ISOCHROMOSOME: DEFINISI, ASAL, PATOLOGI TERKAIT - BIOLOGI - 2025

Sebuah isochromosome adalah kromosom metasentrik abnormal yang disebabkan oleh hilangnya salah satu lengan kromosom orangtua dan duplikasi akibat dari lengan yang diawetkan.

Ada dua mekanisme yang telah diajukan untuk menjelaskan generasi kelainan genetik jenis ini. Yang lebih diterima dari dua mengusulkan bahwa isokromosom berasal selama proses pembelahan sel, sebagai produk dari pembelahan transversal sentromer daripada longitudinal.

Pembentukan Isochromosome. Oleh Miguelferig, dari Wikimedia Commons.

Karena, akibatnya berupa perubahan informasi genetik yang terkandung dalam kromosom induk, berbagai kelainan genetik dapat muncul. Sindrom Turner, yang terjadi karena duplikasi lengan panjang kromosom X dan hilangnya lengan pendek, merupakan gangguan yang paling banyak dipelajari.

Selain itu, banyak jenis kanker juga dikaitkan dengan jenis kelainan ini. Oleh karena itu, studi tentang isokromosom telah menjadi bidang penelitian yang menarik dan penting.

Isochromosome: kelainan kromosom struktural

Isokromosom adalah kelainan kromosom struktural yang menghasilkan kromosom metasentrik yang menyimpang. Hal ini disebabkan oleh hilangnya salah satu lengan kromatid dan duplikasi berikutnya dari lengan yang tidak terhapus.

Dengan kata lain, pada kromosom ini, kedua lengan kromatid identik secara morfologis dan genetik. Duplikasi ini menghasilkan monosomi parsial atau trisomi parsial.

Monosomi adalah istilah yang digunakan untuk merujuk pada fakta bahwa informasi genetik yang terkandung dalam lokus ditemukan dalam satu salinan. Situasi yang tidak normal pada sel diploid, di mana selalu ada dua salinan. Sekarang, dikatakan bahwa itu adalah parsial ketika informasi yang hilang ditemukan pada kromosom lain dari pasangan tersebut.

Di sisi lain, trisomi yang disebabkan oleh gangguan struktur jenis ini bersifat parsial, karena informasi genetik yang terdapat pada lengan terdapat dalam tiga salinan.

Namun, dua salinan ini adalah sama, produk dari peristiwa duplikasi salah satu lengan di salah satu kromosom pasangan.

Asal

Mekanisme pembentukan isokromosom masih harus dijelaskan sepenuhnya. Namun, dua penjelasan yang dibuat sampai saat ini didukung.

Yang pertama, yang paling diterima, menyatakan bahwa selama pembelahan sel sentromer dibentuk oleh pembelahan transversal dan bukan pembelahan longitudinal, seperti biasanya terjadi dalam kondisi normal. Hal ini menyebabkan hilangnya salah satu lengan kromosom induk dan duplikasi berikutnya dari lengan yang tetap utuh.

Mekanisme kedua melibatkan pelepasan salah satu lengan dan akibatnya fusi kromatid anak tepat di atas sentromer, menimbulkan kromosom dengan dua sentromer (kromosom dentrik). Pada gilirannya, salah satu dari dua sentromer ini mengalami kehilangan fungsionalitas total, yang memungkinkan segregasi kromosom selama pembelahan sel terjadi secara normal.

Patologi terkait

Pembentukan isokromosom mengakibatkan ketidakseimbangan jumlah informasi genetik yang dipegang oleh kromosom induk. Ketidakseimbangan ini sering menyebabkan munculnya kelainan genetik, yang diterjemahkan ke dalam patologi tertentu.

Di antara banyak sindrom yang telah dikaitkan dengan jenis kelainan struktural ini, kami menemukan sindrom Turner. Kondisi ini yang paling diketahui, sebenarnya terkait dengan laporan pertama dari isochromosome pada manusia. Yang terakhir berasal dari pembentukan isokromosom X, di mana lengan pendek dari kromosom asli telah hilang dan lengan panjang telah diduplikasi.

Sejumlah penelitian telah menunjukkan bahwa keberadaan isokromosom adalah pemicu perkembangan berbagai jenis kanker, di antaranya leukemia mieloid kronis yang terkait dengan isokromosom i (17q) menonjol. Penemuan ini membuat isokromosom menjadi fokus yang sangat relevan bagi para peneliti.

Apa itu kromosom?

Di semua sel hidup, DNA dikemas dalam struktur yang sangat terorganisir yang disebut kromosom.

Pengemasan dalam sel eukariotik ini terjadi berkat interaksi DNA dengan protein yang disebut histon, yang dalam kelompok delapan unit (oktamer) membentuk nukleosom.

