Fronteiras em Genética

Introdução

Como revisado por Martin (1991), pode-se encontrar pericentric inversões humanos em 1-2% da população em geral. Normalmente, estes rearranjos cromossômicos equilibrados não causam nenhum problema para o portador, mas durante a meiose há um certo risco de formação de laço de inversão levando a duplicação de novo (por exemplo, Malinverni et al., 2016), supressão (por exemplo, Lacbawan et al.,, 1999) ou uma combinação de ambos na descendência (tabela suplementar 1) quando um número ímpar de eventos de cruzamento ocorre dentro do ciclo de inversão. Se este último acontece, é denominado como a formação de um cromossoma recombinante. Como explicado por Morel et al. (2007) for male gametogenesis: “an odd number of crossovers within the loop results in one espermatozoon beuring the normal chromosome, one The inverted chromosome and two recombinants with both duplicated and deficientes chromosome segments including the regions distal to the inversion “., Além disso, outros rearranjos raros podem ser devido a uma inversão parental ,como o cruzamento desigual (Yang et al., 1997), U-loop-formation (Ashley et al., 2007), breakage and unequal reunion of sister chromatids within the inversion loop (Phelan et al., 1993), ou mesmo formação de cromossomas em anel (Hu et al., 2006). Também, recombinantes foram vistos em fetos triplóides (Ekblom et al., 1993).

Tabela 1 Percentual de no máximo excluídos e duplicado regiões por cromossoma braço, compatíveis com o live.,

foi originalmente sugerido que descendentes viáveis, mas com deficiência mental e física só podem resultar se a inversão incluir menos de 30% do comprimento do cromossoma afectado (Martin, 1991). Antes, foi proposto determinar a possibilidade de descendência desequilibrada viável medindo a porcentagem de comprimento autossômico haplóide dos segmentos cromossômicos distal aos pontos de ruptura inversion (Daniel, 1981). Mais tarde, Morel et al., (2007) sugeriram que não recombinants pode ser produzido quando invertido tamanho do segmento é <30%, alguns recombinants quando invertido tamanho do segmento é dentro de 30 a 50% e um número significativo são produzidos quando invertido tamanho do segmento é >50% do comprimento total do cromossomo afetado. No entanto, também foram encontrados exemplos de recombinantes com menos de 100 Mb de tamanho (Malan et al., 2006) ou grandes famílias sem nenhuma descendência recombinante que não se encaixem às regras sugeridas (Van der Linden et al., 1975; Honeywell et al., 2012).,

aqui relatamos dois novos casos com inversão pericêntrica e descendência com cromossomas recombinantes e fornecemos uma revisão de 210 desses casos {mais > 100 casos com” síndrome do cromossoma 8 recombinante”}. Estes dados incluem igualmente os 56 processos analisados em 1997 pela Ishii e pelos colegas. Como a origem materna preferencial dos cromossomas recombinantes já foi demonstrada por Ishii et al. (1997) tal não foi recapitulado no presente estudo., Efeitos semelhantes são bem conhecidos para os pequenos cromossomas marcadores supranumerários (Liehr 2006) e transmissão de outros tipos de aberrações cromossómicas em seres humanos (Liehr et al., 2018). Para o impacto clínico e impacto de inversões paracêntricas grandes e pequenas a submicroscópicas, sendo esta última parte da variância normal em humanos, ver Pettenati et al. (1995); Liehr et al. (2018) and database of genomic variants (http://dgv.tcag.ca/dgv/app/home).,os casos estudados foram identificados durante o diagnóstico citogenético de rotina (molecular) e foi dado o consentimento informado para a publicação.Família 1: aqui uma mulher saudável teve duas crianças afetadas com dois parceiros masculinos diferentes. O primeiro filho, 17y, mostrou ligeira deficiência mental, nanismo, perda auditiva neurossensorial, faciais e dysmorphism; o segundo filho, 6y, também teve ligeira deficiência mental, microcefalia, perda auditiva neurossensorial, dismorfismo sinais. Amostras de sangue estavam disponíveis da mãe e das duas crianças.,Família 2: foram estudadas células sanguíneas e amnion de uma fêmea grávida saudável devido a anomalias sonográficas detectadas durante os diagnósticos de rotina às 16 semanas de gestação.os testes citogenéticos moleculares do sangue e / ou amnião de ambas as famílias foram submetidos a cultura de células de rotina ou a extracção de ADN utilizando procedimentos padrão. A preparação da metafase foi realizada de acordo com os procedimentos padrão e os karyotipos foram analisados por G-banding a um nível de ∼450 banda., A hibridização por fluorescência in situ (FISH) foi efectuada utilizando sondas para as regiões subteloméricas do cromossoma 18 (Abbott, Vysis, Wiesbaden, Alemanha), tintas para cromossomas parciais para o mesmo cromossoma (sondas caseiras de Liehr e Claussen, 2002) ou uma sonda de banda multicolor para o cromossoma 11 (Liehr et al., 2002). A hibridização genômica comparativa de matriz (aCGH) foi feita como anteriormente relatado (Coci et al., 2017).

