شذوذ صبغي
الاضطراب الصبغي إنگليزية: Chromosome abnormality هو اعتلالات تحدث في الصبغيات تأخذ عدة أشكال و أنواع. معظم هذه الاضطرابات تحدث نتيجة خطأ أثناء عملية انقسام الخلية.
وتتميز الكائنات الحية بوجود أشفاع من الصبغيات في خلاياها، ثابتة العدد ضمن النوع، وينتقل نصفها من كل من الأبوين إلى الأبناء ومن جيل إلى آخر، ضمن الأعراس gametes، ناقلة معها المورثات التي تمتلكها. ويحدث الشذوذ الصبغي chromosomal abnormality نتيجة تغير في عددها أو تركيبها مما يسبب تبدلاً في الخارطة الصبغية[ر] الخاصة بالكائن الحي. وغالباً ما يؤدي ذلك إلى مشكلات في نمو جسم الفرد المصاب وتطوره ووظائفه، وقد يؤدي إلى موته..[1]
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
السلوك الصبغي في أثناء الانقسام الانتصافي
يُشار إلى العدد الأساسي من الصبغيات باسم أحادي الصيغة الصبغية monoploid، وتمتلك الصبغيات ثباتاً كبيراً، إلا أنها معرضة لتغيرات تلقائية أو بتأثير عوامل خارجية. يعمل الانقسام الخلوي الانتصافي (الاختزالي) meiosis، في أثناء تكوين الأعراس المؤنثة أو المذكرة، على إنقاص عدد صبغيات النوع إلى النصف. ففي الإنسان، مثلاً، تمتلك كل خلية جسمية 46 صبغياً مرتباً في 23 شفعاً (22 شفعاً من الصبغيات الجسمية autosomes، وشفعاً من صبغيات الجنس sex chromosomes XX في الأنثى، وXY في الذكر، وينفصل صبغيا كل شفع في أثناء تكوين الأعراس، فتمتلك البيضة 23 صبغياً، ومثلها النطفة. ويعود العدد الصبغي إلى حالته الطبيعية نتيجة لعملية الإخصاب fertilization. وقد تحدث بعض الاختلالات أثناء الانقسام المذكور، فينتج عن ذلك شذوذ صبغي لا تعرف أسبابه بشكل دقيق. ويبين الشكل (1) آلية حدوث اختلال الصيغة الصبغية aneuploidy بسبب عدم انفصال شفع من الصبغيات في أثناء الانقسام الانتصافي الأول أو الثاني، فإذا حدث ذلك في الانقسام الأول فإنه يؤدي إلى عدم تكون أعراس طبيعية، أما إذا حدث في الانقسام الثاني فإن نصف أعداد الأعراس سيكون طبيعياً والنصف الآخر شاذاً.
أنواع الاضطرابات الصبغية
يحدث الشذوذ الصبغي في الجنين نتيجة الإخصاب بين نطفة حصل فيها شذوذ صبغي في أثناء تكونها، مع بيضة طبيعية، أو العكس. وفي الغالب، لا يعيش الجنين الممتلك لعدد شاذ من الصبغيات، أو لصبغيات حدثت فيها تغيرات تركيبية مهمة. ويُقدّر أن نسبة كبيرة من الإجهاضات المبكرة التي تحدث في الثلث الأول من فترة الحمل تعود إلى اختلالات صبغية.
يمكن تصنيف حالات الشذوذ الصبغي ضمن مجموعتين:
1ـ اختلافات عددية ومنها:
أ ـ تغيرات على مستوى المجموعة الصبغية الكاملة:
ـ تعدد الصيغة الصبغية polyploidy: امتلاك الفرد لثلاث نسخ من الصيغة الصبغية الفردانية، أو أكثر، وهذا ممكن في النبات، ولكنه نادراً ما يشاهد في الحيوان، فثلاثي الصيغة الصبغية triploidy، مثلاً، يعني وجود الصبغيات بحالة ثلاثية n3n.
ـ الصيغة الصبغية الذاتية autoploidy: تنشأ من تضاعف الصبغيات من فرد ثنائي الصيغة الصبغية diploid. أما الصيغة الصبغية المخالفة alloploidy فتنشأ من التزاوج بين فردين من صنفين متقاربين كلاهما ثنائي الصيغة الصبغية، وكمثال على ذلك، يُشار إلى أن التريتيكالي Triticale أُنتج من التأبير بين نباتات القمح (n2n=42) ونباتات الشيلم (n2n=14) ويجمع التريتيكالي (n2n=56) بين صفات التحمل الجيد من الشيلم والإنتاج الوفير من القمح.
