Kromozom ve Kromozomal Bozukluklar
Fatma Gülşen ÖZKAN, Orta Doğu Teknik Üniversitesi Moleküler Biyoloji ve Genetik Öğrencisi
Kromozomlar, hücre çekirdeğinde bulunan ipliksi yapılardır. Her bir kromozom protein ve deoksiribo nükleik asitlerden (DNA) meydana gelir. Anne ve babadan gametlere geçen DNA, yaşamsal faaliyetler için gerekli tüm talimatları içerir. Yaşam için önemli olan DNA, histon proteinleri tarafından paket haline getirilir ve kromozomu oluşturur. Kromozom (chromosome) ismi Yunancada renk (chroma) ve vücut (soma) anlamına gelir. Renk ve vücut kelimelerinin kullanılmasının sebebi, kromozomların hücre yapı veya vücutları olarak nitelendirilmesi ve yapılan araştırmalar sırasında renkli boyalar ile renklendirmeleridir. Organizmaların büyüme ve yaşamsal fonksiyonlarını meydana getirmeleri sırasında hücreler devamlı olarak bölünür. Her bölünme ile kromozomlar kendini eşleyip ikiye bölerek kalıtım materyalini bir sonraki nesile aktarırlar. Yeni hücrelerde gözlemlenen kromozomal sayı ve yapı değişiklikleri hücrede fonksiyonel bozukluklara sebep olur. İnsanlarda 23 kromozom çiftinden oluşan toplamda 46 kromozom bulunur, bunlardan 1 çifti cinsiyet kromozomlarıdır. Döllenme sırasında bebek 22+X kromozomunu anneden 22+X/Y kromozomunu alır ve 46/XX veya 46/XY kromozomuna sahip olur ("Chromosomes Fact Sheet"). Anne veya babadan gelen gametlerdeki kromozom anormallikleri veya döllenmeden sonraki bölünme evresinde oluşabilecek anormallikler bebeğin kromozomal sayı veya yapı bozukluklarına sebep olur. Bu genetik hatalar üzerinde annenin yaşı ve çevresel koşullar önemli role sahiptir. Doğum öncesi (prenatel) dönemde yapılan sitogenetik testler ile fetüsün kromozomları incelenir ve kromozomal bozukluklar tespit edilebilir. Bu analiz şekline karyotip analizi denir.
Sayısal kromozomal anormallikler birçok şekilde meydana gelebilir. Bir gamette bulunan kromozom sayısı olan 23’ün katları (öploidi) şeklinde gözlemlenebildiği gibi tek bir kromozomda meydana gelen eksiklik veya fazlalık (anöploidi) şeklinde de gözlemlenebilir. Tek bir kromozomda meydana gelen sayısal eksiklikler monozomi olarak adlandırılırken fazla kromozom gözlemlenmesi durumları; 2 yerine 3 kromozom bulunması durumu trizomi, 4 kromozom bulunması durumu tetrazomi olarak tanımlanır. Öploidi durumunda bebek canlı yaşamla bağdaşmaz ve gebelik ölümle sonuçlanır. Kromozom 13,18 ve 21’de meydana gelen trizomiler haricindeki vücut hücrelerinde meydana gelen (otozomal) sayısal trizomiler ölümle sonuçlanır. Bu nedenle toplumda en sık gözlemlenebilen kromozomal sayısal bozukluk temelli hastalıklar 13. kromozomda gözlemlenen trizomi kaynaklı Patau sendromu, 18. kromozomda meydana gelen trizomi kaynaklı Edward’s sendromu ve 21. kromozomdaki trizomiden kaynaklanan Down sendromudur. Kromozomlarda meydana gelen sayısal bozukluklar cinsiyet kromozomlarında da gözlemlenebilir. Bu bozukluklar 45/X (Turner sendromu), 47/XXY (Klinefelter sendromu), 47/XYY, 47/XXX ve 45/Y şeklinde gözlemlenebilir. 45/Y kromozomuna sahip fetüs yaşamsal becerilere sahip olamaz ve gebelik düşük ile sonuçlanır.
