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15号染色体异常会怎样?导致耳聋在内的7种疾病
评论2020-05-20来源:相因网

人类通常在每个细胞中有46条染色体,分为23对。15号染色体的两个拷贝,一个从每个亲本遗传的拷贝,形成一对。15号染色体跨越超过1.02亿个DNA构建块(碱基对),占细胞总DNA的3%以上。

 15号染色体异常

15号染色体异常会怎样

识别每条染色体上的基因是遗传研究的一个活跃领域。由于研究人员使用不同的方法来预测每条染色体上的基因数量,因此估计的基因数量会有所不同。15号染色体可能包含600至700个基因,这些基因提供制造蛋白质的说明。这些蛋白质在体内发挥着各种不同的作用。

15号染色体图

遗传学家使用称为idiograms的图表作为染色体的标准表示。图像显示染色体的相对大小及其条带图案,这是当染色体用化学溶液染色然后在显微镜下观察时出现的暗带和亮带的特征图案。这些条带用于描述每条染色体上基因的位置。

15号染色体图表

15号染色体图表

15号染色体异常相关病症

1、15q13.3微缺失

15q13.3微缺失是染色体变化,其中在每个细胞中缺失一小块15号染色体。缺失发生在染色体的长(q)臂上指定为q13.3的位置。大多数具有15q13.3微缺失的人缺少大约200万个DNA构建块(碱基对)的序列,也写成2兆碱基(Mb)。删除区域的确切大小各不相同,但通常包含至少6个基因。目前尚不清楚这些基因的丢失如何增加一些15q13.3微缺失患者的智力残疾,癫痫发作,行为问题和精神疾病的风险。

15q13.3微缺失

15q13.3微缺失

其他15q13.3微缺失的患者没有明显的与染色体变化相关的体征或症状。在这些个体中,微缺失通常在进行基因检测时被检测到,因为它们具有受影响的亲属。目前尚不清楚为什么15q13.3微缺失导致某些人的认知和行为问题,而其他人的健康问题很少或没有。研究人员认为可能涉及其他遗传或环境因素。

2、15q24微缺失

15q24微缺失是染色体变化,其中每个细胞中缺失一小块15号染色体。具体而言,受影响的个体在15号染色体上q24位的DNA缺失1.7Mb和6.1Mb之间。缺失的确切大小不同,但所有个体缺失相同的1.2Mb区域。该区域包含几个被认为对正常发育很重要的基因。目前尚不清楚这些基因的丢失如何导致智力障碍,独特的面部特征以及15q24微缺失患者常见的其他异常情况。

15q24微缺失

15q24微缺失

3、急性早幼粒细胞白血病

一种称为急性早幼粒细胞白血病的血癌是由15号染色体和17之间遗传物质的重排(易位)引起的。这种易位,写为t(15; 17),融合了部分15号染色体的PML基因。来自染色体17 的RARA基因的这种突变是在一个人的一生中获得的,并且仅存在于某些细胞中。这种称为体细胞突变的遗传变异不是遗传的。t(15; 17)易位被称为平衡的相互易位,因为染色体彼此交换(互逆)并且没有遗传物质被获得或丢失(平衡)。由该融合基因产生的蛋白质称为PML-RARα。

急性早幼粒细胞白血病

急性早幼粒细胞白血病

PML-RARα蛋白的功能不同于来自正常PML和RARA基因的蛋白质产物。15号染色体上的PML基因提供了作为肿瘤抑制因子的蛋白质的说明,这意味着它可以防止细胞生长和分裂太快或以不受控制的方式分裂。PML蛋白阻断细胞生长和分裂(增殖)并与其他蛋白质结合诱导自我破坏(凋亡)。该RARA17号染色​​体上的基因提供了制备称为视黄酸受体α(RARα)的转录因子的说明。转录因子是附着(结合)DNA特定区域并帮助控制特定基因活性的蛋白质。通常,RARα蛋白控制对于未成熟白细胞的成熟(分化)重要的基因的活性(转录)超过称为早幼粒细胞的特定阶段。PML-RARα蛋白干扰PML和RARα蛋白的正常功能。结果,血细胞滞留在前髓细胞阶段,并且它们异常增殖。过量的早幼粒细胞在骨髓中积聚,不能形成正常的白细胞,导致急性早幼粒细胞白血病。

4、天使(Angelman)综合症

天使(Angelman)综合症是由每个细胞中15号染色体特定部分的基因活性(表达)丧失引起的。该区域位于染色体的长(q)臂上,命名为15q11-q13。该区域含有一种名为UBE3A的基因,当突变或缺失时,可能会导致Angelman综合征的特征性神经系统特征。

人们通常从每个亲本遗传一个UBE3A基因拷贝,并且这个基因的两个拷贝都在身体的许多组织中打开(活跃)。然而,在大脑的某些区域,只有从人的母亲(母亲副本)遗传的副本才有效。这种亲本特异性基因激活是由称为基因组印记的现象引起的。如果由于染色体变化或基因突变导致母体拷贝丢失,则一个人在大脑的某些部分将没有UBE3A基因的工作拷贝。

