essere espressione di mosaicismo, quando nel corpo sono presenti due popolazioni cellulari geneticamente diverse: normale - 46,XX e 45,X.

Gli isocromosomi Xq e Xy sono associati alla sindrome di Turner, probabilmente perché il principale gene anti-Turner SHOX è localizzato nella parte distale del muscolo corto spalle X Cromosomi Y (sulle regioni pseudoautosomiche). L'isocromosoma Xq viene rilevato anche in pazienti con una delle varianti della sindrome di Klinefelter, 47,X,i(Xq),Y.

Eliminazione di Xp22.11

La delezione Xp22.11 include il gene PTCHD1. L'identificazione è stata segnalata in diverse famiglie con disturbi autistici, nonché in tre famiglie con ritardo mentale. Gene PTCHD1è un gene candidato per il ritardo mentale legato all'X con o senza autismo. La funzione e il ruolo di questo gene sono sconosciuti.

Eliminazione di Xp22.3

La delezione di questa regione è spesso associata a microftalmia e sindrome da difetti cutanei lineari (MLS) ed è una malattia dominante legata all'X, cioè letale negli uomini e quindi riscontrabile solo nelle donne. Il gene in questa regione codifica la citocromo C sintasi mitocondriale ( HCCS). Manifestazione clinica La MLS si esprime con la presenza di microftalmia e anoftalmia (unilaterale o bilaterale) e di difetti lineari della pelle, principalmente del viso e del collo, che si risolvono nel tempo. Sono incluse anche patologie cerebrali strutturali, ritardi dello sviluppo e convulsioni (attacchi). quadro clinico. Anche anomalie cardiache (come cardiomiopatia ipertensiva e aritmia), bassa statura, ernia iatale, distrofia ungueale, fistola preauricolare, perdita dell'udito, malformazioni genitourinarie (malformazioni, malformazioni) sono fenomeni clinici comuni.

La valutazione di screening comprende un esame oftalmologico e dermatologico, una valutazione dello sviluppo generale, un ecocardiogramma, una risonanza magnetica cerebrale (MRI) e un elettroencefalogramma (EEG).

Eliminazioni Xp22 SHOX

La delezione Xp22 include il gene SHOX, una mutazione del quale causa la bassa statura idiopatica. Il gene SHOX è situato nella regione pseudoautosomica 1 dei cromosomi X e Y. Si ritiene che questo gene sia responsabile della bassa statura nella sindrome di Turner e l'aploinsufficienza di questo gene causa la discondrosteosi di Lery-Weillian. La discondrosteosi di Lery-Weill è caratterizzata da bassa statura, più pronunciata nelle donne, nonché da sublussazione cronica della mano (deformazione delle ossa del polso, deformità di Madelung). Delezioni omozigoti del gene SHOX causano inoltre la displasia di Langer forma grave displasia metafisaria. Le delezioni del gene SHOX sono facilmente rilevabili nei pazienti con bassa statura, senza nessun altro caratteristiche specifiche nella struttura del loro scheletro. Più del 60% dei riarrangiamenti SHOX sono delezioni genetiche; in assenza di delezioni, viene eseguita l'ibridazione genomica comparativa seguita dal sequenziamento per identificare e stabilire mutazioni puntiformi esame clinico bassa statura idiopatica.

Eliminazioni di Xp11.22

Le delezioni della regione Xp11.22 includono il gene PHF8 (che codifica per la proteina PHD8 del dito), le cui mutazioni sono state associate a ritardo mentale, labio/palatoschisi e disturbi autistici.

Mutazioni con delezione del gene PHF8 sono associate alla sindrome da ritardo mentale legata all'X, sindrome di Siderius-Hamel.

Duplicazioni Xp.22.31

Duplicazioni nel locus Xp.22.31 sono spesso descritte in letteratura. Si è discusso molto se questa duplicazione sia patogenetica o benigna, data la difficoltà di determinare le conseguenze della variazione del numero di copie del gene. Questa duplicazione colpisce il gene della steroide solfatasi. Il risultato è un difetto genetico, una mutazione nel gene della steroide solfatasi, che si esprime in una diminuzione della sua attività o nell'assenza della sua sintesi. La delezione di questo gene è associata all'ittiosi legata all'X negli uomini. Questa duplicazione è osservata in pazienti con ritardo mentale. Tuttavia, viene rilevata sia nei parenti sani di questi pazienti che nella popolazione generale. Sebbene le duplicazioni di questo gene possano non avere manifestazioni fenotipiche, le triplicazioni sono state costantemente associate a disturbi mentali. La diagnostica FISH consente infine di differenziare le duplicazioni dalle triplicazioni (per riconoscere un aumento del numero di copie di un gene).

Sindrome da duplicazione ME2CP

Mutazioni nel gene che codifica per la proteina terminale metil-legante-CpG 2 ( ME2CP), localizzato in Xq28, responsabile della sindrome di Rett. La duplicazione di questa regione ha poco o nessun significato fenotipico nelle donne, probabilmente a causa dell'inattivazione del cromosoma X patologico. Gli uomini con questa mutazione sono notevolmente indeboliti. La presenza di duplicazione si esprime clinicamente in presenza di grave ipotonia muscolare, grave ritardo mentale, ritardo nello sviluppo del linguaggio, disturbi della deglutizione (difficoltà a mangiare), frequenti infezioni respiratorie e convulsioni convulsive, comprese quelle tonico-cloniche, talvolta incurabili. A molti pazienti con questa duplicazione è stato diagnosticato l'autismo o un tipo simile di disturbo. Similmente a quanto osservato nella sindrome di Rett, i pazienti presentano duplicazione ME2CP sperimentando una regressione evolutiva. Inoltre, sviluppano atassia e la progressiva spasticità muscolare della parte inferiore del corpo spesso porta alla perdita della deambulazione. Sono stati notati problemi gastrointestinali e grave stitichezza. La duplicazione spesso colpisce il gene antagonista del recettore dell’interleuchina 1 ( IRAK1), che potrebbe svolgere un ruolo nella comparsa di patologie immunitarie osservate in questo gruppo di pazienti. La prognosi è sfavorevole e la maggior parte degli uomini con questa duplicazione muore prima dei 30 anni a causa di infezioni respiratorie secondarie. La triplicazione di questa regione determina un fenotipo ancora più grave negli uomini.

Gli esami di screening di questi pazienti comprendono un EEG, la valutazione della funzione di deglutizione, la valutazione umorale e immunità cellulare. Il trattamento può includere il trattamento dell'ipotonia muscolare e della spasticità, la logopedia (logopedia), l'uso di una sonda gastrostomica per problemi di alimentazione e il trattamento delle infezioni respiratorie.

La traduzione dei materiali dal sito Web UpTodate è stata preparata da specialisti del Centro di immunologia e riproduzione.