非整倍體是一種遺傳狀況,其中細胞或生物體除了該物種的典型或二倍體 (2n) 組染色體之外,染色體數量不正確。正常情況下,人類細胞含有 46 條染色體(23 對),但在非整倍體中,該數量可能會發生改變,從而導致多種遺傳性疾病和醫療狀況。
非整倍體的例子包括:
- 唐氏症(21三體):在這種情況下,一個人有一個額外的第21號染色體副本,導致各種身體和精神殘疾。
- 愛德華茲氏症候群(18 三體):這種情況與第 18 號染色體的額外副本有關,通常會導致嚴重的醫療問題。
- 帕托症候群(X 三體):患有這種症候群的女性有一個額外的 X 染色體副本,這可能會導致身體和精神殘疾。
- 克氏症候群 (XXY):患有這種症候群的男性有一個額外的 X 染色體副本,這會導致各種身體和心理變化。
- X單體(特納氏症):患有這種症候群的女孩缺少兩條X染色體中的一條,這可能導致身體和心理障礙。
非整倍體可能是減數分裂(有性細胞分裂)或有絲分裂(非典型細胞分裂)過程中的錯誤造成的。它可能導致嚴重的醫療後果,通常需要醫療監測和乾預。
非整倍體和突變是兩種不同的遺傳現象,儘管它們在某些情況下可能相關。以下是它們的主要區別:
非整倍體:
- 定義:非整倍性是一種遺傳改變,涉及細胞或生物體中染色體數量的變化,即存在額外或缺失的染色體。
- 原因:非整倍體通常不是點突變(核苷酸的取代、插入或缺失)的結果,而是由於細胞分裂過程中減數分裂或有絲分裂的錯誤造成的。
突變:
- 定義:突變是 DNA 核苷酸序列的變化,包括替換、插入、刪除和遺傳訊息的其他變化。
- 原因:突變可能由多種因素引起,包括 DNA 複製過程中的隨機錯誤、化學或物理誘變劑、暴露於輻射以及其他因素。
區別:
- 非整倍性涉及染色體數量的變化,而突變則涉及基因組中特定核苷酸序列的變化。
- 非整倍體通常涉及大量基因的變化,因為它影響整個染色體甚至多個染色體。突變可能影響一個或多個基因。
- 非整倍體可以同時引起多種醫學問題,因為它改變了許多基因的工作方式。突變可以是中性的,也可以是有害的,這取決於突變的位置和對基因功能的影響。
儘管有所不同,但某些類型的非整倍性可能是由負責細胞分裂或染色體相關過程的基因突變引起的,這可能會加劇非整倍性的醫學後果。
基因組非整倍體
它是一種非整倍性,其中染色體數量的異常涉及整個基因組,即生物體的所有染色體,而不是一條或幾條染色體的隨機變化。
基因組非整倍體的例子包括:
- 多倍體:這是一種細胞或生物體具有額外染色體組的情況。例如,三倍體 (3n) 意味著具有三組染色體而不是兩組,四倍體 (4n) 意味著具有四組。
- 自倍體:在這種情況下,同一物種的互補組的所有染色體(例如,同一物種的兩組染色體)。
- 異倍體:在這種情況下,額外的染色體組屬於不同的物種或亞種。
基因組非整倍體可能是由於減數分裂(有性細胞分裂)錯誤或細胞缺失異常造成的。它們可能對有機體的發育和生命產生嚴重後果,並且通常與各種醫療狀況和綜合症有關。
基因組非整倍性最著名的例子之一是唐氏症(21 三體),其中一個人有一個額外的第21 條染色體,總共47 條染色體,而不是標準的46 條。會導致典型的身體和精神特徵。
非整倍體症候群
它是一組與細胞或生物體中染色體數量變化相關的遺傳綜合徵。非整倍性可能導致細胞中存在額外染色體(三體性)或缺失染色體(單體性)。一些最著名的非整倍體症候群包括:
- 唐氏症(21 三體):此症候群是由於第 21 號染色體有一個額外的拷貝所引起的。症狀包括智力低下、身體特徵(如皺紋臉)、心臟病風險增加和其他健康問題。
- 愛德華茲氏症候群(18 三體):此症候群是由第 18 號染色體的額外副本的存在引起的。它伴隨著嚴重的身體和精神損傷以及可能嚴重限制預期壽命的醫療問題。
- 帕陶症候群(13 三體):這種症候群是由於第 13 號染色體的額外拷貝的存在引起的。它還具有嚴重的身體和精神殘疾以及壽命縮短的特徵。
