Anatomie Lexique

Les chromosomes

Définition - que sont les chromosomes?

La constitution génétique d'une cellule est stockée sous forme d'ADN (acide désoxyribonucléique) et de ses bases (adénine, thymine, guanine et cytosine). Dans toutes les cellules eucaryotes (animaux, plantes, champignons), cela est présent dans le noyau cellulaire sous forme de chromosomes. Un chromosome est constitué d'une seule molécule d'ADN cohérente, qui est liée à certaines protéines.

Le nom chromosome est dérivé du grec et peut être grossièrement traduit par «corps de couleur». Ce nom vient du fait que très tôt dans l'histoire de la cytologie (1888), les scientifiques ont réussi à les colorer à l'aide de colorants basiques spéciaux et à les identifier au microscope optique. Cependant, ils ne sont vraiment visibles qu'à un certain moment du cycle cellulaire, la mitose (dans les cellules germinales, méiose), lorsque le chromosome est particulièrement dense (condensé).

Comment les chromosomes sont-ils construits?

Si la double hélice d'ADN entière d'une cellule, c'est-à-dire environ 3,4 x 109 paires de bases, était liée ensemble, cela donnerait une longueur de plus d'un mètre. La longueur totale de tous les chromosomes ajoutés n'est que d'environ 115 µm. Cette différence de longueur s'explique par la structure très compacte des chromosomes, dans laquelle l'ADN est enroulé ou spiralé plusieurs fois de manière très spécifique.

Les histones, une forme particulière de protéines, jouent un rôle important à cet égard. Il existe au total 5 histones différentes: H1, H2A, H2B, H3 et H4. Deux des quatre dernières histones se combinent pour former une structure cylindrique, l'octamère, autour de laquelle la double hélice s'enroule environ deux fois (= super hélice). H1 se fixe sur cette structure pour la stabiliser.

Ce complexe d'ADN, d'octamère et de H1 s'appelle un nucléosome. Plusieurs de ces nucléosomes sont désormais «comme une chaîne de perles» à des intervalles relativement courts (10 à 60 paires de bases) les uns derrière les autres. Les sections entre les chromosomes sont appelées ADN d'espacement. Les nucléosomes individuels entrent à nouveau en contact via H1, ce qui crée une nouvelle spirale et donc également une compression.

Le brin résultant, à son tour, est dans des boucles qui sont stabilisées par un squelette constitué de protéines acides non histones, également appelées hertones. Ces boucles sont à leur tour présentes en spirales stabilisées par des protéines, ce qui aboutit à la dernière étape de compression. Cependant, ce haut degré de compression ne se produit que dans le cadre de la division cellulaire au cours de la mitose.

Dans cette phase, vous pouvez également voir la forme caractéristique des chromosomes, qui est composée de deux chromatides. L'endroit où ceux-ci sont connectés s'appelle le centromère. Il divise chaque chromosome métaphase en deux bras courts et deux bras longs, également appelés bras p et q.
Si le centromère se trouve à peu près au milieu du chromosome, on l'appelle un chromosome métacentrique, s'il se trouve entièrement à l'une des extrémités d'un chromosome acrocentrique. Ceux entre les deux sont appelés chromosomes submétacentriques. Ces différences, déjà visibles au microscope optique, ainsi que la longueur, permettent une première classification des chromosomes.

Quels sont les télomères?

Les télomères sont les extrémités des chromosomes avec des séquences répétées (TTAGGG). Ceux-ci ne contiennent aucune information pertinente, mais servent plutôt à empêcher la perte de sections d'ADN plus pertinentes. À chaque division cellulaire, une partie du chromosome est perdue par le mécanisme de réplication de l'ADN.

Ainsi, les télomères sont, en un sens, un tampon qui retarde le point auquel la cellule perd des informations importantes en se divisant. Si les télomères d'une cellule ont une longueur inférieure à 4 000 paires de bases, la mort cellulaire programmée (apoptose) est déclenchée. Cela empêche la propagation de matériel génétique défectueux dans l'organisme. Quelques cellules ont des télomérases, c'est-à-dire des enzymes capables d'allonger à nouveau les télomères.

En plus des cellules souches, dont proviennent toutes les autres cellules, ce sont les cellules germinales et certaines cellules du système immunitaire. De plus, les télomérases se retrouvent également dans les cellules cancéreuses, c'est pourquoi on parle d'immortalisation d'une cellule dans ce contexte.

Lisez tout sur le sujet ici: Télomères - Anatomie, fonction et maladies

Qu'est-ce que la chromatine?

La chromatine fait référence à la totalité du contenu d'un noyau cellulaire qui peut être coloré avec une base. Par conséquent, en plus de l'ADN, le terme comprend également certaines protéines, par exemple les histones et les hertones (voir structure), ainsi que certains fragments d'ARN (hn et snRNA).

