22 . Kromozom
İnsanlar normalde her hücrede 23 çifte bölünmüş 46 kromozoma sahiptir. Her ebeveynden miras alınan bir kopya olmak üzere 22 numaralı kromozomun iki kopyası, çiftlerden birini oluşturur. İnsan genomunda toplamda 23, otozom olarak 22 adet bulunan kromozom çiftlerinden biridir. Normal insan genomundaki tüm otozomlar için geçerli olduğu gibi, kromozom 22 de iki kopya halinde bulunur. İkinci en küçük insan kromozomu olan 22. kromozom , yaklaşık 49 milyon baz çiftiyle, toplam hücre DNA'sının % 1,5 - 2'sini kapsar.
İnsan Genom Projesi'nde çalışan araştırmacılar, bu kromozomu oluşturan baz çiftlerinin dizisini belirlediklerini 1999'da açıklamışlardır. Bu haliyle 22. kromozom dizi çözümlemesi tamamen yapılan ilk insan kromozomu olmuştur.
Kromozomlar üzerindeki genlerin tanımlanması, genetik araştırmaların etkin bir alanıdır ve aratırmacıların farklı farklı yöntemler kullanabiliyor olması nedeniyle, öne sürülen gen sayıları değişkenlik göstermektedir. 22. kromozom olasılıkla 500 - 800 kadar gen içermektedir.
1999’da İnsan Genom Projesi üzerinde çalışan araştırmacılar, bu kromozomu oluşturan baz çiftlerinin dizisini belirlediklerini açıkladılar. Kromozom 22, tamamen dizilenen ilk insan kromozomuydu.
22.kromozomun yapısındaki veya kopya sayısındaki değişikliklerle ilişkili bazı sendromlar
İnsanlarda myelositik löseminin 22. kromozom delesyonuna bağlı olduğu Nowell ve Hungerford tarafından bulunmuştur. Bu kromozom Philadelphia Kromozomu "(Ph)" olarak bilinmektedir. Bu hastalığa 22. kromozomun uzun kolunun özellikle 9.kromozomla olan translokasyonuna bağlı bir delesyonun neden olduğu bilinmektedir.
Di George sendromu 22q11.2 delesyonu (bir bölgenin silinmesi)
22q13.3 delesyonu ya da Phelan-McDermid sendromu
Kronik miyeloid lösemi
Dermatofibrosarkom çıkıntıları
Emanuel sendromu
Ewing sarkomu
Opitz G/BBB sendromu
Amiyotrofik lateral skleroz
Meme kanseri
Li-Fraumeni sendromu
Nörofibromatoz tip 2
Rubinstein-Taybi sendromu
Waardenburg sendromu
Myelositik lösemini
22q11.2 Delesyon Sendromu
22q11.2 delesyon sendromu, kalp kusurları, ağzın çatısında bir açıklık (yarık damak), belirgin yüz özellikleri, düşük kalsiyum seviyeleri ve şizofreni gibi davranış sorunları ve akıl hastalığı riskinde artış içeren bir bozukluktur.
22q11.2 delesyon sendromlu çoğu insan, her hücrede 22. kromozomun bir kopyasında yaklaşık 3 milyon baz çifti eksiktir. Delesyon, kromozomun ortasına yakın bir yerde, q11.2 olarak belirlenmiş bir yerde meydana gelir. Bu bölge 30 ila 40 gen içerir, ancak bu genlerin çoğu iyi karakterize edilmemiştir. Etkilenen bireylerin küçük bir yüzdesinin aynı bölgede daha kısa silinmeleri vardır.
Belirli bir genin, TBX1’in kaybının, 22q11.2 delesyon sendromunun karakteristik fiziksel özelliklerinin çoğundan sorumlu olduğu düşünülmektedir. Silinen bölgedeki ek genler muhtemelen 22q11.2 delesyon sendromunun çeşitli belirti ve semptomlarına katkıda bulunur.
22q11.2 Duplikasyonu
22q11.2 kopyası, kromozom 22 üzerindeki q11.2 konumundaki bazı genetik materyalin fazladan bir kopyasından kaynaklanır. Çoğu durumda, bu ekstra genetik materyal, 3 megabaz (Mb) olarak da yazılan yaklaşık 3 milyon baz çiftinden oluşan bir diziden oluşur. Bu dizi, 22q11.2 delesyon sendromunda eksik olanla aynıdır. Etkilenen bireylerin küçük bir yüzdesinin aynı bölgede daha kısa bir kopyası vardır. Duplikasyon, her hücrede 22 numaralı kromozomun iki kopyasından birini etkiler. Araştırmacılar, gelişimsel gecikmeye katkıda bulunabilecek genleri ve bu yinelemeyle bazı insanları etkileyen diğer sorunları belirlemeye çalışıyorlar.