- 克蘭費爾特症候群(XXY):此症候群與男性存在額外的 X 染色體(通常是 XXY)有關。症狀可能包括性發展遲緩和其他身體和精神特徵。
- 特納氏症(X0):此症候群與女性 (X0) 中一條 X 染色體的缺失有關。症狀可能包括身材矮小、生殖器發育異常和其他健康問題。
這些非整倍體症候群可引起多種醫學和精神疾病,通常與胚胎發育過程中細胞分裂過程錯誤導致的染色體數量變化有關。
原因 非整倍體
非整倍性,即染色體數量的變化,可能由於各種遺傳和環境因素而發生。以下是非整倍體的一些主要原因:
- 減數分裂錯誤:減數分裂是產生配子(卵子和精子)的性細胞分裂。減數分裂過程中的錯誤可能導致染色體分離不當,從而導致配子的非整倍性。
- 有絲分裂錯誤:有絲分裂是一種產生體細胞(而非性細胞)的細胞分裂。有絲分裂中的錯誤會導致生物體細胞中染色體數量的變化。
- 環境暴露:一些化學物質、輻射和其他環境因素可能會增加非整倍體的風險。
- 基因突變:基因突變或遺傳因素的存在可能導致非整倍體。
- 綜合症和遺傳性疾病:一些遺傳綜合症,如唐氏症、愛德華茲綜合症等與特定類型的非整倍性有關。
- 產婦年齡:35 歲以後的女性新生兒出現非整倍體的風險增加,尤其是唐氏症。
- 感染和疾病:某些感染和疾病,例如病毒性肝炎,會增加非整倍體的風險。
- 藥物:有些藥物,例如化療,也會增加非整倍體的風險。
不同類型的非整倍體可能會產生不同的後果,並可能導致不同的醫療狀況。透過遺傳諮詢、定期醫學檢查和健康的生活方式可以降低非整倍體的風險。
發病
以下是一些可能導致非整倍體的潛在機制:
- 減數分裂錯誤:減數分裂是產生配子(卵子和精子)的性細胞分裂過程。減數分裂中的錯誤,例如減數分裂 I 或 II 期間染色體分離不當,可能會導致形成具有錯誤染色體數量的配子。
- 有絲分裂錯誤:有絲分裂是產生體細胞(非性)細胞的細胞分裂過程。有絲分裂中的錯誤可能會導致新細胞中染色體數量的變化。例如,有絲分裂中的錯誤可能導致細胞獲得染色體的額外副本或缺失染色體。
- 不分離:不分離是細胞分裂過程中染色體的不正確分離。它可以發生在減數分裂或有絲分裂。例如,如果染色體在子細胞之間不均勻分裂,則可能導致非整倍體。
- 機械異常:細胞分裂過程中的機械異常,例如染色體螺旋度異常或染色體結構異常,可能會導致染色體分離錯誤並導致非整倍體。
- 環境暴露:一些化學物質、輻射和其他環境因素會影響細胞過程,增加非整倍體的風險。
- 有絲分裂異常:有絲分裂異常可能涉及體細胞分裂過程中的畸變,這可能導致身體組織中染色體數量的變化。
非整倍性的機制可以多種多樣,其確切性質可能取決於非整倍性的具體情況和類型。這些變化可能發生在胎兒發育期間,也可能發生在生命不同時期的身體細胞。
形式
根據可能多餘或缺失的染色體數量,有幾種不同類型的非整倍性:
- 三體性:這是一條染色體的額外副本的存在。例如,21 三體症會導致唐氏症,即一個人有 3 個 21 號染色體拷貝。
- 單體性:這是一對染色體中的一條缺失的情況。例如,當女性缺少兩條 X 染色體之一時,就會出現 X 單體(特納氏症)。
- 多倍體:這是額外染色體組的存在。例如,三倍體意味著具有三組染色體,而不是標準的兩組。
- 具有遺傳變化的二倍體:在某些情況下,染色體內部可能發生變化或染色體結構發生變化,這也被認為是非整倍體。
- 亞倍體:這是指染色體數量比正常情況少。亞倍體可能涉及少於兩組染色體。
- 等色:其中一條染色體被分成具有相同材料成分的兩個相等部分的情況。
- 三倍體:存在一組額外的染色體,導致細胞中每條染色體有三個拷貝。
D組染色體非整倍性是指生物體細胞中存在異常數量的染色體,這種非整倍性與屬於D組的染色體(通常是13、14、15、21和22號染色體)有關。例如,這些染色體之一的額外副本(三倍體)的存在或其中一個染色體的缺失(單體性)可能是非整倍性的一種形式。
非整倍體可導致各種遺傳性疾病和綜合徵,例如唐氏症(21 三體性,其特徵是存在 21 號染色體的第三個拷貝)或 Patau(13 三體性)等。
