למרות שהם לא מוכרים כמו DNA, הכרומוזומים קשורים למולקולה האחת הזו. עם זאת, האם אתה באמת יודע מה הם כרומוזומים? לפרטים נוספים, בואו נסתכל על כמה מהעובדות הבאות.
מהם כרומוזומים?
כרומוזומים מגיעים מהמילה היוונית chroma ו סומא. Chroma פירושו צבע, בעוד סומא פירושו גוף. מדענים נותנים את השם הזה מכיוון שמולקולה זו היא מבנה של תא או גוף המורכב מצבעים מסוימים כאשר צופים במיקרוסקופ.
מולקולה זו נצפתה לראשונה בסוף המאה ה-19. עם זאת, באותה תקופה טבעו ותפקודו של מבנה התא הזה לא היה ברור. בתחילת שנות ה-1900, תומס האנט מורגן בחן מחדש את הסעיף הזה. מורגן גילה את הקשר בין כרומוזומים ותכונות מולדות ביצורים חיים.
לפיכך, ניתן להסיק באופן כללי כי כרומוזום הוא אוסף מפותל בחוזקה של DNA הממוקם בגרעין (גרעין התא) של כמעט כל תא בגוף. אוסף זה של DNA הוא מולקולה דמוית חוט הנושאת מידע תורשתי החל מגובה, צבע עור ועד צבע עיניים.
מולקולה זו עשויה מחלבון וממולקולת DNA המכילה הוראות גנטיות של אורגניזם המועברות מההורים. בבני אדם, בבעלי חיים ובצמחים, רוב הכרומוזומים מסודרים בזוגות בגרעין התא.
בדרך כלל, לבני אדם יש 23 זוגות של כרומוזומים בגוף או שווה ל-46 עותקים. עם זאת, בצמחים ובבעלי חיים הכמות משתנה מאוד. לכל מאגר DNA יש שתי זרועות קצרות, שתי זרועות ארוכות יותר, וצנטרומר באמצע כמרכז.
תפקוד הכרומוזומים
המבנה הייחודי של הכרומוזומים שומר על DNA עטוף סביב חלבונים דמויי סליל הנקראים היסטונים. ללא סלילים כאלה, מולקולת ה-DNA תהיה ארוכה מכדי להיכנס לתא.
לשם המחשה, אם כל מולקולות ה-DNA בתא אנושי יוסרו מההיסטונים שלהם, אורכם יהיה כ-6 רגל או שווה ערך ל-1.8 מטרים.
על מנת שאורגניזם או יצור חי יגדלו ויתפקדו כראוי, התאים חייבים להמשיך להתחלק. המטרה היא להחליף את התאים הישנים שניזוקו בחדשים. במהלך תהליך זה של חלוקת תאים, חשוב שה-DNA יישאר שלם ומפוזר באופן שווה בין התאים.
ובכן, הכרומוזומים ממלאים תפקיד חשוב בתהליך זה. מולקולה זו אחראית להבטיח שה-DNA מועתק ומופץ בצורה מדויקת ברוב חלוקות התאים. אבל לפעמים, עדיין קיימת אפשרות שאוסף ה-DNA הזה עשה טעות בתהליך החלוקה.
שינויים בכמות או במבנה של מאגר ה-DNA בתא החדש עלולים לגרום לבעיות חמורות. לדוגמה, סוגים מסוימים של לוקמיה וכמה סוגי סרטן אחרים נגרמים על ידי נזק לאוסף זה של DNA.
בנוסף, חשוב גם שהביציות והזרע יכילו את המספר הנכון של כרומוזומים עם המבנה הנכון. אחרת, הצאצאים המתקבלים עלולים גם לא להתפתח כראוי.
הכרומוזומים של כל היצורים החיים אינם זהים
במספר ובצורה, אוסף זה של DNA משתנה מאוד בכל יצור חי. לרוב החיידקים יש כרומוזום עגול אחד או שניים. בינתיים, לבני אדם, לבעלי חיים ולצמחים יש כרומוזומים ליניאריים המסודרים בזוגות בגרעין התא.
התאים האנושיים היחידים שאינם מכילים זוג כרומוזומים הם תאי רבייה או גמטות. תאי רבייה אלו נושאים רק עותק אחד מכל אחד מהם.
כאשר שני תאי רבייה מתאחדים, הם הופכים לתא בודד המכיל שני עותקים של כל כרומוזום. לאחר מכן תאים אלה מתחלקים כדי לייצר פרט מבוגר שלם עם סט שלם של כרומוזומים מזווגים כמעט בכל התאים שלו.
