TRISOMI: SINDROMA DOWN DAN KROMOSOM SEKS - BIOLOGI - 2025

Sebuah trisomi adalah kondisi kromosom individu yang membawa tiga kromosom bukan pasangan normal. Dalam diploid, endowmen normal adalah dua kromosom dari masing-masing komplemen kromosom yang mendefinisikan spesies.

Perubahan jumlah hanya pada salah satu kromosom disebut aneuploidi. Jika itu mencakup perubahan jumlah total kromosom itu akan menjadi ploidi sejati, atau eupolidy. Manusia memiliki 46 kromosom di setiap sel somatiknya. Jika mereka menjalani trisomi tunggal, mereka akan memiliki 47 kromosom.

Kariotipe menunjukkan trisomi pada kromosom 21. Program Genom Manusia Departemen Energi AS. , melalui Wikimedia Commons.

Trisomi secara statistik sering terjadi dan mewakili perubahan besar bagi organisme pembawa. Mereka juga dapat terjadi pada manusia, dan berhubungan dengan penyakit atau sindrom kompleks.

Ada trisomi pada manusia yang diketahui semua orang. Yang paling banyak dikunjungi, sering dan dikenal dari semuanya adalah trisomi kromosom 21, penyebab paling umum dari apa yang disebut sindrom Down.

Ada trisomi lain pada manusia yang menunjukkan biaya fisiologis yang besar bagi pembawa. Di antara mereka, kami memiliki trisomi kromosom X, yang merupakan tantangan besar bagi wanita yang mengalaminya.

Semua organisme eukariotik yang hidup dapat menjalani trisomi. Secara umum, pada tumbuhan setiap perubahan jumlah kromosom (aneuploidi) jauh lebih merusak daripada peningkatan jumlah komplemen kromosom spesies. Pada hewan lain, sebagai aturan umum, aneuploidi juga merupakan penyebab berbagai kondisi.

Trisomi kromosom 21 (sindrom Down: 47, +21)

Trisomi (lengkap) kromosom 21 pada manusia menentukan keberadaan 47 kromosom dalam sel somatik diploid. Dua puluh dua pasangan menyediakan 44 kromosom, sedangkan trio pada kromosom 21 menyediakan tiga lagi - salah satunya adalah supernumerary. Dengan kata lain, itu adalah kromosom yang "terlalu banyak".

Deskripsi dan sedikit sejarah

Trisomi kromosom 21 adalah aneuploidi yang paling umum pada manusia. Trisomi ini juga merupakan penyebab tersering sindrom Down. Namun, meskipun trisomi somatik lainnya lebih umum daripada yang ada pada kromosom 21, sebagian besar cenderung lebih mematikan pada tahap embrionik.

Artinya, embrio dengan trisomi 21 bisa mencapai kelahiran, sedangkan embrio trisomik lain tidak bisa. Selanjutnya, kelangsungan hidup pascakelahiran jauh lebih tinggi pada anak-anak dengan trisomi pada kromosom 21 karena frekuensi gen yang rendah dari kromosom ini.

Dengan kata lain, beberapa gen akan bertambah jumlah salinannya karena kromosom 21 adalah autosom terkecil dari semuanya.

Sindrom Down pertama kali dijelaskan oleh dokter Inggris John Langdon Down pada periode 1862 hingga 1866. Namun, asosiasi penyakit dengan kromosom 21 ditetapkan sekitar seratus tahun kemudian. Peneliti Prancis Marthe Gautier, Raymond Turpin dan Jèrôme Lejeune berpartisipasi dalam studi ini.

Penyebab genetik penyakit

Trisomi kromosom 21 disebabkan oleh penyatuan dua gamet, salah satunya adalah pembawa lebih dari satu salinan, total atau sebagian, kromosom 21. Ada tiga cara hal ini bisa terjadi.

Yang pertama, pada salah satu orang tua, nondisjungsi kromosom 21 selama meiosis menimbulkan gamet dengan dua kromosom 21, bukan satu. Nondisjunction berarti "kurangnya pemisahan atau segregasi." Ini adalah gamet yang dapat menimbulkan trisomi sejati dengan menggabungkan gamet lain dengan satu salinan kromosom 21.

Penyebab lain yang kurang umum dari trisomi ini adalah apa yang disebut translokasi Robertsonian. Di dalamnya, lengan panjang kromosom 21 berpindah ke kromosom lain (biasanya 14). Penyatuan salah satu gamet ini dengan gamet normal lainnya akan memunculkan embrio dengan kariotipe normal.