在大多数情况下(约70%),Angelman综合征是由15号染色体的母本拷贝中的缺失引起的。这种染色体变化删除了包含UBE3A基因的15号染色体区域。因为遗传自人父亲(父本拷贝)的UBE3A基因的拷贝在大脑的某些部分通常是无活性的,所以母本15号染色体中的缺失在这些脑区域中没有留下UBE3A基因的活性拷贝。

天使(Angelman)综合症

天使(Angelman)综合症

在3%至7%的Angelman综合征病例中,当一个人从他或她的父亲那里继承两份15号染色体而不是每个父母一份时,就会出现这种情况。这种现象称为父亲单亲二体(UPD)。具有15号染色体的父亲UPD的人有两个UBE3A基因拷贝,但它们都是从父亲遗传的,因此在大脑中是无活性的。

大约10%的Angelman综合征病例是由UBE3A基因突变引起的,另外3%是由DNA区域的缺陷引起的,该区域控制UBE3A基因和15号染色体母本拷贝上的其他基因的激活。在一小部分病例中,Angelman综合征是由染色体重排(易位)或UBE3A以外的基因突变引起的。这些遗传变化异常地使UBE3A基因失活。

5、等二尖瓣15号染色体综合征

等二尖瓣15号染色体综合征是由每个细胞中存在一个异常的额外染色体(称为阳极中心15号染色体)引起的。等距中心染色体包含遗传物质的镜像区段,并且具有两个收缩点(着丝粒),而不是正常染色体中的一个着丝点。在等二极管15号染色体综合征中,等阳性中心染色体由来自15号染色体的一段遗传物质的两个额外拷贝组成,端对端连接。通常,这种复制的遗传物质包括15q11-q13区域。

智力障碍

等二尖瓣15号染色体综合征

细胞通常具有每个染色体的两个拷贝,一个遗传自每个亲本。在具有阳极中心15号染色体综合征的人中,细胞具有通常的15号染色体的两个拷贝加上在阳极中心染色体中的遗传物质片段的两个额外拷贝。额外的遗传物质破坏了正常的发育过程,导致了这种疾病的特征。这些特征包括弱肌张力(张力减退),智力残疾,反复发作(癫痫),自闭症的特征或影响沟通和社交互动的相关发育障碍,以及其他行为问题。一些具有阳极中心15号染色体的个体,其复制的遗传物质不包括15q11-q13区域,没有显示该病症的迹象或症状。

6、Prader-Willi综合征

Prader-Willi综合征是由15号染色体区域的活性基因缺失引起的。该区域位于染色体的长(q)臂上,命名为15q11-q13。虽然不同的基因与这两种疾病有关,但是15号染色体的同一部分通常会受到Angelman综合征患者的影响。人们可能患有Prader-Willi综合征或Angelman综合征,但他们通常不能兼得。

人们通常从每个父母那里继承一份15号染色体。这条染色体上的一些基因仅在遗传自人父亲(父本)的拷贝上开启(活跃)。这种亲本特异性基因激活是由称为基因组印记的现象引起的。

 Prader-Willi综合征

Prader-Willi综合征

在大约70%的病例中,Prader-Willi综合征发生在每个细胞中缺失父本15号染色体的15q11-q13区域时。具有这种染色体变化的人将缺少该区域中的某些关键基因,因为父本拷贝上的基因已被删除,并且母本拷贝上的基因被关闭(无活性)。研究人员正在努力确定哪些缺失基因与Prader-Willi综合征的特征相关。

在大约25%的病例中,患有Prader-Willi综合征的人从母亲那里继承了15份15号染色体,而不是从每位父母那里复制了一份。这种现象称为母亲单亲二体。具有两个15号染色体母本拷贝的人将不具有15q11-q13区域中某些基因的活性拷贝。

在一小部分病例中,Prader-Willi综合征是由称为易位的染色体重排引起的。极少数情况下,这种情况是由突变或其他缺陷引起的,这种缺陷异常地使15号染色体的父本拷贝上的基因失活。

7、感觉神经性耳聋和男性不育

感觉神经性耳聋和男性不育是由于15号染色体的长(q)臂遗传物质的缺失引起的。感觉神经性耳聋和男性不育症的症状与该地区多个基因的丧失有关。删除的大小因受影响的个体而异。研究人员已经确定,15号染色体STRC上特定基因的丢失是受影响个体听力损失的原因。在15号染色体的同一区域中另一个基因CATSPER2的丢失是造成精子异常的原因,这导致受影响的男性无法生育孩子(不育)。研究人员正在努力确定缺失区域中其他基因的丢失如何影响患有感音神经性耳聋和男性不育的人。

感音神经性耳聋

感音神经性耳聋

Tips:

15号染色体数量或结构的其他变化可导致智力残疾,延迟生长发育,肌张力减退和面部特征。这些变化包括每个细胞中部分15号染色体的额外拷贝(部分15三体),每个细胞中缺失的染色体片段(部分单体15)和称为环15号染色体的环状结构。染色体在两个地方断裂并且染色体臂的末端融合在一起形成圆形结构。

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