אוספים מעגליים של DNA נמצאים גם במיטוכונדריה. המיטוכונדריה הם המקום שבו נושמים תאים. חלק זה ישמש מאוחר יותר לשריפת גלוקוז ולהפקת אנרגיה הדרושה לגוף.
בתוך המיטוכונדריה, אוסף ה-DNA הזה קטן בהרבה בגודלו. אוסף עגול זה של DNA הממוקם מחוץ לגרעין התא במיטוכונדריה משמש כתחנת הכוח של התא.
איך לרשת כרומוזומים
בבני אדם וברוב היצורים החיים האחרים, עותק אחד של כל אחד ממערכות ה-DNA הללו עובר בירושה מהורים זכרים ונשים כאחד. לכן, כל ילד שנולד חייב לרשת חלק מהמאפיינים של אמו ואביו.
עם זאת, דפוס תורשה זה שונה עבור מאגרי ה-DNA הקטנים המצויים במיטוכונדריה. DNA מיטוכונדריאלי עובר תמיד בתורשה מההורה הנשי או מתא הביצית בלבד.
לגברים ולנשים יש כרומוזומים שונים
מלבד היותם שונים פיזית, לגברים ולנשים יש גם סטים שונים של DNA. סטים שונים של DNA נקראים כרומוזומי מין. לנקבות יש שני כרומוזומי X בתאים שלהן (XX). בעוד לגברים יש X אחד ו-Y אחד (XY).
אדם שיורש יותר מדי או מעט מדי עותקים של כרומוזומי המין עלול לגרום לבעיות חמורות. אצל נשים שיש להן עותקים נוספים של כרומוזום X יותר (XXX) יכול לעורר פיגור שכלי.
בינתיים, גברים שיש להם יותר מכרומוזום X אחד (XXY) יחוו תסמונת קלינפלטר. תסמונת זו מאופיינת בדרך כלל באשכים קטנים ולא יורדים, חזה מוגדל (גינקומסטיה), מסת שריר נמוכה יותר וירכיים גדולות יותר כמו נשים.
בנוסף, תסמונת נוספת הנגרמת מחוסר איזון במספר כרומוזומי המין היא תסמונת טרנר. נשים עם תסמונת טרנר מאופיינות בכרומוזום X אחד בלבד, הן בדרך כלל קצרות מאוד, שטוחות חזה ויש להן בעיות בכליות או לב.
סוגי הפרעות כרומוזומליות
הפרעות כרומוזומליות מחולקות בדרך כלל לשתי קבוצות רחבות, כלומר חריגות מספריות ומבניות.
חריגה מספרית
חריגות מספריות מתרחשות כאשר מספר הכרומוזומים קטן או יותר ממה שצריך להיות, כלומר שניים (זוג). אם אדם מאבד אחד מהם, מצב זה נקרא מונוזומיה בקבוצת ה-DNA המדוברת.
בינתיים, אם לאדם יש יותר משני כרומוזומים המצב נקרא טריזומיה.
אחת הבעיות הבריאותיות הנגרמות עקב חריגות מספריות היא תסמונת דאון. מצב זה מאופיין בפיגור שכלי אצל הסובל, צורת פנים שונה ומיוחדת וחוזק שרירים ירוד.
לאנשים עם תסמונת דאון יש שלושה עותקים של כרומוזום 21. לכן מצב זה נקרא טריזומיה 21.
חריגות מבניות
הפרעות מבניות משתנות בדרך כלל עקב מספר דברים, כלומר:
- מחיקה, חלק מהכרומוזום אובד.
- שכפול, חלק מהכרומוזום מוכפל כדי לייצר חומר גנטי נוסף.
- טרנסלוקציה, חלק מכרומוזום מועבר לכרומוזום אחר.
- היפוך, חלק מהכרומוזום נשבר, הפוך ומתחבר מחדש מה שהופך את החומר הגנטי להפוך.
- טבעת, חלק מהכרומוזום פגום ויוצר מעגל או טבעת.
בדרך כלל, רוב המקרים של חריגה מבנית זו מתרחשים עקב בעיות בביצית ובתאי הזרע. במקרה זה, החריגה מופיעה בכל תא בגוף.
עם זאת, כמה חריגות יכולות להתרחש גם לאחר ההפריה כך שלחלק מהתאים יש חריגות ולחלק אין.
הפרעה זו יכולה לעבור גם מההורים. מסיבה זו, כאשר לילד יש חריגה באיסוף הדנ"א שלו, הרופא יבדוק את איסוף הדנ"א של הוריו.
גורמים להפרעות כרומוזומליות
דיווח מהמכון הלאומי לחקר הגנום האנושי, הפרעות כרומוזומליות מתרחשות בדרך כלל כאשר ישנה שגיאה בתהליך חלוקת התא. תהליך חלוקת התא מתחלק לשניים, כלומר מיטוזה ומיוזה.
