Back to chapter

11.5:

Non-Disjunctie

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
Nondisjunction

Languages

Share

– [Instructeur] Hoewel menselijke meiose gereguleerd is, ontstaan er fouten, zoals non-disjunctie, die aneuploïde cellen met ontbrekende of extra chromosomen opleveren. Veel non-disjunctie incidenten gebeuren tijdens meiose I. Hoewel de mechanismen onduidelijk blijven, kan dit het gevolg zijn van mutaties die een effect hebben op de manier waarop homologe chromosomen in eerste instantie met elkaar verbonden worden, zoals de mutaties die het synaptonemaal complex verstoren. Defecten in het spoelfiguur kunnen ook een rol spelen. Tijdens anafase I worden homologe sets normaal gesproken gescheiden of losgekoppeld van elkaar en naar tegenovergestelde polen gesleept. Echter, soms lukt het niet om een chromosoompaar los te maken, en beide worden naar één kant getrokken. Wanneer meiose eindigt, kan dit type van non-disjunctie twee cellen opleveren die een extra chromosoom bezitten en twee die deze structuur missen. Ook tijdens meiose II kunnen zusterchromatiden tijdens anafase II aan elkaar vast blijven zitten. Dit kan ook het gevolg zijn van spoelproblemen of van cohesiefouten, zoals de manier waarop de centromeer de chromatiden vasthecht. Als de deling eindigt, kunnen dergelijke fouten in meiose II twee normale haploïde cellen produceren. Echter, één cel met een extra en één cel met een verloren chromosoom worden ook aangemaakt.

11.5:

Non-Disjunctie

Tijdens meiose scheiden chromosomen af en toe niet goed. Dit gebeurt als gevolg van een incorrecte homologe chromosoomscheiding tijdens meiose I of een mislukte scheiding van zusterchromatiden tijdens meiose II. Bij sommige soorten, met name planten, kan non-disjunctie resulteren in een organisme met een hele aanvullende set chromosomen, wat polyploïdie wordt genoemd. Bij mensen kan non-disjunctie optreden tijdens mannelijke of vrouwelijke gametogenese, waardoor de resulterende gameten een chromosoom te veel of te weinig hebben.

Wanneer een abnormale gameet samensmelt met een normale gameet, heeft de resulterende zygote een abnormaal aantal chromosomen en wordt deze aneuploïde genoemd. Een persoon met één chromosoom te weinig heeft monosomie (45; 2n-1), terwijl trisomie aangeeft dat er één chromosoom te veel aanwezig is en er een totaal van 47 (2n + 1) chromosomen is. Downsyndroom is een goed bestudeerde trisomie, waarbij individuen drie exemplaren van chromosoom 21 hebben. Aneuploïde zygoten zijn verantwoordelijk voor ongeveer 70% van de spontane abortussen tijdens de zwangerschap.

Non-disjunctie komt vaker voor bij geslachtschromosomen dan bij autosomen. Individuen kunnen verschillende geslachtschromosoomcombinaties hebben, waaronder een of meer extra geslachtschromosomen (bijv. XXY, XXX, XYY) of de aanwezigheid van slechts één geslachtschromosoom (aangeduid met X0). Deze individuen kunnen een normale levensduur te hebben, maar hebben soms grote fysiologische en reproductieve beperkingen. Non-disjunctie lijkt vaker voor te komen wanneer homologe chromosomen niet recombineren. X- en Y-chromosomen ondergaan normaal gesproken minder recombinatie in vergelijking met autosomen, wat wellicht de frequentie van non-disjunctie in geslachtschromosomen verklaart. Mutaties in synaptonemale complex eiwitten, die homologe chromosomen hechten, verminderen cross-over, maar verhogen blijkbaar de non-disjunctie. Dit suggereert dat een goede chromosoomrecombinatie een belangrijke stap is in normale meiose.

Non-disjunctie komt vaker voor tijdens oögenese dan tijdens spermatogenese. Postzygote non-disjunctie, een mislukking van mitotische chromatidescheiding in de vroege zygote, veroorzaakt vergelijkbare gevolgen als die van meiotische non-disjunctie en is verantwoordelijk voor ongeveer 2% van de gevallen van het downsyndroom. Mitotische non-disjunctie is ook een kenmerk van veel menselijke kankers.

Suggested Reading

Jones, Keith T., and Simon I. R. Lane. “Molecular Causes of Aneuploidy in Mammalian Eggs.” Development 140, no. 18 (September 15, 2013): 3719–30. [Source]

Hawley, R. Scott. “Human Meiosis: Model Organisms Address the Maternal Age Effect.” Current Biology 13, no. 8 (April 15, 2003): R305–7. [Source]

Wenzel, Elizabeth S., and Amareshwar T. K. Singh. “Cell-Cycle Checkpoints and Aneuploidy on the Path to Cancer.” In Vivo 32, no. 1 (January 1, 2018): 1–5. [Source]