Namun, akan ada salinan tambahan dari materi yang diwariskan dari kromosom 21, yang merupakan penyebab penyakit yang cukup. Sindrom ini juga bisa disebabkan oleh penyimpangan kromosom lain atau mozaikisme.

Dalam mosaik, individu tersebut memiliki sel dengan kariotipe normal, bergantian dengan sel dengan kariotipe menyimpang (trisomik untuk kromosom 21).

Nondisjungsi meiotik selama meiosis gametik fenenin, atau oogenesis. Diambil dari https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Trisomy_due_to_nondisjunction_in_maternal_meiosis_1.png. Melalui Wikimedia Commons.

Manifestasi penyakit

Penyebab yang mendasari sindrom Down adalah peningkatan ekspresi beberapa enzim karena adanya tiga salinan gen pada kromosom 21, bukan dua.

Ekspresi yang meningkat ini menyebabkan perubahan dalam fisiologi normal individu. Beberapa enzim yang terpengaruh termasuk superoksida dismutase dan kista beta-sintase. Banyak lainnya yang terkait dengan sintesis DNA, metabolisme primer, dan kapasitas kognitif individu.

Penyakit ini memanifestasikan dirinya pada tingkatan yang berbeda. Salah satu yang paling penting, dan yang menentukan masa hidup mereka yang terkena trisomi, adalah kelainan jantung bawaan.

Kondisi lain yang menimpa individu yang sakit antara lain kelainan saluran cerna, hematologi, endokrinologi, THT, dan gangguan muskuloskeletal, serta kelainan visual, antara lain.

Gangguan neurologis juga penting, dan termasuk kesulitan belajar ringan hingga sedang. Kebanyakan orang dewasa dengan sindrom Down mengembangkan penyakit Alzheimer.

Diagnosis dan studi di sistem kehidupan lain

Diagnosis prenatal Down dapat dilakukan dengan beberapa cara. Ini termasuk USG, serta pengambilan sampel vilus korionik dan amniosentesis. Keduanya dapat digunakan untuk menghitung kromosom, tetapi memiliki risiko tertentu.

Tes lain yang lebih modern termasuk analisis kromosom oleh FISH, teknik imunohistologi lainnya, dan tes polimorfisme genetik berdasarkan amplifikasi DNA dengan PCR.

Studi tentang trisomi kromosom 21 pada sistem hewan pengerat telah memungkinkan kita untuk menganalisis sindrom tersebut tanpa bereksperimen dengan manusia. Dengan cara ini, hubungan genotipe / fenotipe telah dianalisis dengan aman dan andal.

Dengan cara yang sama, adalah mungkin untuk melanjutkan ke pengujian strategi dan agen terapeutik yang kemudian dapat digunakan pada manusia. Model hewan pengerat yang paling sukses untuk penelitian ini ternyata adalah tikus.

Trisomi kromosom seks pada manusia

Secara umum, aneuploidi kromosom seks memiliki konsekuensi medis yang lebih sedikit daripada autosom pada manusia. Betina dari spesies manusia adalah XX, dan jantan XY.

Trisomi seksual yang paling umum pada manusia adalah XXX, XXY dan XYY. Jelas, tidak mungkin ada individu YY, apalagi YYY. XXX individu secara morfologis berjenis kelamin perempuan, sedangkan XXY dan XYY adalah laki-laki.

Sindrom Triple X (47, XXX)

XXX individu pada manusia adalah wanita dengan kromosom X ekstra. Fenotipe yang terkait dengan kondisi bervariasi dengan usia, tetapi umumnya orang dewasa menunjukkan fenotipe normal.

Secara statistik, satu dari seribu wanita adalah XXX. Ciri fenotipe yang umum pada wanita XXX adalah pertumbuhan dan perkembangan prematur, dan tungkai bawah yang sangat panjang.

Di level lain, XXX wanita sering mengalami gangguan pendengaran atau perkembangan bahasa. Pada akhir masa remaja, mereka biasanya mengatasi masalah-masalah yang berkaitan dengan adaptasi sosialnya, dan kualitas hidup mereka meningkat. Namun, gangguan kejiwaan pada wanita XXX lebih sering terjadi dibandingkan pada wanita XX.

