Genetics of Down syndrome
ડાઉન સિન્ડ્રોમ એ એક રંગસૂત્ર અસાધારણતા છે જે રંગસૂત્ર 21 પર આનુવંશિક સામગ્રીની વધારાની નકલની હાજરી દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે, ક્યાં તો સંપૂર્ણ (ટ્રાઇસોમી 21) અથવા ભાગ (જેમ કે સ્થાનાંતરણને કારણે). વધારાની નકલની અસરો વ્યક્તિથી વ્યક્તિમાં ઘણી બદલાય છે, જે વધારાની નકલની હદ, આનુવંશિક પૃષ્ઠભૂમિ, પર્યાવરણીય પરિબળો અને અવ્યવસ્થિત તક પર આધાર રાખે છે. ડાઉન સિન્ડ્રોમ તમામ માનવ વસ્તીમાં થઈ શકે છે, અને ચિમ્પાન્ઝી અને ઉંદર જેવી અન્ય પ્રજાતિઓમાં સમાન અસરો જોવા મળી છે. 2005 માં, સંશોધકો મોટાભાગના માનવ રંગસૂત્ર 21 (તેમના સામાન્ય રંગસૂત્રો ઉપરાંત) સાથે ટ્રાન્સજેનિક ઉંદર બનાવવામાં સક્ષમ થયા છે. એક લાક્ષણિક માનવ કાર્યોટાઇપ અહીં દર્શાવવામાં આવ્યો છે. દરેક રંગસૂત્રમાં બે નકલો હોય છે. નીચે જમણી બાજુએ, પુરુષો (XY) અને સ્ત્રીઓ (XX) વચ્ચે રંગસૂત્ર તફાવત છે, જે આપણને ચિંતિત નથી કરતા. એક લાક્ષણિક માનવ કેરીયોટાઇપને 46, XX અથવા 46, XY તરીકે નિયુક્ત કરવામાં આવે છે, જે સ્ત્રીઓ માટે XX વ્યવસ્થા સાથે 46 રંગસૂત્રો અને પુરુષો માટે XY વ્યવસ્થા સાથે 46 રંગસૂત્રો સૂચવે છે. આ લેખ માટે, અમે કેરિયોટાઇપ હોદ્દો (46, XX) માટે સ્ત્રીઓનો ઉપયોગ કરીશું. ટ્રાઇસોમી 21 ટ્રાઇસોમી 21 (47, XY, + 21) મેયોટિક નોનડિસજંક્શન ઘટનાને કારણે થાય છે. એક લાક્ષણિક ગેમેટ (ઇંડા અથવા શુક્રાણુ) માં દરેક રંગસૂત્રની એક નકલ (કુલ 23) હોય છે. જ્યારે તેને ગર્ભધારણ દરમિયાન અન્ય માતાપિતાના ગેમેટ સાથે જોડવામાં આવે છે, ત્યારે બાળકમાં 46 રંગસૂત્રો હોય છે. જો કે, નોનડિસજંક્શન સાથે, રંગસૂત્ર 21 ની વધારાની નકલ સાથે ગેમેટ ઉત્પન્ન થાય છે (ગેમેટમાં 24 રંગસૂત્રો હોય છે). જ્યારે અન્ય માતાપિતાના લાક્ષણિક ગેમેટ સાથે જોડાય છે, ત્યારે બાળકમાં હવે 47 રંગસૂત્રો હોય છે, જેમાં રંગસૂત્ર 21ની ત્રણ નકલો હોય છે. ટ્રાઇસોમી 21 કેરીયોટાઇપ આકૃતિ રંગસૂત્રની ગોઠવણી દર્શાવે છે, જેમાં અગ્રણી વધારાના રંગસૂત્ર 21 છે. ટ્રાઇસોમી 21 એ લગભગ 95 ટકા અવલોકન કરાયેલ ડાઉન સિન્ડ્રોમનું કારણ છે, જેમાં 88 ટકા માતૃત્વ ગેમેટમાં નોનડિસજંક્શનમાંથી આવે છે અને 8 ટકા પૈતૃક ગેમેટમાં નોનડિસજંક્શનમાંથી