Selon la phase du cycle cellulaire ou selon l'activité génétique, ce matériel est disponible en différentes densités. La forme la plus dense est appelée hétérochromatine. Pour faciliter sa compréhension, on pourrait donc la considérer comme une «forme de stockage» et ici encore différencier l'hétérochromatine constitutive et facultative.

L'hétérochromatine constitutive est la forme la plus dense, qui est présente dans toutes les phases du cycle cellulaire à son plus haut niveau de condensation. Il représente environ 6,5% du génome humain et est principalement situé près des centromères et des extrémités des bras chromosomiques (télomères) dans une faible mesure, mais aussi à d'autres endroits (principalement les chromosomes 1, 9, 16, 19 et Y) . De plus, la majeure partie de l'hétérochromatine constitutive est située près de la membrane nucléaire, c'est-à-dire aux bords du noyau cellulaire. L'espace au milieu est réservé à la chromatine active, l'euchromatine.

L'hétérochromatine facultative est un peu moins dense et peut être activée et désactivée selon les besoins ou selon le stade de développement. Un bon exemple de ceci est le deuxième chromosome X dans les caryotypes féminins. Puisqu'un chromosome X est fondamentalement suffisant pour la survie de la cellule, ce qui est finalement suffisant pour les hommes, l'un des deux est désactivé dans la phase embryonnaire. le chromosome X désactivé est connu sous le nom de corps de Barr.

Ce n'est que pendant la division cellulaire, dans le contexte de la mitose, qu'il se condense complètement, ce qui lui permet d'atteindre sa compression la plus élevée dans la métaphase. Cependant, étant donné que les différents gènes sont souvent lus différemment - après tout, toutes les protéines ne sont pas nécessaires en tout temps dans la même quantité - une distinction est également faite ici entre l'euchromatine active et inactive.

En savoir plus à ce sujet sous: Chromatine

Chromosomes haploïdes

Haploïde (grec haploos = simple) signifie que tous les chromosomes d'une cellule sont présents individuellement, c'est-à-dire pas par paires (diploïde) comme c'est généralement le cas. C'est l'état naturel de tous les ovules et spermatozoïdes, dans lequel les deux chromatides identiques ne sont pas initialement séparées au cours de la première méiose, mais au lieu de cela, toutes les paires de chromosomes sont séparées en premier.

En conséquence, après la première méiose, les cellules filles chez l'homme n'ont que 23 chromosomes au lieu des 46 habituels, ce qui correspond à la moitié de l'ensemble haploïde de chromosomes. Étant donné que ces cellules filles ont toujours une copie identique de chaque chromosome constitué de 2 chromosomes, la deuxième méiose est nécessaire, dans laquelle les deux chromatides sont séparées l'une de l'autre.

Chromosomes polytènes

Un chromosome polytène est un chromosome composé d'un grand nombre de chromatides génétiquement identiques. Étant donné que ces chromosomes sont faciles à voir même sous un grossissement plus faible, ils sont parfois appelés chromosomes géants. La condition préalable à cela est l'endoréplication, dans laquelle les chromosomes dans le noyau cellulaire sont multipliés plusieurs fois sans division cellulaire.

Quelles sont les fonctions des chromosomes?

Le chromosome en tant qu'unité organisationnelle de notre génome sert principalement à garantir que le génome doublé est uniformément réparti entre les cellules filles pendant la division cellulaire. Pour ce faire, il convient de se pencher de plus près sur les mécanismes de la division cellulaire ou du cycle cellulaire:

La cellule passe la majorité du cycle cellulaire en interphase, ce qui signifie toute la période de temps pendant laquelle la cellule n'est pas sur le point de se diviser immédiatement. Celui-ci est à son tour divisé en phases G1, S et G2.

La phase G1 (G comme gap, c'est-à-dire gap) suit immédiatement la division cellulaire. Ici, la cellule augmente à nouveau de taille et remplit des fonctions métaboliques générales.

De là, il peut également passer à la phase G0. Cela signifie qu'il se transforme en un stade qui n'est plus capable de se diviser et, dans les cas normaux, change également considérablement afin de remplir une fonction très spécifique (différenciation cellulaire). Afin d'accomplir ces tâches, des gènes très spécifiques sont lus plus intensément, d'autres moins ou pas du tout.

Si un segment d'ADN n'est pas nécessaire pendant une longue période, il est souvent situé dans les parties des chromosomes qui ont été densément compactées pendant une longue période (voir chromatine). D'une part, cela a pour but de gagner de la place, mais en plus des autres mécanismes de régulation génique, c'est aussi une protection supplémentaire contre une lecture accidentelle. Cependant, il a également été observé que, dans des conditions très spécifiques, des cellules différenciées de la phase G0 peuvent réintégrer le cycle.

La phase G1 est suivie de la phase S, c'est-à-dire la phase dans laquelle un nouvel ADN est synthétisé (réplication de l'ADN). Ici, l'ADN entier doit être dans sa forme la plus lâche, c'est-à-dire que tous les chromosomes sont complètement déroulés (voir structure).

