21.11.2016

Мозаїцизм і Химеризм

Original: http://arbl.cvmbs.colostate.edu/hbooks/genetics/medgen/chromo/mosaics.html

Мозаїки і химери – тварини, які мають більше однієї генетично виразної популяції клітин. Різниця між цими двома формами досить чітко визначена, хоча іноді ігнорується або неправильно. У мозаїці, генетично різні типи клітин все виникають з однієї зиготи, в той час як химери відбуваються з більш ніж однієї зиготи.

Мозаїки не є рідкістю; насправді, приблизно половина з ссавців на землі представляють собою тип мозаїки. Химера, з іншого боку, це не те, що ви, ймовірно, зіткнетеся, якщо ви не досвідчений ембріолог або розводити худобу.

Цитогенетичні мозаїки

Термін “мозаїк” зазвичай застосовується до тварини, яка має більше однієї цитогенетично виразної популяції клітин. Наприклад, в людській мозаїки, деякі клітини можуть бути 46, XX і близько 47, XXX. Частка клітин, що мають кожен генотип сильно варіює, що відображає, наскільки рано під час ембріогенезу мозаицизм виникла. У більшості, але не у всіх випадках, мозаицизм може бути виявлений в клітинах з усіх тканин.

Яке клінічне значення мозаїцизму? Якщо частка цитогенетичних аномальних клітин в мозаїці досить велике, що людина буде проявлятися хвороба. І навпаки, якщо аномальні клітини пропорційно малі в порівнянні з цитогенетичних нормальні клітини, нормальні клітини можуть бути достатніми, щоб запобігти хворобі або зменшити його вагу. Наприклад, переважна більшість людей із синдромом Тернера (Х-хромосома моносомии) помирає до народження. Багато з людей, в Тернера, які виживають виявляються мозаїк з істотною часткою нормальних клітин (наприклад, 46 XX/45 XO мозаїк).

Ххромосомний мозаїцизм

На початку ембріогенезу у ссавців, все, крім однієї Х-хромосома, функціонально інактивують за допомогою процесу, званого інактивації Х-хромосоми. Оскільки ця інактивація відбувається випадковим чином, усі нормальні жінки мають приблизно рівні популяції двох генетично різних типів клітин і, отже, тип мозаїки. Приблизно о пів на своїх клітин, батьківської Х-хромосома була інактивується, а в іншій половині Х-хромосома матері неактивний. Це має ряд важливих біологічних і медичних наслідків, зокрема щодо Х-хромосомою генетичних захворювань.

Кішки надають унікальну можливість спостерігати X інактивація хромосоми і допомогти візуалізувати, як це впливає на всіх самок. Черепахова масть кішок, як показано нижче, є шар, який представляє собою суміш чорного і оранжевого волосся. Ситцеві кішки схожі, але також є ділянки білого, який кодується іншим геном.

Ген, що кодує помаранчевий колір пальто є Х-хромосомою (тобто, на Ххромосомі). Чорний колір кодується або кодомінірует аллеля на Х-хромосомі або, що більш імовірно, ген аутосомно, який маскується геном оранжевого. Як зразки, ми будемо розглядати помаранчевий ген (O) і його не-помаранчевими аллель (о), щоб бути обидва Х-хромосомою. Нормальні коти мають одну Х-хромосому і може нести або O або ген O, приводячи їх мати помаранчевий або чорне пальто, відповідно.

Жіночі кішки, з двома Х-хромосомами, може мати будь-яку з трьох генотипів щодо гена оранжевого: OO (помаранчевий пальто), оо (чорний пальто) або (Оо черепаховий або бязь). Картина черепахових дрібних плям чорного і оранжевого кольорів відображає картину інактивації Х-хромосоми в волосяних фолікулах.

У чорних плям, Х-хромосома, що несе помаранчевий аллель був інактивованої і Х-хромосома, що несе непомаранчевий аллель активний. Саме зворотне присутній в вкрапленнями оранжевого хутра. Випадковий характер інактивації Х-хромосоми, очевидно – є відносно великі ділянки як чорний і помаранчевий (схожий на отримання 5 голів поспіль, коли гортати монет), але більша частина пальто є мелкодисперсная суміш помаранчевого і чорного (голови, хвости, хвости, голови, хвости…).