22q13.3 Delesyon Sendromu
Yaygın olarak Phelan-McDermid sendromu olarak da bilinen 22q13.3 delesyon sendromu, kromozom 22’nin uzun (q) kolunun ucuna yakın bir silinmeden kaynaklanır. Bir halka kromozomu 22, 22q13.3 delesyon sendromuna da neden olabilir. Bir halka kromozomu, bir kromozomun iki yerde kırılması, kromozomun uçlarının kaybolması ve kırık uçların birbirine kaynaşmasıyla oluşan dairesel bir yapıdır.
Halka kromozomu 22 olan kişiler, hücrelerinin bazılarında veya tümünde bu anormal kromozomun bir kopyasına sahiptir. Araştırmacılar, kromozom 22’nin q kolunun sonuna yakın birkaç kritik genin, kromozom 22 oluştuğunda kaybolduğuna inanıyorlar. Uzun koldaki kırılma noktası 22q13.3 kromozom pozisyonundaysa, halka kromozomu 22’ye sahip kişiler, basit bir delesyona sahip kişilerle benzer belirti ve semptomlar yaşayacaktır.
22q13.3 delesyon sendromunun belirti ve semptomları, muhtemelen kromozom 22’nin sonunda çoklu genlerin kaybı ile ilgilidir. Delesyonun boyutu, etkilenen bireyler arasında değişir. Belirli bir genin, SHANK3 geni’nin kaybının, 22q13.3 delesyon sendromunun gelişimsel gecikme, zihinsel engel ve konuşma yokluğu veya ciddi şekilde gecikmiş konuşma gibi karakteristik özelliklerinin çoğundan sorumlu olduğu düşünülmektedir. Deletlenen bölgedeki ek genler muhtemelen 22q13.3 delesyon sendromunun belirti ve semptomlarına katkıda bulunur.
Kronik Miyeloid Lösemi
Kromozom 9 ve kromozom 22 arasındaki genetik materyalin yeniden düzenlenmesi (translokasyonu), kronik miyeloid lösemi adı verilen bir tür kan oluşturan hücre kanserine neden olur. Bu yavaş büyüyen kanser, anormal beyaz kan hücrelerinin aşırı üretimine yol açar. Durumun ortak özellikleri arasında aşırı yorgunluk, ateş, kilo kaybı ve genişlemiş bir dalak bulunur.
Bu durumda yer alan, t(9; 22) olarak yazılan translokasyon, kromozom 9’daki ABL1 geninin bir kısmını kromozom 22’deki BCR geninin bir kısmı ile birleştirerek BCR-ABL1 adı verilen anormal bir füzyon geni oluşturur. Bir parça kromozom 9 ve füzyon genini içeren anormal kromozom 22, genellikle Philadelphia kromozomu olarak adlandırılır. Translokasyon, bir kişinin yaşamı boyunca edinilir ve yalnızca anormal kan hücrelerinde bulunur. Somatik mutasyon adı verilen bu tür bir genetik değişim kalıtsal değildir.
BCR-ABL1 geninden üretilen protein, kanser hücrelerine anormal şekilde bölünmeye devam etmeleri için sinyal gönderir ve kendi kendilerini yok etmelerini önler, bu da anormal hücrelerin aşırı üretimine ve normal kan hücrelerinin eksikliğine yol açar.
Philadelphia kromozomu, akut lösemiler olarak bilinen hızlı ilerleyen kan kanserlerinin bazı vakalarında da bulunmuştur. Muhtemelen gelişen kan kanseri türü, mutasyonu ve meydana gelen diğer genetik değişiklikleri alan kan hücresi tipinden etkilenir. Philadelphia kromozomunun varlığı, moleküler terapiler için bir hedef sağlar.
Dermatofibrosarkom Protuberans
Genetik materyalin 17 ve 22 kromozomları arasında yeniden düzenlenmesi (translokasyon), t(17;22) olarak yazılmıştır ve dermatofibrosarcoma protuberans olarak bilinen nadir bir cilt kanseri türüne neden olur. Bu translokasyon, kromozom 22’den PDGFB geninin bir kısmını, kromozom 17’den COL1A1 geninin bir kısmıyla birleştirir. Translokasyon, doğrusal veya dairesel olabilen bir veya daha fazla ekstra kromozom üzerinde bulunur. Dairesel olduğunda, ekstra kromozomlar süper sayısal halka kromozomları olarak bilinir. Bu mutasyon bir kişinin ömrü boyunca elde edilir ve sadece belirli hücrelerde bulunur. Somatik mutasyon olarak adlandırılan bu tür genetik değişim kalıtsal değildir.