Nukleosom (unit dasar organisasi kromatin) terdiri dari oktamer histon yang terdiri dari dimer histon H2A, H2B, H3 dan H4. Struktur oktamer menyerupai gulungan benang yang dilalui molekul DNA besar.

Belitan molekul DNA, melalui sejumlah besar nukleosom yang dihubungkan bersama oleh daerah spacer yang terkait dengan jenis histon (H1) lain yang disebut linker, akhirnya memunculkan kromosom. Yang terakhir dapat dilihat di bawah mikroskop serta tubuh yang terdefinisi dengan baik selama proses pembelahan sel (mitosis dan meiosis).

Setiap spesies diploid memiliki jumlah pasangan kromosom yang jelas. Setiap pasangan memiliki ukuran dan bentuk yang berbeda untuk memudahkan identifikasi.

Struktur kromosom

Kromosom memiliki struktur yang cukup sederhana, terdiri dari dua lengan paralel (kromatid) yang disatukan melalui sentromer, struktur DNA yang padat.

Sentromer membagi setiap kromatid menjadi dua lengan, satu lengan pendek disebut "lengan P" dan satu lagi lebih panjang disebut "lengan Q". Di masing-masing lengan setiap kromatid, gen tersusun di lokasi yang identik.

Pembentukan Isochromosome. Oleh Miguelferig, dari Wikimedia Commons

Posisi sentromer di sepanjang setiap kromatid menimbulkan berbagai jenis struktural kromosom:

- Akrosentrik: sentromer yang menempati posisi sangat dekat dengan salah satu ujung, berasal dari lengan yang sangat panjang terhadap ujung lainnya.

- Metasentrik: pada jenis kromosom ini, sentromer menempati lokasi tengah, sehingga membentuk lengan dengan panjang yang sama.

- Submetasentrik: dalam hal ini, sentromer hanya sedikit bergeser dari pusat, menghasilkan lengan yang sangat sedikit berbeda.

Kelainan kromosom

Setiap kromosom yang menyusun kariotipe individu memiliki jutaan gen, yang menyandikan protein dalam jumlah tak terbatas yang memenuhi fungsi berbeda, serta urutan pengatur.

Setiap peristiwa yang memperkenalkan variasi dalam struktur, jumlah atau ukuran kromosom dapat menyebabkan perubahan dalam kuantitas, kualitas dan lokasi informasi genetik yang terkandung di dalamnya. Perubahan ini dapat menyebabkan kondisi bencana, baik dalam perkembangan maupun fungsi individu.

Kelainan ini umumnya dihasilkan selama gametogenesis atau selama tahap awal perkembangan embrio dan, meskipun cenderung sangat bervariasi, kelainan ini telah disederhanakan menjadi dua kategori: kelainan kromosom struktural dan kelainan kromosom numerik.

Yang pertama melibatkan variasi dalam jumlah standar kromosom, yaitu, mengacu pada hilangnya atau bertambahnya kromosom, sedangkan yang kedua mengacu pada hilangnya, duplikasi atau inversi dari bagian kromosom

Referensi

1. Alberts B, Johnson AD, Lewis J, Morgan D, Raff M, Roberts K, Walter P. (2014) Molecular Biology of the Cell (Edisi ke-6). WW Norton & Company, New York, NY, AS.
2. Annunziato A. Kemasan DNA: Nukleosom dan kromatin. Pendidikan Alam. 2008; 1:26.
3. Caspersson T, Lindsten J, Zech L. Sifat penyimpangan kromosom X struktural pada sindrom Turner seperti yang diungkapkan oleh analisis fluoresensi quinacrine mustard. Hereditas. 1970; 66: 287-292.
4. de la Chapelle A. Bagaimana isokromosom manusia muncul? Genet Cytogenet Kanker. 1982; 5: 173-179.
5. Fraccaro M, Ikkos D, Lindsten J, Luft R, Kaijser K. Jenis baru kelainan kromosom dalam disgenesis gonad. Lanset. 1960; 2: 1144.
6. Lokakarya Internasional Pertama tentang Kromosom dalam Leukemia. Kromosom pada leukemia granulositik kronis phi-positif. Br J Haematol. 1978; 39: 305-309.
7. Mitelman F, Levan G. Pengelompokan aberasi ke kromosom spesifik dalam neoplasma manusia. Hereditas. 1978; 89: 207-232.
8. Simpson JL. Gangguan Diferensiasi Seksual. 1970. Academic Press, New York, San Francisco, London.
9. Vinuesa M, Slavutsky I, Larripa I. Kehadiran isochromosomes pada penyakit hematologi. Genet Cytogenet Kanker. 1987; 25: 47-54.