然而,D 染色體上的非整倍性可能會產生不同的後果,這取決於特定的染色體疾病及其影響的器官。為了做出準確的診斷和了解非整倍體可能的後果,以及製定治療和支持策略,有必要諮詢遺傳學家或遺傳性疾病專家。
C組染色體非整倍體是指一個人或生物體具有異常數量的屬於C組染色體的染色體。 C組染色體通常指中等大小的染色體。人類的正常染色體組包括 46 條染色體,分為 23 對。在非整倍體中,該組中的一條染色體可能多餘或缺失,這可能導致各種遺傳和醫學問題,例如唐氏症(21 三體症)或其他遺傳異常。非整倍體可能是由於有絲分裂(對於體細胞)或減數分裂(對於生殖細胞)期間細胞分裂過程中的錯誤而發生的。
E組染色體非整倍體是指人類核型中屬於E組的染色體數量異常。 E 組包括編號 4 和 5 的染色體。
E 組染色體非整倍體的範例:
- 4 三體:這是一種人有額外的第4 條染色體的情況,即47 條染色體,而不是標準的46 條染色體。發育。
- 5三體性:與 4 三體性一樣,5 三體性與第 5 號染色體的額外副本的存在有關。這種情況可能會導致醫療問題,並可能有不同的表現。
- 4 號單體:4 號單體是指第 4 條染色體缺失之一的情況。這是一種罕見的情況,也可能產生醫療後果。
- 5 號單體:5 號單體是指第 5 條染色體缺失之一。這也是一種罕見的疾病,可能會產生多種醫療後果。
E 染色體非整倍性與其他形式的非整倍性一樣,可引起多種醫療狀況和綜合徵,取決於染色體變化的性質和確切位置。此類病症的診斷通常透過細胞遺傳學技術和遺傳分析來完成。
診斷 非整倍體
非整倍體(染色體數量變化)的診斷是透過各種方法和測試來完成的。以下是診斷非整倍體的一些最常用方法:
- 羊膜穿刺術:這是一種侵入性手術,使用針從羊膜上採集羊水樣本。此樣本含有胎兒細胞,可對其進行細胞遺傳學分析以確定是否存在非整倍體。
- 絨毛膜活檢 (CB):這也是一種侵入性手術,其中採集絨毛膜絨毛(胎盤組織)樣本進行細胞遺傳學分析。絨毛膜活檢可以在懷孕期間比羊膜穿刺術更早進行。
- 非侵入性產前檢測(NIPT):這種方法可以透過母體血液檢測來檢測非整倍體以及其他胎兒遺傳異常的存在。 NIPT通常在懷孕10週後進行,假陽性率較低。
- 超音波:超音波可用於檢測非整倍體的一些跡象,例如子宮頸絨毛厚度增加或可能引起異常懷疑的胎兒身體特徵。
- 遺傳分析:細胞遺傳學分析(染色體研究)和分子遺傳學分析可用於準確確定非整倍性的性質並確定染色體改變的類型。
選擇如何診斷非整倍體可能取決於許多因素,包括胎齡、醫療狀況、異常風險和父母的意願。診斷和選擇方法的決定通常由婦科醫生和遺傳學家共同做出。
鑑別診斷
多倍體和非整倍體是細胞或生物體中染色體數量變化的兩種不同類型。以下是它們的主要區別:
多倍體:
- 定義:多倍體是指有額外的完整染色體組。例如,多倍體生物體可以具有兩組、三組或更完整的染色體組。
- Examples: Examples of polyploid organisms are some plants (e.g., wheat, bombardment) and some animal species (e.g., salmon).
- 意義:多倍體對於生物體的生存是穩定的,甚至是正面的,因為額外的染色體拷貝可以為物種提供穩定性和多樣性。
非整倍體:
- 定義:非整倍體是指生物體細胞中染色體數量錯誤,包括多餘或缺失的染色體。
- 例如:非整倍體的例子包括唐氏症(21 三體,即多了一條第 21 條染色體)、愛德華茲症候群(18 三體症)和其他涉及染色體數量變化的遺傳綜合症。
- 後果:非整倍體通常與嚴重的醫療問題有關,並可能導致各種身體和精神異常以及其他病症。
因此,多倍體和非整倍體之間的主要區別在於,多倍體涉及額外的完整染色體組,而非整倍體涉及細胞或生物體中染色體數量的變化,但沒有完整的額外染色體組。
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