A la fin de la phase de synthèse, tout le matériel génétique est présent en double dans la cellule. La copie étant toujours attachée au chromosome d'origine via le centromère (voir structure), on ne parle pas de duplication des chromosomes.

Chaque chromosome se compose désormais de deux chromatides au lieu d'une, de sorte qu'il peut plus tard prendre la forme en X caractéristique pendant la mitose (à proprement parler, la forme en X ne s'applique qu'aux chromosomes métacentriques). Dans la phase G2 suivante, la préparation immédiate de la division cellulaire a lieu. Cela inclut également une vérification détaillée des erreurs de réplication et des ruptures de brin, qui peuvent être réparées si nécessaire.

Il existe essentiellement deux types de division cellulaire: la mitose et la méiose. À l'exception des cellules germinales, toutes les cellules d'un organisme proviennent de la mitose, dont la seule tâche est la formation de deux cellules filles génétiquement identiques.
La méiose, quant à elle, a pour but de générer des cellules génétiquement différentes:
Dans un premier temps, les chromosomes correspondants (homologues) mais non identiques sont répartis. Ce n'est qu'à l'étape suivante que les chromosomes, qui consistent en deux chromatides identiques, sont séparés et de nouveau distribués à deux cellules filles chacune, de sorte qu'à la fin, quatre cellules germinales avec un matériel génétique différent proviennent d'une cellule précurseur.

La forme et la structure des chromosomes sont essentielles pour les deux mécanismes: des «fils protéiques» spéciaux, ce qu'on appelle le fuseau, se fixent aux chromosomes hautement condensés et tirent les chromosomes dans un processus finement régulé à partir du plan médian (plan équatorial) aux pôles opposés de la cellule autour d'un pour assurer une distribution uniforme. Même de petits changements dans la microstructure des chromosomes peuvent avoir de graves conséquences ici.

Chez tous les mammifères, le rapport des chromosomes sexuels X et Y détermine également le sexe de la progéniture. Fondamentalement, tout dépend du fait que le sperme qui s'unit à l'ovule a un chromosome X ou Y. Puisque les deux formes de spermatozoïdes sont toujours produites exactement dans la même mesure, la probabilité est toujours équilibrée pour les deux sexes. Ce système aléatoire garantit une répartition par sexe plus uniforme que ce ne serait le cas, par exemple, avec des facteurs environnementaux tels que la température.

En savoir plus sur le sujet: Division du noyau cellulaire

Comment la constitution génétique se transmet-elle via les chromosomes?

Aujourd'hui, nous savons que les traits sont hérités via des gènes qui sont stockés dans les cellules sous forme d'ADN. Ceux-ci sont à leur tour divisés en 46 chromosomes, sur lesquels les 25 000-30000 gènes humains sont répartis.

En plus de la propriété elle-même, que l'on appelle le phénotype, il y a aussi l'équivalent génétique, qui s'appelle le génotype. L'endroit où se trouve un gène sur un chromosome s'appelle un locus. Puisque les humains ont le double de chaque chromosome, chaque gène se produit également deux fois. La seule exception à cette règle concerne les gènes du chromosome X chez les hommes, car le chromosome Y ne contient qu'une fraction de l'information génétique trouvée sur le chromosome X.

Différents gènes situés sur le même locus sont appelés allèles. Il y a souvent plus de deux allèles différents à un locus. On parle alors de polymorphisme. Un tel allèle peut être simplement un variant inoffensif (variant normal), mais aussi des mutations pathologiques qui peuvent être le déclencheur d'une maladie héréditaire.

Si la mutation d'un seul gène suffit à changer le phénotype, on parle d'héritage monogénique ou mendélien. Cependant, de nombreux traits héréditaires sont hérités de plusieurs gènes en interaction et sont donc beaucoup plus difficiles à étudier.

Puisque la mère et le père transmettent chacun l'un de leurs deux gènes à l'enfant dans un héritage mendélien, il y a toujours quatre combinaisons possibles dans la génération suivante, par lesquelles celles-ci peuvent également être les mêmes par rapport à une propriété. Si les deux allèles d'un individu ont le même effet sur le phénotype, l'individu est homozygote par rapport à cette caractéristique et la caractéristique est en conséquence pleinement exprimée.

Les hétérozygotes ont deux allèles différents qui peuvent interagir de différentes manières: si un allèle est dominant sur un autre, il supprime complètement son expression et le trait dominant devient visible dans le phénotype. L'allèle supprimé est appelé récessif.

Dans le cas d'un héritage codominant, les deux allèles peuvent s'exprimer sans être affectés l'un par l'autre, tandis que dans le cas d'un héritage intermédiaire, il existe un mélange des deux caractéristiques. Un bon exemple de ceci est le système de groupe sanguin AB0, dans lequel A et B sont co-dominants l'un avec l'autre, mais 0 sont dominants l'un sur l'autre.