ـ تعدد الصيغة الصبغية السوية euploidy: وهو تكرار العدد الصبغي الأحادي في الخلية. وتسمى الخلايا ذات الأعداد المختلفة عن الصيغة الصبغية العادية ثلاثية أو رباعية أو خماسية الصيغة الصبغية، وهكذا. وتؤدي هذه الظاهرة إلى تغير في صفات الكائنات، ولهذا تعد مصدراً للتغير في التطور والاصطفاء، وخاصة في النبات. ومن الأمثلة عليها أن جنس القمح Triticum (العدد الصبغي الفرداني فيه هو 7) يضم ثلاث مجموعات مختلفة الصيغ الصبغية والصفات:
ـ المجموعة الأولى: ومنها النوع T.monococcum، وعدد صبغياته 14 (ثنائي الصيغة الصبغية).
ـ المجموعة الثانية: ومنها القمح القاسي T.durum، وعدد صبغياته 28 (رباعي الصيغة الصبغية).
ـ المجموعة الثالثة: ومنها القمح الطريT.aestivum، وعدد صبغياته 42 (سداسي الصيغة الصبغية).
ب ـ اختلال الصيغة الصبغية aneuploidy: الحالة الشاذة التي يكون فيها صبغي أو أكثر، من مجموعة طبيعية من الصبغيات، ناقصاً، أو موجوداً بعدد زائد على النمط الصبغي الطبيعي. وإن غياب صبغيين قرينين معاً هو دوماً ذو تأثير مميت. مثال على ذلك متلازمة داون و تتمثل بظهور 3 نسخ للصبغي 21. ويبين الجدول (1) بعضاً من أمثلتها.
| غياب الصبغيين nullisomy | فقد كل من صبغيين قرينين لشفع من الصبغيات | n2n-2 |
| أحادية الصبغي monosomy | فقد صبغي واحد من أحد الأشفاع | n2n-1 |
| تثلُّث صبغي trisomy | زيادة صبغي واحد من أحد الأشفاع | n2n+1 |
| رباعي الصبغي tetrasomy | زيادة صبغيين قرينين | n2n+2 |
| ثلاثي الصبغي المزدوج double trisomic | زيادة صبغي من كل من شفعين من الصبغيات | n2n+1+1 |
ـ تغيرات في أعداد أو ترتيب مواقع وراثية ضمن الصبغي ومنها:
أ ـ تغيرات أعداد المورثات:
ـ النقص deficiency أو (الخَبْن deletion): فقدُ جزءٍ من الصبغي، (الشكل ـ2) فإذا كان الجزء المفقود محتوياً على مورثات أساسية فإن ذلك يؤدي إلى الإضرار بتكون الجسم ونموه ووظائفه. [[صورة:ترتيب جديد للأحماض الأمينية قد يؤدي لإنتاج بروتين شاذ .jpg|250px|يسار|تصغير|ترتيب جديد للأحماض الأمينية قد يؤدي لإنتاج بروتين شاذ]]
ـ التضاعف: duplication اكتساب صبغي قطعة صبغية إضافية. ويؤدي ذلك إلى زيادة عدد المورثات، وقد يسبب ذلك مشاكل صحية للجنين أو إعاقة نموه وتطوره.
.jpg)
ب ـ تغيرات ترتيب المورثات:
ـ الإزفاء (الانتقال) translocation: تبادل أجزاء بين الصبغيات غير القرينة (الشكل ـ4)، فيتشكل صبغيان جديدان يمتلكان ترتيبات جديدة من المورثات.
ـ الانقلاب ضمن الصبغي inversion: دوران قطعة من صبغي 180 درجة. وقد يلتحم طرفا صبغي معاً فيشكل ذلك صبغياً حلقياً ring chromosome، وقد يُفقَدُ عدد من المورثات (الشكل ـ 5). ويمكن أن يسبب ذلك أخطاء في أثناء الانقسام الانتصافي.
