Genetica van 15q duplicaties

Basis genetica

Er is geen ontkomen aan: om het chromosoom 15q11.2-13.1 duplicatiesyndroom te begrijpen, moet u een basiskennis hebben van erfelijkheid, chromosomen en genen. Als u deze informatie begrijpt, kunt u ook het chromosoom- of DNA-rapport vertalen dat werd gebruikt om de duplicatie te diagnosticeren. Er zijn typisch 23 chromosomenparen bij mensen, voor een totaal van 46. Mensen worden geboren met 2 exemplaren van elk chromosoom - 1 van de moeder (moederlijk) en 1 van de vader (vaderlijk). De chromosomen (afgebeeld) zijn behandeld met een chemisch kleuringsproces waardoor er lichte en donkere banden verschijnen. Genetici gebruiken deze banden als coördinaten, zoals adressen, voor een bepaalde positie op een chromosomale arm.

23 paren

Erfelijkheid

De genetische informatie waardoor we zowel op andere mensen als op unieke individuen lijken, zit in ons DNA. Ieder van ons erfde de helft van ons DNA van elk van onze ouders en geeft op zijn beurt de helft van ons DNA door aan onze kinderen.

Wat is een chromosoom?

Een chromosoom is gemaakt van een zeer lange DNA-streng en bevat veel genen (honderden tot duizenden). De genen op elk chromosoom zijn in een bepaalde volgorde gerangschikt en elk gen heeft een bepaalde locatie op het chromosoom (de locus genoemd). Er zijn doorgaans 23 paar chromosomen, voor een totaal van 46. Een kopie van een chromosoom in elk paar wordt geërfd van de moeder en een wordt geërfd van de vader. Chromosoom 15 is een van de 22 paren die autosomen worden genoemd en die de meeste informatie bevatten over hoe ons lichaam zich vormt en functioneert. Het laatste paar chromosomen bepaalt of we man of vrouw zijn. Ze worden de geslachtschromosomen genoemd; vrouwtjes hebben twee X-chromosomen en mannen hebben één X-chromosoom en één Y-chromosoom

Wat is een gen?

Genen zijn een stukje DNA dat de instructies bevat die een cel vertellen hoe een bepaald eiwit moet worden gemaakt. Er zijn ongeveer 21,000 verschillende genen bij de mens en ze liggen aan elkaar geregen op de chromosomen, soms dicht bij elkaar en soms heel ver uit elkaar. Van de meeste genen zijn er twee kopieën: één bevindt zich op het chromosoom dat van elke ouder afkomstig is. Elke cel draagt ​​een volledige aanvulling van alle genen, maar activeert alleen de specifieke genen die hij nodig heeft om zijn functies in verschillende cellen op verschillende tijdstippen uit te voeren.

Wat is een cel?

Het menselijk lichaam heeft 200 verschillende soorten cellen. De verschillende soorten cellen in uw lichaam hebben verschillende, gespecialiseerde taken te doen. Elke cel in het menselijk lichaam bevat 23 paren chromosomen.

DNA-cellen e1576511035195
normaal 15

Hoe ziet chromosoom 15 eruit?

De anatomie van een chromosoom omvat de centromeer (een smal punt op het chromosoom dat betrokken is tijdens het celdelingsproces), dat het chromosoom verdeelt in de kleine (of "p", voor petite) arm en de lange (of "q" ... voor letter na "p" ) arm. Er zijn verschillende soorten duplicaties van chromosoom 15q die kunnen optreden, waarbij verschillende, soms overlappende, delen van de q-arm betrokken zijn. Van bijzonder belang voor ons is het stuk gemarkeerd door coördinaten 15q11.2-13.2, ook bekend als het kritieke gebied van het Prader-Willi-syndroom / Angelman-syndroom (PWS / AS), vanwege de ernstige fenotypes die het gevolg zijn van deleties van bepaalde sleutelgenen die daar verblijven. We kunnen de kernduplicaties, die het grootste deel van of het hele PWS / AS-kritieke gebied beslaan, onderscheiden van - bij gebrek aan een betere term - de randduplicaties op q11.2 of q 13.3, waarin alleen de genen die de PWS / AS-kritieke regio aan elke kant wordt gedupliceerd.

Deze schematische tekening toont de basiskenmerken van chromosoom 15. De p-arm bovenaan is kort en bevat weinig genetische informatie. Het gebied dat bij de duplicaties betrokken is, bevindt zich op de q-arm met de coördinaten aangegeven door cijfers. Aan de rechterkant is het PWS / AS-bereik dat wordt omspannen door de kernduplicaties in de afbeelding gemarkeerd als "Kern", terwijl het 11.2-gebied is gemarkeerd met "E" en het 13.3-gebied is gemarkeerd met "e".