Pada wanita, salah satu kromosom X dinonaktifkan selama perkembangan normal individu. Dua di antaranya diyakini dinonaktifkan pada XXX wanita. Namun, diyakini bahwa sebagian besar akibat yang ditimbulkan dari trisomi disebabkan oleh ketidakseimbangan genetik.

Ini berarti bahwa inaktivasi tersebut tidak efisien atau cukup untuk menghindari perbedaan ekspresi gen tertentu (atau semua). Ini adalah salah satu aspek penyakit yang paling banyak dipelajari dari sudut pandang molekuler.

Seperti pada kasus trisomi lainnya, deteksi prenatal pada trisomi tripel X masih didukung oleh studi kariotipe.

Sindrom Kleinefelter (47, XXY)

Individu ini dikatakan jantan dari spesies dengan kromosom X ekstra. Tanda-tanda aneuploidi bervariasi dengan usia individu, dan biasanya hanya ketika mereka dewasa kondisi tersebut didiagnosis.

Artinya, kelainan seksual ini tidak menimbulkan pengaruh yang sebesar yang disebabkan oleh trisomi pada kromosom autosom.

Laki-laki dewasa XXY menghasilkan sedikit atau tidak ada sperma, memiliki testis dan penis kecil, serta penurunan libido. Mereka lebih tinggi dari rata-rata, tetapi juga memiliki rambut wajah dan tubuh yang lebih sedikit.

Mereka mungkin mengalami pembesaran payudara (ginekomastia), penurunan massa otot, dan tulang lemah. Pemberian testosteron biasanya membantu dalam pengobatan beberapa aspek endokrinologis yang berkaitan dengan kondisi tersebut.

Sindrom XYY (47, XYY)

Sindrom ini dialami oleh laki-laki dari spesies manusia (XY) yang memiliki tambahan kromosom Y. Konsekuensi dari adanya tambahan kromosom Y tidak sedramatis yang terlihat pada trisomi lainnya.

Individu XYY secara fenotipe berjenis kelamin laki-laki, tinggi teratur, dan dengan tungkai agak memanjang. Mereka menghasilkan testosteron dalam jumlah normal dan tidak memiliki masalah perilaku atau pembelajaran tertentu seperti yang diperkirakan sebelumnya.

Banyak individu XYY tidak menyadari status kromosom mereka. Mereka secara fenotip normal, dan juga subur.

Trisomi pada organisme lain

Pengaruh aneuploidi pada tumbuhan telah dianalisis dan dibandingkan dengan pengaruh perubahan euploidi. Secara umum, perubahan jumlah dalam satu atau beberapa kromosom lebih merusak fungsi normal individu daripada perubahan set lengkap kromosom.

Seperti dalam kasus-kasus yang dijelaskan, ketidakseimbangan dalam ekspresi tampaknya menjelaskan efek merusak dari perbedaan tersebut.

Referensi

1. Herault, Y., Delabar, JM, Fisher, EMC, Tybulewicz, VLJ, Yu, E., Brault, V. (2017) Model hewan pengerat dalam penelitian sindrom Down: dampak dan masa depan. Perusahaan Ahli Biologi, 10: 1165-1186. doi: 10.1242 / dmm.029728
2. khtar, F., Bokhari, SRA 2018. Down Syndrome (Trisomi 21). Masuk: StatPearls. Treasure Island (FL): Penerbitan StatPearls; 2018 Jan-. Tersedia dari: ncbi.nlm.nih.gov
3. Otter, M., Schrander-Stumpel, CT, Curfs, LM (2010) sindrom Triple X: tinjauan literatur. European Journal of Human Genetics, 18: 265-271.
4. Papavassiliou, P., Charalsawadi, C., Rafferty, K., Jackson-Cook, C. (2014) Mosaikisme untuk trisomi 21: tinjauan. American Journsl of Medical Genetica Bagian A, 167A: 26–39.
5. Santorum, M., Wright, D., Syngelaki, A., Karagioti, N., Nicolaides, KH (2017) Akurasi tes gabungan trimester pertama dalam skrining untuk trisomi 21, 18 dan 13. USG di Obstetrics & Gynecology, 49 : 714-720.
6. Tartaglia, NR, Howell, S., Sutherland, A., Wilson, R., Wilson, L. (2010) Sebuah tinjauan trisomi X (47, XXX). Orphanet Journal of Rare Diseases, 5, ojrd.com