આવે છે. વિભાવના પછી માઇટોટિક નોનડિસજંક્શન મોઝેસિઝમ તરફ દોરી જશે, અને પછીથી તેની ચર્ચા કરવામાં આવી છે. ડાઉન સિન્ડ્રોમ ધરાવતા લોકોમાં ટ્રાઇસોમી 21 ધરાવતા બાળકો હોવાના કેટલાક કિસ્સાઓ નોંધાયા છે. આ કિસ્સાઓમાં (તમામ માતાઓમાંથી), અંડાશય ટ્રાઇસોમી 21 હતા, જે ગેમેટોજેનેસિસ દરમિયાન ગૌણ નોનડિસજંક્શન તરફ દોરી જાય છે અને વધારાના રંગસૂત્ર 21 સાથે ગેમેટ તરફ દોરી જાય છે. આવા ડાઉન સિન્ડ્રોમ ટ્રાઇસોમીઝ મેયોટિક નોનડિસજંક્શન દ્વારા બનાવવામાં આવેલા ડાઉન સિન્ડ્રોમ ટ્રાઇસોમીથી અલગ પાડી શકાય તેમ નથી. ડાઉન સિન્ડ્રોમનું કારણ બને છે તે વધારાની રંગસૂત્ર 21 સામગ્રી રોબર્ટસોનિયન ટ્રાન્સલોકેશનને કારણે હોઈ શકે છે. રંગસૂત્ર 21નો લાંબો હાથ અન્ય રંગસૂત્રના લાંબા હાથ સાથે જોડાયેલો હોય છે, જે ઘણીવાર રંગસૂત્ર 14 [46, XX, t (14; 21)] અથવા પોતે [જેને આઇસોક્રોમોઝોમ, 45, XX, t (21; 21) (q10; q10) કહેવાય છે] ટ્રાન્સલોકેશન કેરીયોટાઇપ આકૃતિમાં જોવા મળે છે. ટ્રાન્સલોકેશન ડાઉન સિન્ડ્રોમ ડી નોવો હોઈ શકે છે; એટલે કે, વારસાગત નથી પરંતુ વ્યક્તિની વિભાવના સમયે થાય છે, અથવા સંતુલિત સ્થળાંતર સાથે માતાપિતા પાસેથી વારસાગત થઈ શકે છે. સંતુલિત સ્થાનાંતરણ આંકડો 14 અને 21 રંગસૂત્રોના લાંબા હાથ વચ્ચેનું 14/21 સ્થાનાંતરણ દર્શાવે છે, જ્યાં અન્ય રંગસૂત્રો દર્શાવવામાં આવતા નથી. વ્યક્તિ પાસે રંગસૂત્ર 14 પર દરેક વસ્તુની બે નકલો હોય છે, અને રંગસૂત્ર 21 (21 ક્યૂ) ના લાંબા હાથ પર તમામ સામગ્રીની બે નકલો હોય છે. વ્યુત્પન્ન રંગસૂત્ર 21, જેમાં માત્ર હેટેરોક્રોમેટિન હોય છે, તે ખોવાઈ જાય છે; આમ, વ્યક્તિ પાસે રંગસૂત્ર 21 (21p) ના ટૂંકા હાથ પર સામગ્રીની માત્ર એક નકલ હોય છે, પરંતુ આની કોઈ સ્પષ્ટ અસર હોય તેવું લાગતું નથી. આ રંગસૂત્ર વ્યવસ્થા ધરાવતી વ્યક્તિઓમાં 45 રંગસૂત્રો હોય છે અને તે ફેનોટાઇપિક રીતે સામાન્ય હોય છે. અર્ધસૂત્રણ દરમિયાન, રંગસૂત્રોની ગોઠવણી રંગસૂત્રોના સામાન્ય વિભાજનમાં દખલ કરે છે. સંભવિત ગેમેટિક વ્યવસ્થાઓ છે (ટ્રાન્સલોકેશન કેરીયોટાઇપ આકૃતિ જુઓ): 1. ટ્રાન્સલોકેટેડ 14/21 અને નોર્મલ 14; 2. નોર્મલ 14 અને નોર્મલ 21; 3. ટ્રાન્સલોકેટેડ 14/21 અને નોર્મલ 21; 4. નોર્મલ 21 માત્ર; 5. નોર્મલ 14 