Так що, якщо ви не зацікавлені в кішки забарвлень? Може бути, ви навіть не люблю котів. Чи є розуміння цієї інформації все ще важливо? Так! Характер інактивації Х-хромосоми розглядається як чорний і помаранчевий хутра в пальто з черепахової кішки присутній у всіх тканинах всіх самок ссавців. Ця модель просто як правило, не видно, тому що, наприклад, кольору шкіри людини не кодуються генами Х-хромосомою. Проте, розуміння інактивації Х хромосоми і мозаицизм має велике значення у всіх видів для розуміння патофізіології Х-хромосомою генетичних захворювань.

Химери

У міфології химера це вогнедишний монстр, що складається з головою лева, тілом козла і хвостом змії. У медичній науці химера є фізичною особою, що має більше однієї генетично виразної популяції клітин, які відбулися більше ніж з однієї зиготи. Як це можливо, і як швидко ви повинні працювати, якщо ви бачите один?

Химерна велика рогата худоба – не рідкість. Коли корова має близнюків, це майже неминуче, що анастомози (області приєднання) розвиваються між плодових кровоносної систем на ранніх термінах вагітності. Це призводить до обміну крові між двома зародках. Фетальний кров містить гемопоетичні стовбурові клітини, і кожен плід постійно “затравки” за допомогою стовбурових клітин з його двійника. Результатом є те, що обидві тварини є гемопоетичні химери. Змінну частину всіх їх клітин, які отримані з гемопоетичних стовбурових клітин (клітин периферичної крові, клітин Купфера в печінці, лімфоцити і макрофаги в лімфатичних вузлах і селезінці і т.д.) не з близнюків.

Основна клінічна важливість спостерігається, коли один плід жіночої статі і один чоловік. У таких випадках, самка плід піддається впливу гормонів від самця і маскулінізується. Такі жіночі худоби називаються фрімартинами. Зовнішній генітальний тракт фрімартина виглядає як жіночий, хоча зазвичай інфантильний. Ступінь, в якій внутрішні статеві шляхи маскулінізуються, варіює, але, як правило, піхву є дуже коротким і роги матки рудиментарни. Досить очевидно, що ці тварини є стерильними. Фрімартини спостерігаються іноді і у інших видів, хоча і набагато рідше, ніж у великої рогатої худоби, ймовірно, тому, що ці тварини не мають схильність бачив у великої рогатої худоби для формування судинних анастомозів серед ембріонів на ранніх термінах вагітності.

Є повідомлення про природу хімерізма в різних видах. Такі люди, безсумнівно, мають місце, хоча вони досить рідкісні. Найбільш ймовірний патогенез в таких випадках є злиття двох ранніх ембріонів в один. Це є підозра, бо химери також експериментально отримані, і є цінним інструментом для проведення досліджень в ряді біомедичних дисциплін. Основний метод полягає в об’єднанні двох дуже ранніх ембріонів таким чином, що їх клітини перемішуються і отриманий зародок має клітини з обох вихідних ембріонів. Цей метод широко застосовується з мишами і також була застосована до жуйних тварин.

Химерні тварина показане нижче, дитина-“гібрид козла та вівці”, зроблений шляхом об’єднання ембріонів кіз і овець. Зверніть увагу на те хімерізма очевидно в шкірі – великі ділянки шкіри, на передніх і задніх ніг покриті шерстю, представляючи овець внесок тваринного, в той час як більша частина решти тіла вкрите волоссям, які отримані з козячих клітин.

Надано доктором Гері Андерсоном, Каліфорнійський університет, Девіс

Химерних мишей і овець-кіз химери були найбільш корисні в відповідях на фундаментальні питання про біології розвитку і патології. Існує також певний потенціал, що цей метод може бути застосований до таких проблем, як порятунок зникаючих видів. Можна, наприклад, побудувати козячого овечий химеру таким чином, що коза плід “ув’язнену” в овечій плаценти. Це дозволяє овець, щоб нести козу термін, який не буде відбуватися, якщо ви просто передати козячі ембріони в овець (вівці будуть імунологічно відкидають козячі плаценту і плід). Це може бути можливим поширити цю процедуру, щоб ембріони з строго під загрозою зникнення видів, які будуть проводитися матерями адресата з іншого виду.

Останнє оновлення: 5 серпня 1998 року
Надсилайте коментарі через форму або за адресою електронної пошти rbowen@lamar.colostate.edu

About The Author

admin

Comments are closed.