Quel est le jeu normal de chromosomes chez l'homme?

Les cellules humaines ont 22 paires de chromosomes (autosomes) et deux chromosomes sexuels (gonosomes) indépendants du sexe, donc un total de 46 chromosomes constitue un ensemble de chromosomes.

Les autosomes viennent généralement par paires. Les chromosomes d'une paire ont une forme et une séquence de gènes similaires et sont donc appelés homologues. Les deux chromosomes X chez les femmes sont également homologues, tandis que les hommes ont un chromosome X et un chromosome Y. Celles-ci diffèrent par la forme et le nombre de gènes présents de telle sorte que l'on ne peut plus parler d'homologie.

Les cellules germinales, c'est-à-dire les ovules et les spermatozoïdes, n'ont que la moitié de l'ensemble chromosomique dû à la méiose, à savoir 22 autosomes individuels et un gonosome chacun. Étant donné que les cellules germinales fusionnent pendant la fécondation et intervertissent parfois des segments entiers (croisement), une nouvelle combinaison de chromosomes (recombinaison) est créée. Tous les chromosomes ensemble sont appelés le caryotype, qui à quelques exceptions près (voir aberrations chromosomiques) est identique chez tous les individus du même sexe.

Ici vous pouvez tout savoir sur le sujet: Mitose - Simplement expliqué!

Pourquoi y a-t-il toujours des paires de chromosomes?

Fondamentalement, cette question peut être répondue avec une phrase: parce qu'il a été démontré que c'est bénéfique.La présence de paires de chromosomes et le principe de la recombinaison sont essentiels pour l'hérédité en termes de reproduction sexuée. De cette manière, un individu complètement nouveau peut émerger du matériel génétique de deux individus par hasard.

Ce système augmente énormément la variété des propriétés au sein d'une espèce et garantit qu'elle peut s'adapter à des conditions environnementales modifiées beaucoup plus rapidement et avec plus de souplesse que ce qui ne serait possible qu'au moyen d'une mutation et d'une sélection.

Le double jeu de chromosomes a également un effet protecteur: si une mutation d'un gène conduirait à un échec de la fonction, il y a encore une sorte de "copie de sauvegarde" dans le deuxième chromosome. Cela ne suffit pas toujours à l'organisme pour compenser le dysfonctionnement, surtout si l'allèle muté est dominant, mais cela augmente le risque de celui-ci. De plus, de cette façon, la mutation n'est pas automatiquement transmise à tous les descendants, ce qui à son tour protège l'espèce des mutations trop radicales.

Qu'est-ce qu'une mutation chromosomique?

Les défauts génétiques peuvent provenir de rayonnements ionisants (par exemple, les rayons X), de substances chimiques (par exemple, le benzopyrène dans la fumée de cigarette), de certains virus (par exemple, les virus HP) ou, avec une faible probabilité, ils peuvent également apparaître purement par hasard. Il y a souvent plusieurs facteurs impliqués dans son développement. En principe, de tels changements peuvent survenir dans tous les tissus corporels, mais pour des raisons pratiques, l'analyse est généralement limitée aux lymphocytes (un type spécial de cellule immunitaire), aux fibroblastes (cellules du tissu conjonctif) et aux cellules de la moelle osseuse.

Une mutation chromosomique est un changement structurel majeur dans les chromosomes individuels. L'absence ou l'ajout de chromosomes entiers, en revanche, serait une mutation du génome ou de la ploïdie, tandis que le terme mutation génique se réfère à des changements relativement petits au sein d'un gène. Le terme aberration chromosomique (latin aberrare = dévier) est un peu plus large et comprend tous les changements qui peuvent être détectés au microscope optique.

Les mutations peuvent avoir des effets très différents:

Les mutations silencieuses, c'est-à-dire les mutations dans lesquelles le changement n'a aucun effet sur l'individu ou sa progéniture, sont plutôt atypiques pour les aberrations chromosomiques et se retrouvent plus souvent dans le domaine des mutations géniques ou ponctuelles.
On parle de mutation de perte de fonction lorsque la mutation se traduit par une protéine mal repliée et donc sans fonction ou pas de protéine du tout.
Les mutations dites de gain de fonction modifient le type d'effet ou la quantité de protéines produites de telle sorte que des effets complètement nouveaux apparaissent. D'une part, il s'agit d'un mécanisme crucial pour l'évolution et donc pour la survie d'une espèce ou l'émergence de nouvelles espèces, mais d'autre part, comme dans le cas du chromosome de Philadelphie, il peut également apporter une contribution décisive à le développement des cellules cancéreuses.

Les plus connues des différentes formes d'aberrations chromosomiques sont probablement les aberrations numériques, dans lesquelles les chromosomes individuels ne sont présents qu'une seule fois (monosomie), voire trois fois (trisomie).