માત્ર; 6. ટ્રાન્સલોકેટેડ 14/21 માત્ર. જ્યારે અન્ય માતાપિતાના સામાન્ય જનનાંગ સાથે જોડવામાં આવે છે, ત્યારે પ્રથમ, ચોથું અને પાંચમું ઘાતક હોય છે, જે સ્વયંસ્ફુરિત ગર્ભપાત તરફ દોરી જાય છે. બીજું, અન્ય માતાપિતાના સામાન્ય ગેમેટ સાથે જોડાઈને, એક લાક્ષણિક બાળકને જન્મ આપે છે. ત્રીજું ટ્રાન્સલોકેશન ડાઉન સિન્ડ્રોમ બાળક તરફ દોરી જાય છે. છેલ્લું પેરન્ટની જેમ ટ્રાન્સલોકેશન વાહક બને છે. ટ્રાન્સલોકેશન ડાઉન સિન્ડ્રોમને ઘણીવાર ફેમિલીયલ ડાઉન સિન્ડ્રોમ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. તે જોવા મળેલા લગભગ 4.5 ટકા ડાઉન સિન્ડ્રોમનું કારણ છે. તે માતાની ઉંમરની અસર દર્શાવતું નથી, અને તે માતાઓની જેમ પિતા પાસેથી આવવાની શક્યતા છે. મોઝેઇક ડાઉન સિન્ડ્રોમ ત્યારે થાય છે જ્યારે શરીરના કેટલાક કોષોમાં ટ્રાઇસોમી 21 હોતું નથી અને કેટલાક કોષોમાં ટ્રાઇસોમી 21 હોય છે, જેને મોઝેઇક (46, XX/47, XX, + 21) કહેવાય છે. આ બેમાંથી એક રીતે થઈ શકે છેઃ પ્રારંભિક કોષ વિભાજન દરમિયાન બિન-જોડાણની ઘટના ટ્રાઇસોમી 21 સાથેના કોષોના અપૂર્ણાંક તરફ દોરી જાય છે; ડાઉન સિન્ડ્રોમ ગર્ભમાં રંગસૂત્ર 21નું એનાફેઝ લેગ યુપ્લોઇડ કોષો (2એન કોષો) ના અપૂર્ણાંક તરફ દોરી જાય છે, જેને "એન્યુપ્લોઇડી બચાવ" તરીકે વર્ણવવામાં આવે છે. ટ્રાઇસોમી 21 સાથેના કોષોના અપૂર્ણાંકમાં સંપૂર્ણ અને પેશી-દ્વારા-પેશી બંને તરીકે નોંધપાત્ર પરિવર્તનશીલતા છે. આ અવલોકન કરાયેલ ડાઉન સિન્ડ્રોમનું 1-2% કારણ છે. એવા પુરાવા છે કે મોઝેક ડાઉન સિન્ડ્રોમ સંપૂર્ણ ટ્રાઇસોમી 21 કરતાં સરેરાશ ઓછા વિકાસલક્ષી વિલંબનું કારણ બની શકે છે. નીચેની આકૃતિ બે સંભવિત પદ્ધતિઓ દર્શાવે છે જે મોઝેક ટ્રાઇસોમી 21 તરફ દોરી જાય છે. રંગસૂત્ર 21 ના ભાગની નકલ ભાગ્યે જ, રંગસૂત્ર 21 નો વિસ્તાર ડુપ્લિકેશન ઇવેન્ટમાંથી પસાર થશે. આ રંગસૂત્ર 21 (46, XX, Dup (21q)) પરના જનીનોની કેટલીક વધારાની નકલો તરફ દોરી જશે, પરંતુ બધાની નહીં. જો ડુપ્લિકેટ વિસ્તારમાં જનીનો હોય જે ડાઉન સિન્ડ્રોમ શારીરિક અને માનસિક લાક્ષણિકતાઓ માટે જવાબદાર હોય, તો આવી વ્યક્તિઓ તે લાક્ષણિકતાઓ બતાવશે. આ કારણ ખૂબ જ દુર્લભ છે અને કોઈ દર અંદાજ શક્ય નથી. એન્યુપ્લોઇડી રેફરન્સ ડાઉન સિન્ડ્રોમ પણ જુઓ