מיטוזיס הוא תהליך חלוקה המייצר שני תאים כפולים של התא המקורי. חלוקה זו מתרחשת בכל חלקי הגוף מלבד אברי הרבייה. בעוד מיוזה, היא חלוקת תאים שמייצרת מחצית ממספר הכרומוזומים.
ובכן, בשני התהליכים הללו יכולה להתרחש שגיאה שגורמת ליותר מדי תאים. שגיאות יכולות להתרחש גם כאשר אוסף זה של DNA משוכפל או משוכפל.
בנוסף, גורמים אחרים שיכולים להגביר את הסיכון לאנורמליות זו באיסוף DNA, כלומר:
גילה של אמא
נשים נולדות שלמות עם ביציות. חלק מהחוקרים מאמינים שהפרעה זו יכולה להופיע בגלל שינויים בחומר הגנטי של תא הביצית עם הגיל.
בדרך כלל, לנשים מבוגרות יש סיכון גבוה יותר ללדת תינוקות עם הפרעות כרומוזומליות, בהשוואה לאלו שנכנסות להריון בגילאים צעירים יותר.
סביבה
יתכן שגורמים סביבתיים משחקים תפקיד בהופעת טעויות גנטיות. עם זאת, יש צורך בראיות נוספות כדי לגלות מה השפיע עליה.
מחלות הנגרמות על ידי הפרעות כרומוזומליות
תסמונת דאון
תסמונת דאון היא הפרעה גנטית המכונה גם טריזומיה 21. מצב זה הוא אחד המומים הגנטיים הנפוצים ביותר הנגרמים על ידי כרומוזום נוסף 21. כתוצאה מכך, לתינוקות יש 47 עותקים של הכרומוזום, בעוד שבדרך כלל לבני אדם יש רק 46 עותקים ( 23 זוגות).
אחד הגורמים החזקים הגורמים לבעיה זו הוא גיל האם במהלך ההריון. בדרך כלל הסיכון יגדל מדי שנה לאחר מלאו של האם לגיל 35.
ילדים עם תסמונת דאון יכולים בדרך כלל להיות מזוהים בקלות על פי המאפיינים הפיזיים שלהם. להלן מספר סימנים נפוצים של תסמונת דאון בילדים:
- עיניים שנוטות להטות כלפי מעלה
- אוזניים קטנות שבדרך כלל מקופלות מעט
- גודל פה קטן
- צוואר קצר
- המפרקים נוטים להיות חלשים
תסמונת טרנר
מצב זה הוא הפרעה גנטית המופיעה בדרך כלל אצל בנות. זה מתרחש כאשר ילד מאבד כרומוזום אחד כך שיש רק 45. בדרך כלל לילדים עם תסמונת טרנר יש גוף קצר יותר מחבריהם בגיל.
בנוסף, כמה תסמינים אחרים המאפיינים את תסמונת טרנר הם:
- יש לו צוואר רחב עם קפלי עור בצדדים.
- ישנם הבדלים בצורה ומיקום האוזניים
- חזה שטוח
- יש הרבה שומות חומות קטנות על העור יותר מהרגיל
- לסת קטנה
תסמונת קלינפלטר
תסמונת קלינפלטר ידועה גם כמצב XXY שבו לזכרים יש כרומוזום X נוסף בתאים שלהם. בדרך כלל, לתינוקות עם תסמונת זו יש שרירים חלשים. לכן, התפתחותו נוטה להיות איטית יותר מהאחרים.
בגיל ההתבגרות, גברים עם תסמונת XXY בדרך כלל לא מייצרים טסטוסטרון כמו בנים אחרים. בנוסף, יש להם גם אשכים קטנים ועקורים.
מצב זה הופך את הילד לפחות שרירי, פחות שיער פנים וגוף, אפילו שדיים גדולים מהרגיל.
טריזומיה 13 ו-18
טריזומיה 13 ו-18 הן הפרעות גנטיות שגורמות למומים מולדים. טריזומיה 13 פירושה שלתינוקות שנולדו יש 3 עותקים של כרומוזום מספר 13. טריזומיה 13 נקראת תסמונת פאטאו.
בינתיים, ילד שיש לו שלושה עותקים של כרומוזום 18, או טריזומיה 18, נקרא תסמונת אדוארדס. בדרך כלל, ילדים שיש להם את שני המצבים לא ישרדו עד גיל שנה.