Kaynaşmış COL1A1-PDGFB füzyon geni, sonuçta aktif PDGFB proteini gibi işlev gören bir kombine (füzyon) protein üretlmesi için talimatlar sağlar. Translokasyonda, PDGFB geni, DNA‘sının aktivitesini sınırlayan kısmını kaybeder ve COL1A1-PDGFB füzyon proteininin üretimi, COL1A1 gen sekansları tarafından kontrol edilir . Sonuç olarak, gen füzyonu, normalden daha fazla miktarda aktif PDGFB proteini üretimine yol açar. Aktif PDGFB proteini, hücre büyümesi ve bölünmesi (proliferasyon) ve olgunlaşma (farklılaşma) için sinyal verir. Fazla PDGFB proteini, hücrelerin çoğalması ve farklılaşması için anormal bir şekilde uyarır, bu da dermatofibrosarkom protuberansında görülen tümör oluşumuna yol açar.
Emanuel Sendromu
Emanuel sendromu, her hücrede kromozom 11 ve kromozom 22’den ekstra genetik materyalin varlığından kaynaklanır. Olağan 46 kromozoma ek olarak, Emanuel sendromu olan kişilerde, 22 numaralı kromozom parçasına bağlı bir 11 kromozom parçasından oluşan fazladan (süpernümerer) bir kromozom bulunur. Ekstra kromozom, türev 22 veya der(22) kromozomu olarak bilinir.
Emanuel sendromlu kişiler tipik olarak der(22) kromozomunu etkilenmemiş bir ebeveynden miras alırlar. Ebeveyn, 11 ve 22 numaralı kromozomlar arasında dengeli bir translokasyon adı verilen bir kromozomal yeniden düzenleme taşır. Dengeli bir translokasyonda hiçbir genetik materyal kazanılmaz veya kaybolmaz, bu nedenle bu kromozom değişiklikleri genellikle herhangi bir sağlık sorununa neden olmaz. Bu yer değiştirme bir sonraki nesle aktarıldıkça dengesiz hale gelebilir. Emanuel sendromlu bireyler, bir der(22) kromozomu şeklinde 11. ve 22. kromozomlar arasında dengesiz bir translokasyon miras alır. Bu bireyler, kromozom 11’in iki normal kopyasına, kromozom 22’nin iki normal kopyasına ve der(22) kromozomundan ekstra genetik materyale sahiptir.
Fazladan kromozomun bir sonucu olarak, Emanuel sendromlu kişiler, normal iki kopya yerine her hücrede bazı genlerin üç kopyasına sahiptir. Fazla genetik materyal, normal gelişim sürecini bozarak zihinsel engelliliğe ve doğum kusurlarına yol açar. Araştırmacılar, der(22) kromozomuna hangi genlerin dahil edildiğini ve bu genlerin gelişimde hangi rolü oynadığını belirlemek için çalışıyorlar.
Ewing Sarkomu
Kromozom 22’yi içeren translokasyonlar, Ewing sarkomu olarak bilinen bir tür kanserli tümörde de rol oynar. Bu tümörler kemiklerde veya kıkırdak ve sinirler gibi yumuşak dokularda gelişir. Bu kanserlere neden olan mutasyonlar kişinin yaşamı boyunca edinilir ve sadece tümör hücrelerinde bulunur. Somatik mutasyon adı verilen bu tür bir genetik değişim kalıtsal değildir.
FLI1 geninden üretilen FLI proteini, DNA’ya bağlanır ve genlerden protein üretiminin ilk adımı olan transkripsiyon adı verilen bir aktiviteyi düzenler. FLI proteini, belirli genlerin transkripsiyonunu düzenleyerek bazı hücre türlerinin büyümesini ve gelişimini kontrol eder. EWSR1 geninden üretilen EWS proteini de transkripsiyonu düzenler. EWS/FLI proteini, FLI proteininin DNA bağlama fonksiyonunun yanı sıra EWS proteininin transkripsiyon düzenleme fonksiyonuna sahiptir. EWS/FLI proteininin çeşitli genlerin transkripsiyonunu anormal şekilde açıp kapattığı düşünülmektedir. Transkripsiyonun bu düzensizliği, kontrolsüz büyüme ve bölünmeye (proliferasyon) ve hücrelerin anormal olgunlaşmasına ve hayatta kalmasına yol açar,
Opitz G/BBB sendromu
22 numaralı kromozomun bir kopyasındaki delesyon Opitz G/BBB sendromuna neden olabilir. Bu durum, geniş aralıklı gözler (oküler hipertelorizm), nefes alma veya yutma güçlüğü, beyin malformasyonları, farklı yüz özellikleri ve erkeklerde genital anormallikler dahil olmak üzere vücudun orta hattı boyunca çeşitli anormalliklere neden olur. Opitz G/BBB sendromuna neden olan delesyon, 22q11.2 delesyon sendromuna neden olan delesyonla aynı alandadır, bu nedenle Opitz G/BBB genellikle 22q11.2 delesyon sendromunun bir parçası olarak kabul edilir. Opitz G/BBB sendromunun belirti ve semptomlarına hangi delesypna uğramış genlerin neden olduğu henüz bilinmemektedir.