Si cela ne s'applique qu'à un seul chromosome, on parle d'aneuploïdie et l'ensemble des chromosomes est affecté par la polyploïdie (tri- et tétraploïdie). Dans la plupart des cas, cette mauvaise distribution survient au cours du développement des cellules germinales par non-séparation (non-disjonction) des chromosomes lors de la division cellulaire (méiose). Cela conduit à une distribution inégale des chromosomes sur les cellules filles et donc à une aberration numérique chez l'enfant.

Les monosomies des chromosomes non sexuels (= autosomes) sont incompatibles avec la vie et ne surviennent donc pas chez les enfants vivants. À l'exception des trisomies 13, 18 et 21, les trisomies autosomiques conduisent presque toujours à des avortements spontanés.

Dans tous les cas, contrairement aux aberrations des chromosomes sexuels, qui peuvent également être discrets, il existe toujours des symptômes cliniques graves et, en règle générale, des anomalies externes plus ou moins prononcées (dysmorphismes).

Une telle mauvaise distribution peut également se produire plus tard dans la vie avec la division cellulaire mitotique (toutes les cellules à l'exception des cellules germinales). Puisqu'il y a des cellules inchangées en plus des cellules affectées, on parle d'une mosaïque somatique. Par somatique (grec soma = corps), on entend toutes les cellules qui ne sont pas des cellules germinales. Étant donné que seule une petite partie des cellules du corps est affectée, les symptômes sont généralement beaucoup plus légers. Par conséquent, les types de mosaïques restent souvent non détectés pendant longtemps.

Ici vous pouvez tout savoir sur le sujet: Mutation chromosomique

Qu'est-ce que l'aberration chromosomique?

L'aberration chromosomique structurelle correspond essentiellement à la définition de la mutation chromosomique (voir ci-dessus). Si la quantité de matériel génétique reste la même et est simplement distribuée différemment, on parle d'une aberration équilibrée.

Cela se fait souvent par translocation, c'est-à-dire le transfert d'un segment chromosomique vers un autre chromosome. S'il s'agit d'un échange entre deux chromosomes, on parle de translocation réciproque. Puisque seulement environ 2% du génome sont nécessaires pour produire des protéines, la probabilité est très faible qu'un tel gène soit au point de rupture et perde ainsi sa fonction ou y soit altéré. Par conséquent, une telle aberration équilibrée passe souvent inaperçue et se transmet sur plusieurs générations.

Cependant, cela peut conduire à une mauvaise répartition des chromosomes lors du développement des cellules germinales, ce qui peut entraîner une infertilité, des fausses couches spontanées ou une progéniture avec une aberration déséquilibrée.

Une aberration déséquilibrée peut également survenir spontanément, c'est-à-dire sans antécédents familiaux. La probabilité qu'un enfant naisse vivant avec une aberration déséquilibrée dépend fortement des chromosomes affectés et varie entre 0 et 60%. Cela conduit à la perte (= suppression) ou duplication (= duplication) d'un segment chromosomique. Dans ce contexte, on parle aussi de mono- et trisomies partielles.

Dans certains cas, ceux-ci se produisent ensemble dans deux régions différentes, la monosomie partielle étant généralement plus décisive pour l'apparition de symptômes cliniques. Ce sont des exemples marquants de suppression Syndrome de cri de chat et syndrome de Wolf-Hirschhorn.

On parle de microdélétion lorsque le changement ne peut plus être déterminé au microscope optique, c'est-à-dire lorsqu'il s'agit de la perte d'un ou de quelques gènes. Ce phénomène est considéré comme la cause du syndrome de Prader-Willi et du syndrome d'Angelman et est étroitement lié au développement du rétionoblastome.

La translocation de Robertson est un cas particulier:
Deux chromosomes acrocentriques (13, 14, 15, 21, 22) s'unissent à leur centromère et forment un seul chromosome après la perte des bras courts (voir structure). Bien que cela entraîne un nombre réduit de chromosomes, on parle d'aberration équilibrée, car la perte des bras courts dans ces chromosomes peut être facilement compensée. Ici aussi, les effets ne sont souvent perceptibles que dans les générations suivantes, car la probabilité de fausses couches ou d'enfants vivants atteints d'une trisomie est très élevée.

S'il y a deux cassures dans un chromosome, il peut arriver que le segment intermédiaire soit tourné de 180 ° et incorporé dans le chromosome. Ce processus, appelé inversion, n'est déséquilibré que si le point de rupture se situe dans un gène actif (2% du matériel génétique total). Selon que le centromère est à l'intérieur ou à l'extérieur du segment inversé, il s'agit d'une inversion péri ou paracentrique. Ces changements peuvent également contribuer à la distribution inégale du matériel génétique sur les cellules germinales.