ويمكن أن يسبب الانقلاب الصبغي أو الشكل الحلقي مشكلات صحية وعقلية في الجيل التالي، نتيجة لعدم توازن المادة الصبغية في الأفراد المصابين.
| n46,XX | نمط نووي أنثوي طبيعي |
| n46,XY | نمط نووي ذكري طبيعي |
| n46,XX,del(14)(q23) | أنثى تمتلك 46 صبغياً، مع وجود خبن (حذف) deletion في الذراع الطويل (q) (الشكل 7)، والشريط (23) من الصبغي 14. |
| n46,XY,dup(14)(q22q25) | ذكر يمتلك 46 صبغياً مع وجود إزفاء (تضاعف) duplication في الذراع الطويل من الصبغي 14 متضمناً الشرائط 22 إلى 45. |
| n46,XY,+13 | ذكر يمتلك 47 صبغياً، الصبغي 13 منها بحالة تثلُّث (متلازمة باتو) |
نماذج من الشذوذ الصبغي
.jpg){kind=link}
ـ متلازمة داون Down’s syndrome (تثلُّث الصبغي 21) [ر]، وهي من أشهر متلازمات الشذوذ الصبغي، وتسبب الحالة المعروفة بالمنغولية mongolism.
ـ متلازمة باتو Patau’s syndrome (تثلُّث الصبغي 13)، تشاهد بمعدل ولادة واحدة من نحو 5000 ولادة حية، ولا علاج لها. يمتلك الأطفال المصابون قامات صغيرة وشذوذاً في الوجه، وزيادة في عدد الأصابع، وعاهات قلبية ـ وعائية وأخرى دماغية، وأكثرهم متخلف عقلياً، وأحياناً أصم. كذلك يعانون من توقف متكرر للتنفس. ويموت معظمهم في سن مبكرة فلا يتجاوز من يتعدى السنة الأولى من العمر 20% منهم.
ـ وهنالك متلازمة أخرى شبيهة بالسابقة، وهي متلازمة إدوارد Edward’s syndrome (تثلُّث الصبغي 18)، وتشاهد بمعدل ولادة واحدة من نحو 3000 ولادة حية، وهي أكثر شيوعاً في الذكور من الإناث، بنسبة 1:3، ولا علاج لها. وهي، مثل أي تثلُّث صبغي، تنشأ عن خلل في أثناء الانقسام الانتصافي (الاختزالي) في خلال تكوين النطاف أو البيضات، فتمتك النطفة الشاذة أو البيضة الشاذة صبغياً إضافياً، وينشأ عن الإخصاب جنين تمتلك جميع خلاياه حالة تثلُّث صبغي. وقد يحدث الشذوذ في أثناء الانقسام الفتيلي mitosis في بعض الخلايا الجسمية في الجنين، فتكون خلايا جسمه موزاييكية (مُزيّقة) mosaic، بعضها طبيعي وبعضها الآخر شاذ، وهذا نادر.
| السرطان | خَبن |
|---|---|
| ابيضاض اللمفاويات المزمن Chronic lymphocytic leukemia (CLL) | d(6)(q13q27)n d(9)(p21p22)n |
| ابيضاض اللِمفاويات الحاد Acute lymphocytic leukemia(ALL)a | d(9)(p21p22)n |
| ابيضاض نِقياني حاد d(20)(q11.2)n Acute myeloid leukemia (AML)j | d(7)(q11.2)n |
| متلازمات خلل تنسج النقي Myelodysplastic syndromes (MDS) | d(7)(q11.2q36)n d(13)(q12q34)n d(7)(q11.2q36)n d(20)(q11.2q13.1)1 |
| مِلانوم (ورم ميلانيني خبيث) Malignant melanoma | d(9)(p13)n |
| ورم ويلم Wilm's tumor | d(11)(p13)n |
| سرطان الثدي Breast cancer | d(3)(p12p14)n |
| السرطان | انقلاب |
| ابيضاض اللِمفاويات الحاد Acute lymphocytic leukemia (ALL)a | i(17)(q10)n |
| Acute myeloid leukemia (AML)jابيضاض نِقياني حاد | i(17)(q10)n i(16)(p13.1q2)n |
| متلازمات خلل تنسج النقي Myelodysplastic syndromes (MDS)n | i(3)(q21q26.2)n |
| Retinoblastomaورم أَرُومَة الشبكية | inv(6)(p10)n |
| ورم النسيج الجرثومي الخصيوي testicular germ cell tumor | inv(12)(p10)n |
| السرطان | إزفاء |
| ابيضاض اللِمفاويات الحاد Acute lymphocytic leukemia (ALL)n | t(4;11)(q21;q23)n t(1;11)(q32;q23)n |
| Acute myeloid leukemia (AML) jابيضاض نِقياني حاد | t(1;3)(q36;q21)n t(3;3)(q21;q26.2)n t(3;21)(q26;q22)n t(6;9)(q23;q34)n |
| متلازمات خلل تنسج النقي Myelodysplastic syndromes (MDS)n | t(1;7)(q10;q10)n t(3;3)(q21;q26.2)n t(3;21)(q26;q22)n |
| غَرَن العضل المخطط السِنْخي Alveolar rhabdomyosarcoma | t(2;13)(q35;q14)n |
| لمفوم (ورم لمفي) بيركت Burkitt's Lymphoma | t(2;8)(q12;q24.1)n t(8;14)(q24;q32)n |
تتوقف شدة الأعراض على مقدار الخلايا المصابة بالشذوذ. ويعاني المصابون في جميع خلاياهم من كثير من الصفات الشاذة، ويتضمن ذلك الجهاز العظمي والقلب والرئتين والوجه، وكذلك تخلفاً عقلياً شديداً، وتشوهات في اليد والبصمات، ويموت الأطفال المصابون في غضون بضعة أشهر بعد ولادتهم.