Şizofreni
Şizofreni hastalarının küçük bir yüzdesinde 22q11 adı verilen kromozom 22 bölgesinde küçük bir delesyon (mikrodelesyon) vardır. Şizofreni, bir kişinin düşüncesini, benlik duygusunu ve algılarını etkileyen bir ruh sağlığı bozukluğudur. 22q11 bölgesi, şizofreni riskini etkilediği düşünülen birkaç gen içerir. Bu genlerden bir veya daha fazlasının kaybı beyni, bu bozukluğu geliştirme riskini artıracak şekillerde etkileyebilir. Ancak, bu gen kayıpları ile bozukluğun gelişimi arasındaki ilişki tam olarak anlaşılamamıştır.
Şizofreniye ek olarak, bu delesyona sahip bazı kişiler, 22q11.2 delesyon sendromu adı verilen bir durumu içeren ek belirti ve semptomlara sahiptir.
22q11 mikrodelesyonları, şizofreninin nedenlerini açıklamaya yardımcı olmak için araştırılan birçok faktörden biridir. Çoğu bilinmeyen çok sayıda genetik ve çevresel faktör, muhtemelen bu karmaşık durumu geliştirme riskine katkıda bulunur.
Kaynaklar:
https://tr.wikipedia.org/wiki/Kromozom_22_(insan)
Chereda B, Melo JV. Natural course and biology of CML. Ann Hematol. 2015 Apr;94 Suppl 2:S107-21. doi: 10.1007/s00277-015-2325-z. Epub 2015 Mar 27. Review. Citation on PubMed
Cusmano-Ozog K, Manning MA, Hoyme HE. 22q13.3 deletion syndrome: a recognizable malformation syndrome associated with marked speech and language delay. Am J Med Genet C Semin Med Genet. 2007 Nov 15;145C(4):393-8. Review. Citation on PubMed
Dunham I, Shimizu N, Roe BA, Chissoe S, Hunt AR, Collins JE, Bruskiewich R, Beare DM, Clamp M, Smink LJ, Ainscough R, Almeida JP, Babbage A, Bagguley C, Bailey J, Barlow K, Bates KN, Beasley O, Bird CP, Blakey S, Bridgeman AM, Buck D, Burgess J, Burrill WD, O'Brien KP, et al. The DNA sequence of human chromosome 22. Nature. 1999 Dec 2;402(6761):489-95. Erratum in: Nature 2000 Apr 20;404(6780):904. Citation on PubMed
Ensembl Human Map View: Chromosome 22
Gilbert F. Disease genes and chromosomes: disease maps of the human genome. Chromosome 22. Genet Test. 1998;2(1):89-97. Citation on PubMed
Jeffries AR, Curran S, Elmslie F, Sharma A, Wenger S, Hummel M, Powell J. Molecular and phenotypic characterization of ring chromosome 22. Am J Med Genet A. 2005 Aug 30;137(2):139-47. Citation on PubMed
Koolen DA, Reardon W, Rosser EM, Lacombe D, Hurst JA, Law CJ, Bongers EM, van Ravenswaaij-Arts CM, Leisink MA, van Kessel AG, Veltman JA, de Vries BB. Molecular characterisation of patients with subtelomeric 22q abnormalities using chromosome specific array-based comparative genomic hybridisation. Eur J Hum Genet. 2005 Sep;13(9):1019-24. Citation on PubMed
Manning MA, Cassidy SB, Clericuzio C, Cherry AM, Schwartz S, Hudgins L, Enns GM, Hoyme HE. Terminal 22q deletion syndrome: a newly recognized cause of speech and language disability in the autism spectrum. Pediatrics. 2004 Aug;114(2):451-7. Citation on PubMed
Maynard TM, Haskell GT, Lieberman JA, LaMantia AS. 22q11 DS: genomic mechanisms and gene function in DiGeorge/velocardiofacial syndrome. Int J Dev Neurosci. 2002 Jun-Aug;20(3-5):407-19. Review. Citation on PubMed
McDermid HE, Morrow BE. Genomic disorders on 22q11. Am J Hum Genet. 2002 May;70(5):1077-88. Epub 2002 Mar 29. Review. Citation on PubMed or Free article on PubMed Central