a pesquisa bibliográfica

nasceram e nasceram com cromossomas recombinantes foram agrupados com base em Ishii et al., (1997); Schinzel (2001), and search in https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed and https://www.google.de/. Os casos de novo ou semelhantes com origem parental não clarificada não foram incluídos aqui. Definitivamente, os casos relatados apenas em reuniões genéticas foram perdidos, uma vez que estes não são fornecidos sistematicamente por bibliotecas que não estão disponíveis on-line.

Resultados

Casos Estudados

Figura 1-Resultados de citogenética molecular realizada para as famílias 1 e 2., No lado esquerdo,apresenta-se o resultado da banda GTG-/invertida 4′, o resultado da banda de 6-diamidino-2-fenilindol e o resultado do peixe do cromossoma normal e derivado correspondente. Nas representações esquemáticas à direita do cromossoma normal, invertido e derivado/recombinante é mostrado; os pontos de paragem são realçados por cabeças de seta. A) os cromossomas normais e derivados 18 da mãe e do Filho 1 após a GTG-banding e os peixes são visíveis. Foram utilizadas sondas subteloméricas de peixes para 18pter (ST 18p) e 18qter (ST18q) e tintas cromossómicas parciais (PCP) para 18p e 18q., B) são visíveis cromossomas 11 normais e derivados da mãe e do nascituro após a separação invertida de 4′,6-diamidino-2-fenilindol e peixes. No caso dos peixes, foi utilizado um conjunto de sondas multicolor com um cromossoma 11 específico-os resultados são apresentados em duas bandas pseudocolor diferentes; esta última teve de ser aplicada, devido às diferentes qualidades de preparação do sangue e cromossomas derivados de amnião. As pontas de flecha destacam os pontos de paragem cromossómicos.

Figura 2: Resumo da literatura de pesquisa (ver Quadro Suplementar 1)., As regiões máximas de ganhos ou perdas terminais ao longo de cada autossoma humano e do cromossoma X são introduzidas como linhas verticais verdes e vermelhas, cada uma. Os cromossomas são classificados de acordo com o número de casos relatados com um cromossoma recombinante correspondente, devido a uma inversão pericêntrica parental—o número do cromossoma é dado como um grande preto e o número de casos relatados como um pequeno número Violeta abaixo de cada idiograma.,

pesquisa de Literatura

pesquisa de Literatura revelou um total de 210 famílias / casos com cromossomas recombinantes devido a uma inversão pericêntrica hereditária . Foram encontrados exemplos para todos os cromossomas, à excepção do cromossoma Y.os cromossomas recombinantes fornecem delecções terminais e duplicações ao genoma humano. Com base no quadro Complementar 1, foi elaborado um esquema na Figura 2, destacando as supressões terminais e duplicações compatíveis com a vida humana.,

discussão

dois novos casos de cromossomas recombinantes (rec) foram adicionados aos 210 casos comparáveis ainda notificados , que são todos devidos a uma inversão pericêntrica parental. Em contraste com a revisão de Ishii et al. a partir de 1997, existem exemplos disponíveis para todos os cromossomas humanos, à excepção do cromossoma Y. No entanto, cromossomas rec(Y) só devem ser possíveis no caso de homens com dois cromossomas Y, um com inversão pericêntrica; e esse instante ainda não foi notificado.,

Curiosamente, um princípio bem conhecido de variantes do número de cópias (CNVs) também podem ser deduzidas a partir da Figura 2: os ganhos de copiar números são melhores compensável pelo genoma humano do que de liquidação duvidosa; exemplos são microdeletion/microduplication síndromes ou o fato de que apenas as trissomias dos cromossomos 13, 18 e 21 são viáveis, mas não monosomies desses três cromossomos (Weise et al., 2012). Neste estudo (Figura 2) para praticamente todos os cromossomas, as regiões compatíveis com a vida são lager para ganhos do que para Perdas de números de cópias (ver também Quadro 1).,

A freqüência observada de recombinants é cromossomo-específicas, bem como as diferenças relativas decorrentes de viável recombinante cromossomos são diferentes:

Cromossomos com mais de 50 relatórios resumidos neste estudo:Cromossoma 8 é o único com >100 casos relatados e até mesmo um próprio OMIM número para uma síndrome causada por este tipo de rearranjo. O mais provável é que isso seja devido a uma alta frequência de inv (8) (p23.1t22.1) na população hispânica nos EUA (Sujansky et al., 1993).,

– cromossomas com mais de 7-10 relatórios resumidos neste estudo:os casos envolvendo cromossomas 4 e 5 podem ter sido observados mais frequentemente devido a estudos citogenéticos mais pormenorizados em doentes com Wolf – Hirschhorn-(OMIM 194190) e síndrome Cri-du-Chat – (OMIM 123450), respectivamente. Os cromossomos 13, 18 e 21 são os cromossomos humanos mais pobres do gene, portanto, as supressões parciais neles são mais toleráveis do que para outros autossomas., Os cromossomas 7 e 11 underlay imprinting e, portanto, também estão relacionados com distúrbios conhecidos de imprinting ; assim, os doentes com estes distúrbios também podem ser estudados mais detalhadamente do que outros. Aberrações cromossômicas X podem levar a problemas com a determinação do sexo e / ou infertilidade—assim, também essas aberrações são mais propensas a serem captadas do que outras (autossômicas)., Para os cromossomas 3 e 10 , onde também são observados recombinantes regularmente (Figura 2) estes dois cromossomas têm em algumas populações que aparecem regularmente grandes inversões pericêntricas, como relatado para o cromossoma 8 na população hispânica nos EUA.

– cromossomas apenas raramente observados resumidamente neste estudo: entre os cromossomas restantes alguns são relativamente ricos em genes (como os cromossomas 1 e 19) ou acrocêntricos (em que as inversões pericêntricas são bastante raras, CRS. 13,14, 15, 21, e 22).,para além dos factores ainda discutidos que influenciam potencialmente as frequências dos cromossomas recombinantes na descendência humana viável, as diferentes taxas de recombinação e os pontos quentes de recombinação ao longo de cada cromossoma e na dependência da meiose de género estão a ser observados como muito bem delineado por Bhatt et al. (2014)pode também ter um impacto aqui.,

de acordo com Gardner e Amor (2018) a formação de cromossomas recombinantes em gâmetas de portadores de inversão pericêntricos é uma função do tamanho da inversão: quanto maior a inversão, mais frequentemente recombinantes são observáveis nos gâmetas. Além disso, p-deleção/q – duplicação-aparecem nas mesmas frequências que q-deleção/p-recombinantes. No entanto, como já sugeriram os dados de Ishii et al. (1997), p-deletion/q-duplication is about double as frequent than q-deletion/p-duplication in viable forms of recombinante chromosomes., Considerando a diferença anteriormente discutida de CNVs, estando presente como ganhos ou como perdas, seria necessário considerar em geral um menor número de genes sensíveis à dosagem no braço-p dos cromossomas humanos do que no braço-q.no geral, é fornecida uma revisão actualizada dos recombinantes viáveis baseados na inversão pericentromérica., Considerando também que os recentes novos insights sobre a influência de rearranjos cromossómicos em interfase (arquitetura de palavras-chave: topologicamente domínios associados = TADs) (Schrank e Gautier, de 2019), bem como de sobreposição de evolução conservada pontos de interrupção (importante na especiação) e pontos de interrupção observado em casos clínicos (Liehr et al., 2011), destaca-se a importância das aberrações citogenéticas brutas para proporcionar uma melhor compreensão dos princípios gerais do genoma humano.

Declaração de disponibilidade de dados

os conjuntos de dados para este estudo podem ser solicitados aos autores.,o exame ético e a aprovação não foram necessários para o estudo sobre participantes humanos de acordo com a legislação local e os requisitos institucionais. Os pacientes / participantes deram seu consentimento informado por escrito para participar deste estudo.

contribuições do autor

TL redigiu o artigo, e fez a pesquisa da literatura. AW fez as análises citogenéticas da família 1. KM fez as análises do aCGH da família 1. MZ, NP, E AA-R fizeram as análises de peixes de ambas as famílias. A KW forneceu à família 1 informação clínica.,

conflito de interesses

os autores declaram que a pesquisa foi realizada na ausência de quaisquer relações comerciais ou financeiras que possam ser interpretadas como um potencial conflito de interesses.

agradecimentos

Asta Cramer e Gabriele Hickmann (Essen, Alemanha) são muito reconhecidos por fornecer família 2.

material suplementar