ـ يلاحظ أحياناً التصاق الصبغي الزائد (13 أو 18) مع صبغي آخر، وهذه إحدى أشكال الإزفاء (الانتقال) الصبغي. يمكن أن تنتقل هذه الحالة وراثياً، وذلك لأن الفرد قد يمتلك أحياناً ترتيبات صبغية «متوازنة» حتى في حالة الإزفاء هذه، وحيث لاتوجد أشكال نقص أو زيادة مادة صبغية، فيكون سليماً وقادراً على الإنجاب.
ـ متلازمة n5P، وتدعى أيضاً (متلازمة مواء القط cri du chat syndrome)، وتنجم عن نقص قطعة صغيرة من نهاية الذراع القصير p من الصبغي الخامس، مؤدية إلى مجموعة من العاهات، منها الصوت الحاد المميز في الأسابيع الأولى بعد الولادة، والذي يشبه مواء القط، ونقص وزن الوليد، وصغر حجم الرأس، والحَوَل، وارتفاق الأصابع، ونقص في القدرات العقلية، ومشكلات قلبية، وغيرها. وقد يبقى بعض المصابين على قيد الحياة حتى مرحلة البلوغ، لكنهم يعانون من أشكال كثيرة من العجز الجسماني والتخلف العقلي.
ـ متلازمة وُلف ـ هرشهورن Wolf-Hirschhorn syndrome: وتنتج بسبب نقص في المادة الصبغية في الذراع القصير من الصبغي الخامس، محدثة تخلفاً عقلياً شديداً، وقد يكون الأنف عريضاً أو منقاري الشكل، مع اختلالات صحية أخرى. ويتعرض المصابون القليلون الذين قد يعيشون حتى عمر 20 سنة للصرع والعدوى بأمراض مختلفة، إضافة إلى إصابتهم بإعاقات شديدة.
ـ يمكن تحري الشذوذ الصبغي في المرحلة الجنينية المبكرة بدراسة خلايا تؤخذ من السائل الأمنيوني أو من المشيمة، باستعمال تخدير موضعي للحامل، ولا يسبب ذلك عادة أذى للأم أو جنينها، وتقارب دقة النتائج 9.99%. ويجرى ذلك إذا توافرت أدلة على احتمال كون الجنين مصاباً بشذوذ صبغي، مثلاً متلازمة داون، إذا كانت الحامل متقدمة في السن.
ـ يمكن حدوث اختلالات عديدة لصبغيي الجنس (X,Y) [ر. صبغيات الجنسي].
الشذوذ الصبغي والسرطان
ترتبط كثير من الاختلالات الصبغية بأنواع من السرطان، فمثلاً التثلُّث الصبغي 8 يرتبط مع ابيضاض الدم leukemia الحاد، كما يلاحظ في السرطان المعروف باسم لِمفوم بيركِت (BL) Burkitt’s lymphoma حدوث إزفاء بين الصبغيين 18 و14 في 90% من الحالات والصبغيين 8 و22 في 5%، والصبغيين 8 و2 في 5% منها.
يبين الجدول (3) نماذج من السرطانات المرتبطة بحالات خَبْن (d) وانقلاب (i) وإزفاء (t).
الوراثة
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
المصادر
- NHGRI. 2006. Chromosome Abnormalities