McDonald-McGinn DM, Driscoll DA, Bason L, Christensen K, Lynch D, Sullivan K, Canning D, Zavod W, Quinn N, Rome J. Autosomal dominant "Opitz" GBBB syndrome due to a 22q11.2 deletion. Am J Med Genet. 1995 Oct 23;59(1):103-13. Citation on PubMed
McDonald-McGinn DM, Tonnesen MK, Laufer-Cahana A, Finucane B, Driscoll DA, Emanuel BS, Zackai EH. Phenotype of the 22q11.2 deletion in individuals identified through an affected relative: cast a wide FISHing net! Genet Med. 2001 Jan-Feb;3(1):23-9. Citation on PubMed
Ohno T, Rao VN, Reddy ES. EWS/Fli-1 chimeric protein is a transcriptional activator. Cancer Res. 1993 Dec 15;53(24):5859-63. Citation on PubMed
Pedeutour F, Simon MP, Minoletti F, Sozzi G, Pierotti MA, Hecht F, Turc-Carel C. Ring 22 chromosomes in dermatofibrosarcoma protuberans are low-level amplifiers of chromosome 17 and 22 sequences. Cancer Res. 1995 Jun 1;55(11):2400-3. Citation on PubMed
Phelan MC, Rogers RC, Saul RA, Stapleton GA, Sweet K, McDermid H, Shaw SR, Claytor J, Willis J, Kelly DP. 22q13 deletion syndrome. Am J Med Genet. 2001 Jun 15;101(2):91-9. Citation on PubMed
Portnoï MF. Microduplication 22q11.2: a new chromosomal syndrome. Eur J Med Genet. 2009 Mar-Jun;52(2-3):88-93. doi: 10.1016/j.ejmg.2009.02.008. Epub 2009 Feb 28. Review. Citation on PubMed
Rinn JL, Euskirchen G, Bertone P, Martone R, Luscombe NM, Hartman S, Harrison PM, Nelson FK, Miller P, Gerstein M, Weissman S, Snyder M. The transcriptional activity of human Chromosome 22. Genes Dev. 2003 Feb 15;17(4):529-40. Citation on PubMed or Free article on PubMed Central
Sankar S, Lessnick SL. Promiscuous partnerships in Ewing's sarcoma. Cancer Genet. 2011 Jul;204(7):351-65. doi: 10.1016/j.cancergen.2011.07.008. Review. Citation on PubMed or Free article on PubMed Central
Simon MP, Navarro M, Roux D, Pouysségur J. Structural and functional analysis of a chimeric protein COL1A1-PDGFB generated by the translocation t(17;22)(q22;q13.1) in Dermatofibrosarcoma protuberans (DP). Oncogene. 2001 May 24;20(23):2965-75. Citation on PubMed
Sirvent N, Maire G, Pedeutour F. Genetics of dermatofibrosarcoma protuberans family of tumors: from ring chromosomes to tyrosine kinase inhibitor treatment. Genes Chromosomes Cancer. 2003 May;37(1):1-19. Review. Citation on PubMed
Squarcione C, Torti MC, Di Fabio F, Biondi M. 22q11 deletion syndrome: a review of the neuropsychiatric features and their neurobiological basis. Neuropsychiatr Dis Treat. 2013;9:1873-84. doi: 10.2147/NDT.S52188. Epub 2013 Dec 4. Review. Citation on PubMed or Free article on PubMed Central
UCSC Genome Browser: Statistics
Yobb TM, Somerville MJ, Willatt L, Firth HV, Harrison K, MacKenzie J, Gallo N, Morrow BE, Shaffer LG, Babcock M, Chernos J, Bernier F, Sprysak K, Christiansen J, Haase S, Elyas B, Lilley M, Bamforth S, McDermid HE. Microduplication and triplication of 22q11.2: a highly variable syndrome. Am J Hum Genet. 2005 May;76(5):865-76. Epub 2005 Mar 30. Citation on PubMed or Free article on PubMed Central
Kaynaklar:
https://tr.wikipedia.org/wiki/Kromozom_22_(insan)
https://medlineplus.gov/genetics/chromosome/22/