תינוקות עם טריזומיה 13, או תסמונת פאטאו, מאופיינים בדרך כלל על ידי:
- משקל לידה נמוך
- ראש קטן עם מצח משופע
- בעיות מבניות במוח
- גודל העין הסמוכה
- שפה וחך שסועים
- האשכים אינם יורדים לשק האשכים
בינתיים, תינוקות עם טריזומיה 18 (תסמונת אדוארד) מאופיינים ב:
- לא הצליח לשגשג
- ראש קטן
- פה ולסת קטנים
- עצם חזה קצר
- בעיות שמיעה
- ידיים ורגליים במצב כפוף
- חוט השדרה אינו סגור לחלוטין (שדרה ביפידה)
כיצד לזהות מומים כרומוזומליים בעובר
כדי לזהות מומים כרומוזומליים בעובר, ישנן מספר בדיקות שבדרך כלל ניתן לבצע. בדיקה זו חשובה למדי מכיוון שהחריגות המתעוררות יכולות להשפיע על התפתחות התינוק. ישנם שני סוגים של בדיקות המבוצעות בדרך כלל:
מבחן בד
בדיקה זו נעשית כדי לחפש סימנים לכך שהתינוק שלך נמצא בסיכון גבוה להפרעה. עם זאת, בדיקות סקר אינן יכולות לקבוע בוודאות שלתינוק יש הפרעה מסוימת.
למרות זאת, לבדיקה זו אין השפעה רעה על האם והתינוק. ניתן לבצע את הסוגים הבאים של בדיקות סקר:
מסך משולב שליש ראשון (FTCS)
בדיקה זו מתבצעת עם סריקת אולטרסאונד של התינוק בשבועות 11 עד 13 להריון. בנוסף לאולטרסאונד, בדיקות דם יתבצעו גם כשההריון בן 10 עד 13 שבועות.
הליך זה משלב את תוצאות האולטרסאונד ובדיקות הדם עם עובדות על גיל האם, משקלה, מוצאה, מצב העישון.
המבחן המשולש
בדיקה אחת זו נעשית בשליש השני של ההריון, שהוא בין הגילאים 15 עד 20 שבועות. הליך זה נעשה כדי למדוד את הרמות של הורמונים מסוימים בדם האם. בדרך כלל בדיקה זו נעשית כדי לראות את הסיכון לתסמונת דאון, תסמונת אדוארד, תסמונת פאטאו ומומים בתעלה העצבית (שדרה ביפידה).
בדיקות טרום לידתיות לא פולשניות (NIPT)
NIPT היא בדיקה טרום לידתית כדי לחפש DNA מהשליה של התינוק בדגימת הדם של האם. עם זאת, בדיקות כגון NIPT רק קובעות את ההסתברות. בדיקה זו אינה יכולה לקבוע בוודאות אם לתינוק תהיה חריגה כרומוזומלית או לא.
למרות שלא ניתן לקבוע זאת בוודאות, על פי מחקר שפורסם ב-BMJ Open, לבדיקה זו יש דיוק של 97 עד 99 אחוזים לזיהוי תסמונת דאון, פטאו ואדוארד.
מאוחר יותר, התוצאות של בדיקת NIPT זו יסייעו לרופאים לקבוע את השלבים הבאים, כולל האם עליך לבצע בדיקות אבחון כגון דגימת וירוס כוריוני (CVS) או בדיקת מי שפיר, או לא.
מבחן דיאגנוסטי
בדיקה זו נעשית כדי לקבוע אם לתינוק שלך יש חריגה כרומוזומלית או לא. למרבה הצער, בדיקת האבחון מסוכנת למדי לגרום להפלה. ניתן לבצע את הסוגים הבאים של בדיקות אבחון:
בְּדִיקַת מֵי שָׁפִיר
בדיקת מי השפיר היא הליך המשמש לקבלת דגימה של מי השפיר המקיפים את העובר. בדיקה זו מבוצעת בדרך כלל על נשים בין שבוע 15 ל-20 להריון.
עם זאת, נשים שצריכות לעבור בדיקה זו מועדפות בדרך כלל כאלו שיש להן סיכון גבוה, כגון אלו מגיל 35 ומעלה, או בדיקת סקר לא תקינה.
דגימת רצועות כוריוניות (CVS)
הליך זה נעשה על ידי נטילת דגימה של תאים או רקמה מהשליה לבדיקה במעבדה. תאים או רקמות מהשליה נלקחים כי יש להם את אותו החומר הגנטי כמו העובר. תאים או רקמות אלה יכולים להיבדק גם לאיתור חריגות במאגר ה-DNA שלהם.
CVS אינו יכול לספק מידע על מומים בצינור העצבי, כגון עמוד השדרה ביפידה. לכן, לאחר ביצוע CVS, הרופא יבצע בדיקת דם מעקב, שהיא בשבוע 16 עד 18 להריון.
