Kromozomlara Genel Bakış: Kromozomal Bozukluklar Nasıl Meydana Gelir?

Genetik bilgimiz, yaşamımızın büyük çeşitliliğinin temeli olan DNA’mız üzerinde yer alır. DNA’nın kısalıp kalınlaşmasıyla paket haline gelmesine ise kromozom adı verilir. Yani aslında kromozom adı verilen yapı, genleri tutar. Genler, vücudumuza nasıl gelişeceğini ve işlev göreceğini söyleyen bireysel talimatlardır. Saç rengi, kan grubu ve hastalığa duyarlılık gibi belirleyici özelliklerimizi yönetirler. Birçok kromozom, sentromer olarak bilinen sıkışmış bir bölge ile ayrılmış "kollar" olarak adlandırılan iki parçaya sahiptir. Bu iki parçadan kısa olan kol “p” kolu, daha uzun kol ise “q” kolu olarak adlandırılır.

Kısa ve uzun kol olarak bölünen kromozomlar submetasentrik, kısa ve uzun kolun hemen hemen aynı olduğu kromozomlar metasentrik olarak adlandırılır. Bazı durumlarda kromozomların kısa kolları çok kısa olabilir veya kısa kol hiç bulunmaz. Kısa kolun çok kısa olduğu durumlarda kromozom akrosentrik olarak isimlendirilir. Kısa kolu hiç bulunmayan kromozomlara ise telosentrik kromozom adı verilir. Vücudumuz, “hücre” adı verilen trilyonlarca bireysel birimlerden oluşur. Vücudumuzda cilt hücreleri, karaciğer hücreleri ve kan hücreleri gibi birçok farklı hücre türü vardır. Çoğu hücrenin merkezinde çekirdek adı verilen bir yapı vardır. Kromozomların bulunduğu yer tam olarak burasıdır.

Bir insan hücresindeki tipik kromozom sayısı 23’erden iki çift olmak üzere 46 adettir ve tahmini olarak 20.000 ila 25.000 gen tutar. 23 kromozomdan oluşan bir set biyolojik anneden (yumurtadan), diğer set ise biyolojik babadan (spermden) miras alınır. 23 çift kromozomdan ilk 22 çift “otozom” olarak adlandırılır. Son çifte “cinsiyet kromozomları” denir. Cinsiyet kromozomları bir bireyin cinsiyetini belirler. Dişilerin iki adet X kromozomu (XX), erkeklerin ise bir adet X ve bir adet Y kromozomu (XY) bulunur. Anne ve babanın her biri bir dizi 22 otozom ve bir cinsiyet kromozomuna katkıda bulunur. Anneden kesinlikle X cinsiyet kromozomunu alacağımıza göre, babadan gelecek olan cinsiyet kromozomu cinsiyetimizin belirleyicisi olacaktır.

Bir yüzyıl boyunca, bilim insanları kromozomları mikroskop altında incelediler. Kromozomların net bir şekilde görülebilmesi için çeşitli boyama teknikleri gerekir. Boyandıktan sonra, kromozomlar açık ve koyu "bantlar" ile iplere benzer ve fotoğraflanabilir. 46 kromozomun hepsinin bir resmi veya kromozom haritası “karyotip” olarak adlandırılır. Karyotip, yapıdaki anormallikleri veya kromozom sayısını tanımlamaya yardımcı olabilir. Kromozomların tanımlanmasına yardımcı olmak için çiftler 1'den 22'ye kadar numaralandırılmıştır. 23. çift "X" ve "Y" olarak etiketlenmiştir. Ek olarak, boyamadan sonra ortaya çıkan bantlar numaralandırılmıştır ve sayı ne kadar yüksek olursa bu alan sentromerden o kadar uzaktır.

Son on yılda, bilim insanlarının ve doktorların mikroskop kullanmadan kromozomal anormallikleri taramasına izin veren yeni teknikler geliştirilmiştir. Bu yeni yöntemler hastanın DNA'sını normal bir DNA örneğiyle karşılaştırır. Karşılaştırma, iki numunenin farklı olduğu kromozomal anormallikleri bulmak için kullanılabilir. Böyle bir yönteme invaziv olmayan prenatal test denir. Bu, bir bebeğin spesifik kromozom bozukluklarına sahip olma şansının artmış olup olmadığını belirlemek amacıyla hamileliği taramak için yapılan bir testtir. Test, annenin kanındaki bebeğin DNA'sını inceler.