Genen van belang bij chromosoom 15q duplicatiesyndroom

Chromosomen dragen genen die de fysieke ontwikkeling en het gedrag van elk individu beheersen. Om de ontwikkelingsproblemen te begrijpen die worden veroorzaakt door chromosoom 15q-duplicatiesyndroom, is het nuttig om op de hoogte te zijn van enkele van de genen die van belang zijn op dit chromosoom. Hoewel verschillende genen van belang zijn (bijv. ATP10ACYFIP1MAGEL2, NECDIN, SNRPN, UBE3A, snoRNAs, en een cluster van genen die voor GABA coderenA receptorsubeenheden) binnen de terugkerende duplicatie van 4.5 tot 12 Mb vallen, is er geen enkel gen geïdentificeerd dat – wanneer het wordt gedupliceerd – Dup15q veroorzaakt.

Genen binnen 15q11.2 - 13.1
Kopie van Dup15q Genetische info 16

Wat weten we over de genen die betrokken zijn bij duplicaties van 15q11.2-q13.1?

Het meest gedupliceerde gebied is rijk aan genen, inclusief genen die tot expressie komen van zowel vaderlijke als maternale chromosomen, evenals genen die anders tot expressie worden gebracht op basis van de ouder van oorsprong van het chromosoom.

Omdat maternaal afgeleide 15q-duplicaties meestal worden geassocieerd met ontwikkelingsproblemen, waaronder autisme, cognitieve stoornissen en toevallen, is er veel wetenschappelijke interesse in de twee bekende maternaal tot expressie gebrachte genen UBE3A en ATP10A (ook bekend als ATP10C). Het is waarschijnlijk dat andere genen binnen en buiten de duplicatie bijdragen aan de symptomen van chromosoom 15q11.2-13.1 duplicatiesyndroom.

Het UBE3A-gen is aanwezig in 4 kopieën bij de meeste individuen met idic (15) en 3 kopieën bij de meeste individuen met interstitiële duplicaties. Studies hebben aangetoond dat de extra kopieën van het gen actief zijn bij personen met idische (15) chromosomen. Het UBE3A-gen geeft instructies voor het maken van een enzym dat ubiquitine-eiwitligase E3A wordt genoemd. Dit enzym is betrokken bij het richten op andere eiwitten die in cellen worden afgebroken (afgebroken). Eiwitafbraak is een normaal proces dat beschadigde of onnodige eiwitten verwijdert en helpt de normale functies van cellen te behouden. Beide kopieën van het UBE3A-gen zijn actief in de meeste lichaamsweefsels. In de hersenen is normaal gesproken echter alleen de kopie die is geërfd van iemands moeder (de moederlijke kopie) actief.

Het ATP10A-gen (ook wel ATP10C genoemd) wordt momenteel bestudeerd om te bepalen of het een rol speelt bij de ontwikkeling van autismespectrumstoornissen die verband houden met maternale herrangschikkingen van chromosoom 15. De exacte functie van dit gen is niet bekend, maar het is wordt verondersteld een eiwit te produceren dat helpt bij het overbrengen van moleculen die ionen worden genoemd (zoals calcium) tussen cellen in het lichaam. Naast de locatie op chromosoom 15 en de afdrukstatus, zou de veronderstelde functie het inhouden bij het handhaven van de celmembraanintegriteit, en het kan daarom cruciaal zijn voor celsignalering in het centrale zenuwstelsel.

Er zijn ook 3 GABAA-receptorgenen in de regio die vaak worden gedupliceerd. Deze drie GABA-receptorsubeenheidgenen worden GABRB3, GABRA5 en GABRG3 genoemd. GABA (g-aminoboterzuur) is een neurotransmitter (een chemische stof die berichten tussen zenuwcellen overbrengt). Wanneer GABA communiceert met zenuwcellen, zorgt het ervoor dat ze niet reageren op andere stimulerende signalen in de hersenen. GABA wordt dus grotendeels beschouwd als een remmende neurotransmitter, hoewel de activiteit ervan daadwerkelijk evolueert met de leeftijd. Na de kindertijd is het algehele effect van GABA- en GABAA-receptoren het stabiliseren van de activiteit van zenuwcellen.

Er is gesuggereerd dat een verminderde GABA-functie, met name de GABAA-receptorfunctie, een belangrijke rol kan spelen bij autisme en het Angelman-syndroom. Er wordt verondersteld dat de rol van GABA-receptorsubeenheidgenen bij autisme hoogstwaarschijnlijk komt via complexe gen-geninteracties. GABA speelt ook een belangrijke rol bij aanvallen. Omdat GABA het afvuren van neuronen remt en aanvallen worden veroorzaakt door ongepast of ongereguleerd afvuren van zenuwcellen, kan het verhogen van de GABA-activiteit via zijn receptoren ervoor zorgen dat het systeem stabiliseert en aanvallen vermindert.

Veelgestelde vragen over genetica en Dup15q

Genetica kan moeilijk te begrijpen zijn. We hebben een lijst samengesteld met veelgestelde genetische vragen die bij het Dup15q-syndroom naar voren komen.

Wat is het verschil tussen genen, chromosomen en DNA?

Wat zijn de soorten duplicaties bij het Dup15q-syndroom?

Welke genen worden gedupliceerd bij het Dup15q-syndroom?

Hoe zit het met Dup15q en CRISPR?

Is er technologie voor aandoeningen met meerdere kopienummers zoals Dup15q?

Wat betekent moederlijk afgeleid?