Sayısal kromozamal rahatsızlıklardan birisi olan trizomi 21, Down sendromu, toplumda 15:10000 oranında gözlemlenir. 21. kromozomda trizomi görülen fetüslerin %60 tan fazlası kendiliğinden düşer, %20 si ise ölü doğar. Hayatta kalabilen Down sendromlu bebekler ise doğumdan itibaren kolaylıkla teşhis edilebilir. Kısa ve kalın boyuna sahip olmalarının yanı sıra, yeni doğan bebeklerde ensede katlanmalar görünür fakat bu katlanmalar ileri bebeklik dönemlerinde ortadan kalkar. Küçük kafa, düz ense, kısa, kalın boyun ve basık bir yüz görünümün yanı sıra Down sendromlu çocuklarda pek çok tıbbi problem görülebilir, bunlar: kalp-damar sistemi, kas iskelet sistemi, sinir sistemi bozuklukları, hormonal ve işitsel bozukluklardır. Kas gerginliğinin düşük olması nedeniyle kasların normalden gevşek olması Down sendromlu bebeklerin temel özelliklerinden birisidir. Geç yaşlarda konuşabilme, yürüme bozuklukları,, tamamlanamayan tuvalet eğitimi Down sendromlu çocukların fark edilirliğini arttırır. Tüm bunlarla birlikte Down sendromlu bireylerde çeşitli oranlarda zeka gerili gözlemlendiği gibi normal zekada çocuklara da rastlanabilir (Antonarakis, Lyle, Dermitzakis, Reymond, & Deutsch).
Down sendromuna benzerlik gösteren bir hastalık olan Edward’s sendromu, 18. kromozomdan meydana gelen trizomiden kaynaklanır. Toplumda 3:10000 oranında gözlemlenen bu sendromlu bebeklerin %95’i doğum öncesi kaybedilirken dünyaya gelebilen bebeklerin ise yaşam şansı düşüktür ve ortalama birkaç ay yaşayabilirler. Doğum öncesi dönemde hareketsizlik, kalp bozuklukları, beyin ve kafanın gelişmemesi (anensefali), tek damarlı göbek bağı, dar plasenta ve erkeklerinde inmemiş testisler gözlemlenir. Doğum sonrasında ise yoğun kas gerginliği (hipertoni), zeka geriliği, yarık damak, gelişmemiş nefes borusu, el ve ayak şekil bozuklukları ve nefes darlığı gibi birçok eksiklik gözlemlenebilir.
Diğerlerinden daha az sıklıkla görülen Patau sendromu 13. kromozomda görülen bir trizomi şeklidir. Patau sendromlu fetüs ve bebeklerde gözlemlenebilen zeka geriliği, büyüme geriliği, küçük kafatası, yüz, burun ve kulak şekil bozuklukları, kalp damar sistemi bozuklukları ve küçük iskelet sistemi diğer trizomi şekillerinden çok da yoğun gözlenebilir. Genellikler görme veya duyma engelli doğan bu bebekler kısa sürede kalp yetmezliği, solunum yetmezliği gibi sebeplerden hayatlarını kaybederler (Merritt, "Patau Syndrome (Trisomy 13)", 2013).
Büyük DNA bölümleri kromozoma eklendiğinde veya eksildiğinde kromozomlarda yapısal bozukluklar meydana gelir. Oluşabilecek yapısal anormallikler silinme (deletion), ikilenme (duplication), konum değişimi (translocation), dönme (inversion) ve halka (ring chromosome) kaynaklı olabilir. Aşağıdaki tabloda kromozomda meydana gelen yapısal bozukluklardan kaynaklanan hastalıklar ve görülme sıklıkları gösterilmiştir.
Tablo1: Yapısal kromozomal bozukluklar ve sendromları:
Kaynakçalar
Chromosomes Fact Sheet. Retrieved from https://www.genome.gov/about-genomics/fact-sheets/Chromosomes-Fact-Sheet
Antonarakis, S. E., Lyle, R., Dermitzakis, E. T., Reymond, A., & Deutsch, S. Chromosome 21 and Down syndrome: from genomics to pathophysiology. Retrieved from https://www.nature.com/articles/nrg1448
Merritt, J. (2013). Patau Syndrome (Trisomy 13). Brenners Encyclopedia of Genetics, 236–237. doi: 10.1016/b978-0-12-374984-0.01124-4
Nussbaum, R. L., McInnes, R. R., Willard, H. F., Boerkoel, C. F., & Schmitt, W. (2001). Thompson & Thompson: genetics in medicine. Philadelphia, PA: W.S. Saunders.