Dans l'inversion paracentrique, dans laquelle le centromère n'est pas dans le segment inversé, des cellules germinales avec deux centromères ou pas peuvent également apparaître. En conséquence, le chromosome correspondant est perdu lors des toutes premières divisions cellulaires, ce qui conduit presque certainement à une fausse couche.

L'insertion est l'installation d'un fragment de chromosome ailleurs. Ici aussi, la progéniture est principalement affectée de la même manière. Un chromosome en anneau peut apparaître notamment après suppression des embouts. Le type et la taille des séquences sont déterminants pour la gravité des symptômes. De plus, cela peut conduire à des distributions incorrectes et donc à son tour à des types de mosaïques dans les cellules du corps.

Si le chromosome en métaphase se sépare incorrectement pendant la division cellulaire, des isochromosomes peuvent en résulter. Ce sont exactement les mêmes chromosomes, constitués de bras longs ou courts. Dans le cas du chromosome X, cela peut se manifester par un syndrome d'Ulrich-Turner (monosomie X).

Lisez plus d'informations sur ce sujet: Aberration chromosomique

Trisomie 21

La trisomie 21, mieux connue sous le nom de syndrome de Down, est probablement l'aberration chromosomique numérique la plus courante chez les naissances vivantes, les hommes étant légèrement plus souvent touchés (1,3: 1).

La probabilité de survenue de la trisomie 21 dépend de divers facteurs démographiques, tels que l'âge moyen à la naissance des mères, et varie légèrement d'une région à l'autre.

95% de la trisomie 21 résulte d'une erreur de division dans le cadre de la méiose (division des cellules germinales), à savoir la non-disjonction, c'est-à-dire l'absence de séparation des chromatides soeurs.

Celles-ci sont connues sous le nom de trisomies libres et surviennent à 90% chez la mère, 5% chez le paternel et 5% dans le génome embryonnaire.

Un autre 3% résulte de translocations déséquilibrées sur le chromosome 14 ou en 21; 21 translocation, créant un chromosome normal et un chromosome double 21. Les 2% restants sont des types de mosaïques dans lesquels la trisomie ne s'est pas produite dans les cellules germinales et n'affecte donc pas toutes les cellules du corps. Les types de mosaïques sont souvent si doux qu'ils peuvent rester complètement non détectés pendant longtemps.

Dans tous les cas, un examen chromosomique doit être effectué afin de distinguer la trisomie libre symptomatiquement identique de la trisomie de translocation éventuellement héréditaire. Une histoire familiale des générations précédentes peut alors suivre.

Êtes-vous intéressé par ce sujet? Lisez l'article suivant à ce sujet: Trisomie 21

Trisomie 13

La trisomie 13 ou syndrome de Patau a une fréquence de 1: 5000 et est beaucoup plus rare que le syndrome de Down. Les causes (trisomies libres, translocations et types de mosaïques) et leur répartition en pourcentage sont largement identiques.

En théorie, presque tous les cas pourraient être diagnostiqués prénatalement en utilisant l'échographie ou le test PAPP-A. Le test PAPP-A ne faisant pas nécessairement partie des examens de routine, environ 80% des cas en Europe centrale sont diagnostiqués avant la naissance.

Un résidu de croissance, une fente labiale et palatine bilatérale et des yeux inhabituellement petits (microphtalmie) sont déjà visibles à l'échographie. De plus, des malformations du cerveau antérieur et du visage de divers degrés de gravité sont généralement présentes (holoprosencéphalie).

Alors que dans la forme lobaire, les hémisphères cérébraux sont presque complètement séparés et que des ventricules latéraux sont créés, dans la forme semi-lobaire, seule la partie arrière du cerveau est souvent séparée et les ventricules latéraux sont manquants. Dans la forme la plus sévère, la forme alobaire, il n'y a pas de séparation des hémisphères cérébraux.

Les nourrissons de forme semi-ou alobaire meurent généralement immédiatement après la naissance. Après un mois, le taux de mortalité est d'environ 50% des naissances vivantes. Jusqu'à l'âge de 5 ans, le taux de mortalité par trisomie 13 passe à 90%. En raison des malformations cérébrales, dans la plupart des cas, les personnes malades restent clouées au lit à vie et ne peuvent pas parler, c'est pourquoi elles dépendent de soins complets. En outre, il peut également y avoir des manifestations physiques de grande envergure de Trismoie 13.

En savoir plus sur le sujet sur: Trisomie 13 chez l'enfant à naître

Trisomie 16

Fondamentalement, la trisomie 16 est la trisomie la plus courante (environ 32% de toutes les trisomies), mais les enfants vivants atteints de trisomie 16 sont très rares. En général, les naissances vivantes ne se produisent que dans les trisomies partielles ou les types de mosaïques. Parmi les trisomies, cependant, elle est le plus souvent responsable des mortinaissances: 32 fausses couches sur 100 dues à des aberrations chromosomiques remontent à cette forme de trisomie.