Birçok kromozom anormalliği türü vardır. Bununla birlikte bunlar, sayısal ve yapısal anormallikler olmak üzere iki temel gruba ayrılabilir. Kromozomun sayısal olarak eksik olması durumu monozomi, nullizomi olarak adlandırılırken sayısal olarak fazla olması durumu ise fazlalık sayısına bağlı olarak trizomi, tetrazomi olarak adlandırılır. Sayısal anormalliklerin neden olduğu bir durumun bir örneği, bebeklik döneminde mental retardasyon, öğrenme güçlüğü, karakteristik bir yüz görünümü ve zayıf kas tonusu (hipotoni) ile belirlenmiş Down Sendromudur. Down Sendromlu bir birey, 21. kromozom çiftinde iki yerine üç kromozom kopyasına sahiptir; bu nedenle, durum Trizomi 21 olarak da bilinir. Bir bireyin kromozomdan yoksun olduğu bir monozomi örneği ise Turner Sendromudur. Turner Sendromunda, bir kadın sadece bir cinsiyet kromozomu olan bir X ile doğar, genellikle ortalamadan daha kısadır ve diğer zorlukların yanı sıra çocuk sahibi olamaz.

Bir kromozom yapısı çeşitli şekillerde değiştirilebilir. Bu da yapısal anormalliklere neden olur.

Delesyonlar: Kromozomun bir kısmı eksik veya silinmiş.

Çoğalmalar: Kromozomun bir kısmı çoğaltılır, bu da ekstra genetik materyal ile sonuçlanır.

Translokasyonlar: Bir kromozomun bir kısmı başka bir kromozoma aktarılır. İki ana translokasyon türü vardır. Karşılıklı bir translokasyonda, iki farklı kromozomdan parçalar değiş tokuş edilmiştir. İnversiyonlar: Kromozomun bir kısmı kopmuş, baş aşağı dönmüş ve tekrar takılmıştır. Sonuç olarak, genetik materyal ters çevrilmiştir.

Halkalar: Bir kromozomun bir kısmı kopmuş ve bir daire veya halka oluşturmuştur. Bu, genetik materyal kaybı ile veya olmadan gerçekleşebilir.

Kromozom anormalliklerinin çoğu yumurta veya spermde bir kaza olarak ortaya çıkar. Bu durumlarda, vücudun her hücresinde anormallik vardır. Bazı anomaliler, ancak gebe olduktan sonra olur. Kromozom anormallikleri bir ebeveynden (translokasyon gibi) miras alınabilir veya "de novo" (birey için yeni) olabilir. Bu nedenle, bir çocuğun anormalliği olduğu tespit edildiğinde, genellikle ebeveynler üzerinde kromozom çalışmaları yapılır.

Kromozom anormallikleri genellikle hücre bölünmesinde bir hata olduğunda ortaya çıkar. İki tür hücre bölünmesi vardır. Bunlar mitoz ve mayoz bölünmedir. Mitoz, orijinal hücrenin kopyaları olan iki hücre ile sonuçlanır. 46 kromozomlu bir hücre bölünür ve her biri 46 kromozomlu iki hücre haline gelir. Bu tür hücre bölünmesi, üreme organları hariç, vücutta meydana gelir. Vücudumuzu oluşturan hücrelerin çoğu bu şekilde yapılır ve değiştirilir. Mayoz, normal 46 kromozom yerine kromozom sayısının yarısı olan 23 hücreyle sonuçlanır. Bu, üreme organlarında meydana gelen ve yumurta ve sperm ile sonuçlanan hücre bölünmesi türüdür.

Her iki hücre bölünmesinde de, doğru sayıda kromozomun ortaya çıkan hücrelerde bitmesi gerekir. Bununla birlikte, hücre bölünmesindeki hatalar, bir kromozomun çok az veya çok fazla kopyasına sahip hücrelere neden olabilir. Kromozomlar çoğaltıldığında hatalar da meydana gelebilir. Kromozom anormallikleri riskini artırabilecek diğer faktörler ise şunlardır:

Anne yaşı:

Kadınlar sahip oldukları tüm yumurtalarla doğarlar yani yeni yumurta üretilmez. Bazı araştırmacılar, yumurtaların genetik materyalinde yaşlandıkça hataların ortaya çıkabileceğine inanmaktadır. Yaşlı kadınlar, kromozom anormallikleri olan bebekleri genç kadınlardan daha fazla doğurma riski altındadır. Erkekler yaşamları boyunca yeni sperm ürettikleri için, baba yaşı kromozom anormallikleri riskini arttırmaz.

Çevre:

Belirli çevresel faktörlerin kromozom anormalliklerine neden olduğuna dair kesin bir kanıt olmamasına rağmen, çevrenin genetik hataların ortaya çıkmasında rol oynayabileceği hala mümkündür.

Kaynaklar ve İleri Okuma

1. https://www.genome.gov/about-genomics/fact-sheets/Chromosome-Abnormalities-Fact-Sheet