Par conséquent, des caractéristiques identifiables principalement prénatales, c'est-à-dire prénatales, ont été documentées. Il convient de noter ici diverses malformations cardiaques, un ralentissement de la croissance, une artère ombilicale unique (sinon double) et une transparence accrue du cou, qui s'explique par une accumulation de liquide due au système lymphatique pas encore complètement développé et à l'élasticité accrue de la peau dans cette zone. De plus, la hernie ombilicale physiologique, c'est-à-dire le déplacement temporaire d'une grande partie de l'intestin du nombril vers l'extérieur, ne régresse souvent pas correctement, ce que l'on appelle une omphalocèle ou rupture du cordon ombilical.

Une contracture de flexion avec les doigts croisés peut également souvent être détectée à l'échographie. Dans les quelques naissances vivantes, une hypotension musculaire généralisée, c'est-à-dire une faiblesse musculaire générale, est perceptible. Cela conduit à une faiblesse de la consommation d'alcool et peut garantir que le nourrisson doit être nourri artificiellement. Le sillon à quatre doigts si caractéristique des trisomies se produit également souvent. Ici aussi, la fréquence d'apparition de la trisomie est directement liée à l'âge de la mère.

Trisomie 18

Le syndrome d'Edwards, c'est-à-dire la trisomie 18, survient avec une fréquence de 1: 3000. Avec le diagnostic prénatal, c'est la même chose qu'avec le syndrome de Patau: là aussi, les mêmes examens permettraient de retrouver complètement tous les patients avant la naissance. Les causes et leur distribution peuvent être comparées à d'autres trisomies (voir trisomie 21).

En outre, des trisomies partielles se produisent dans la trisomie 18, qui, comme les types de mosaïque, conduisent à des évolutions cliniques beaucoup plus douces. Les dysmorphismes associés sont également extrêmement caractéristiques du syndrome d'Edwards: à la naissance, les patients ont un poids corporel très réduit de 2 kg (normal: 2,8-4,2 kg), un front large en recul, une moitié inférieure du visage généralement sous-développée avec une petite bouche ouverture, fentes étroites des paupières et rotation vers l'arrière, oreilles changées de forme (oreille de faune). L'arrière de la tête, qui est exceptionnellement fortement développé pour un nouveau-né, est également perceptible. Les côtes sont inhabituellement étroites et fragiles. Les nouveau-nés ont également une tension permanente (tonus) de toute la musculature, qui, cependant, régresse chez les survivants après les premières semaines.

Une autre caractéristique est le croisement des 2e et 5e doigts sur les 3e et 4e avec le nombre total de doigts enfoncés, tandis que les pieds sont inhabituellement longs (écoulés), ont un talon particulièrement prononcé, des ongles rabougris et un gros orteil en retrait .

Les malformations graves des organes sont fréquentes et se produisent généralement en association: malformations cardiaques et rénales, malflexion (malrotation) de l'intestin, adhérences du péritoine (mésentère commune), occlusion de l'œsophage (atrésie de l'œsophage) et bien d'autres.

En raison de ces malformations, le taux de mortalité est d'environ 50% au cours des 4 premiers jours, seuls 5 à 10% environ vivent jusqu'à l'âge de plus d'un an. La survie à l'âge adulte est l'exception absolue. Dans tous les cas, une déficience intellectuelle est très prononcée et ne peut pas parler, sont cloués au lit et incontinents, donc complètement dépendants d'une aide extérieure.

Pour plus d'informations sur la trisomie 18, veuillez également lire notre article détaillé sur le sujet:

Trisomie 18 (Syndrome d'Edwards)
Trisomie 18 chez l'enfant à naître

Trisomie X

La trisomie X est la forme la plus discrète d'aberration chromosomique numérique, l'apparence des personnes touchées, qui sont logiquement toutes des femmes, ne diffère pas beaucoup des autres femmes. Certains se démarquent parce qu'ils sont particulièrement hauts et ont des traits du visage un peu «rebondis». Le développement mental peut également être en grande partie normal, allant de la normale à la limite d'un handicap mental léger.

Cependant, ce déficit d'intelligence est un peu plus grave qu'avec les autres trisomies des chromosomes sexuels (XXY et XYY). Avec une fréquence de 1: 1000, ce n'est en fait pas si rare, mais comme la trisomie n'est généralement pas associée à des symptômes cliniquement significatifs, la majorité des femmes atteintes de la maladie ne seront probablement jamais diagnostiquées pendant toute leur vie.

Les porteurs sont principalement découverts par hasard lors d'un contrôle familial ou lors de diagnostics prénataux.La fertilité peut être légèrement réduite et le taux d'aberrations des chromosomes sexuels dans la prochaine génération peut être légèrement augmenté, de sorte qu'un conseil génétique est recommandé si vous souhaitez avoir des enfants.

Comme pour les autres trisomies, la trisomie X se développe le plus souvent sous forme de trisomie libre, c'est-à-dire en raison d'un manque de division (non-disjonction) des chromatides soeurs. Ici aussi, il survient généralement lors de la maturation des ovules maternels, bien que la probabilité augmente avec l'âge.

Syndrome du X fragile

Le syndrome du X fragile ou le syndrome de Martin Bell est préféré chez les hommes, car ils n'ont qu'un seul chromosome X et sont donc plus affectés par le changement.

Il survient avec une fréquence de 1: 1250 parmi les naissances masculines vivantes en un an, ce qui en fait la forme la plus courante de retard mental non spécifique, c'est-à-dire tous les handicaps mentaux qui ne peuvent être décrits par un syndrome spécial avec des signes typiques.

Le syndrome du X fragile peut généralement survenir chez les filles sous une forme un peu plus faible, ce qui est dû à l'inactivation accidentelle de l'un des chromosomes X. Plus la proportion du chromosome X sain éteint est élevée, plus les symptômes sont forts.

La plupart du temps, cependant, les femmes sont porteuses de la prémutation, qui ne produit encore aucun symptôme clinique, mais augmente massivement la probabilité d'une mutation complète chez leurs fils. Dans de très rares cas, les hommes peuvent également être porteurs de la prémutation, qu'ils ne peuvent ensuite transmettre qu'à des filles qui, cependant, sont généralement cliniquement saines (paradoxe de Sherman).

Le syndrome est déclenché par un nombre extrêmement accru de triplets CGG (une certaine séquence de bases) dans le gène FMR (fragile-site-mental-retardation); au lieu de 10-50 copies, la prémutation 50-200, lorsqu'elle est complètement développée 200- 2000 exemplaires.

Au microscope optique, cela ressemble à une rupture du bras long, qui a donné son nom au syndrome. Cela conduit à la désactivation du gène affecté, qui à son tour provoque les symptômes.

Les personnes atteintes présentent un développement lent de la parole et du mouvement et peuvent présenter des problèmes de comportement pouvant aller dans le sens de l'hyperactivité, mais aussi de l'autisme. Les anomalies purement externes (signes de dysmorphie) sont un visage long avec un menton proéminent et des oreilles saillantes. Avec la puberté, les testicules sont souvent très agrandis (macroorchidies) et les traits du visage deviennent plus grossiers. Il y a une légère accumulation d'anomalies psychologiques et une ménopause particulièrement précoce chez les femmes porteuses de la prémutation.

Qu'est-ce qu'une analyse chromosomique?

L'analyse chromosomique est un processus de cytogénétique qui permet de détecter des aberrations chromosomiques numériques ou structurelles.

Une telle analyse serait utilisée, par exemple, si un syndrome chromosomique est immédiatement suspecté, c'est-à-dire en cas de malformations (dysmorphismes) ou de déficience intellectuelle (retard), mais aussi en cas d'infertilité, de fausses couches régulières (avortements) et aussi avec certains cancers (par exemple les lymphomes ou la leucémie).

Cela nécessite généralement des lymphocytes, un type spécial de cellule immunitaire obtenue à partir du sang du patient. Puisque seule une quantité relativement faible peut être obtenue de cette manière, les cellules sont stimulées pour se diviser avec la phytohémagglutinine et les lymphocytes peuvent ensuite être cultivés en laboratoire.

Dans certains cas, des échantillons (biopsies) sont prélevés sur la peau ou la moelle épinière à la place, avec une procédure similaire. L'objectif est d'obtenir autant de matériel ADN que possible qui est actuellement en pleine division cellulaire. Dans la métaphase, tous les chromosomes sont disposés à un niveau approximativement au milieu de la cellule, afin d'être attirés vers les côtés opposés (pôles) de la cellule à l'étape suivante, l'anaphase.

À ce stade, les chromosomes sont particulièrement serrés (fortement condensés). La colchicine poison du fuseau est ajoutée, qui fonctionne précisément dans cette phase du cycle cellulaire, de sorte que les chromosomes en métaphase s'accumulent. Ils sont ensuite isolés et colorés en utilisant des méthodes de coloration spéciales.

Le plus courant est le bandage GTG, dans lequel les chromosomes sont traités avec de la trypsine, une enzyme digestive, et le pigment Giemsa. Les régions particulièrement densément peuplées et celles riches en adénine et en thymine sont montrées sombres.

Les bandes G résultantes sont caractéristiques de chaque chromosome et, en termes simplifiés, sont considérées comme les régions avec moins de gènes. Une image des chromosomes colorés de cette manière est prise à un grossissement de mille et un caryogramme est créé à l'aide d'un programme informatique. En plus du motif de bande, la taille du chromosome et la position du centromère sont utilisées pour aider à organiser les chromosomes en conséquence. Mais il existe également d'autres méthodes de baguage qui peuvent présenter des avantages très différents.