Hromozom 11 (čovek)

Ukratko

mapiran hromozom 11 - idiogram

Hromozom 11 je autozomni hromozom jedanaesti po veličini u humanom kariotip u u grupi C. Prema položaju centromere pripada submetacentričnim hromozomima. Izgrađen je od 135 miliona parova baza DNK što predstavlja 4 - 4,5% ukupne količine DNK u ćeliji. Procenjuje se da ovaj hromozom verovatno sadrži između 1300 i 1400 gena koji nose uputstvo za sintezu proteina. Ovi proteini obavljaju niz različitih funkcija u organizmu.

Somatska (telesna) ćelija čoveka ima 46 hromozomoma, sparenih u 23 para sličnih, homologih hromozoma. Izuzetak su ćelije u muškom polu gde je jedan par različitih, heterologih hromozoma (X i Y hromozomi). U svakom od parova jedan hromozom potiče od majke, a drugi od oca. Prema tome, naše ćelije imaju dve kopije hromozoma 11 (jedna poreklom od majke, a druga od oca) ili par ovih hromozoma.

Hromozomske aberacije i bolesti

Hromozomske aberacije mogu biti promene u strukturi i broju hromozoma 11 i uzrok su sindroma i poremećaja.

Beckvith-Viedemann-ov sindrom

Beckvith-Viedemann-ov sindrom rezultat je posebne regulacije aktivnosti gena na delu kratkog (p) kraka hromozoma 11 koja je poznata kao genomsko utiskivanje. Geni su smešteni blizu jedan drugom u regionu označenom 11p15.5, blizu jednog kraja hromozoma. Čovek nasleđuje dve kopije gena, jednu od majke i jednu od oca. Kod najvećeg broja gena obično su obe kopije svakog gena aktivne ili "uključene" u ćelijama. Međutim, u nekim je slučajevima je samo jedna od dve kopije normalno aktivna. Koja je kopija aktivna, zavisi od kog roditelja vodi poreklo: neki geni su normalno aktivni samo kada se naslede od oca, dok su drugi aktivni samo ako su nasleđeni od majke. Ovaj fenomen je poznat kao genomsko utiskivanje (gametsko utiskivanje).

Za neke gene u regionu 11p15.5, aktivan je samo gen nasleđen od oca, dok su drugi geni aktivni samo ako su nasleđeni od majke. Istraživači su utvrdili da promene genomskog utiskivanja narušavaju regulaciju nekoliko gena smeštenih u 11p15.5; to su geni: CDKN1C , H19 , IGF2 i KCNK1OT1. Budući da ovi geni učestvuju u usmeravanje normalnog rasta, posledice genomskog utiskivanja dovode do prekomernog rasta i drugih karakteristika ovog sindroma (zahvaćeni su mnogi delovi tela).

Glavna karakteristika ovog siondroma jeste prekomeran rast, pa se tako i označava kao sindrom prekomernog rasta. Novorođenčad su znatno veća od normalnih (makrozomija) i deca su obično viša od svojih vršnjaka tokom detinjstva. Rast počinje da usporava sa oko 8 godina starosti pa odrasli sa ovim stanjem nisu preterano visoki. Kod neke dece sa Beckvith-Viedemann-ovim sindromom, određeni delovi tela na jednoj ili drugoj strani tela mogu prekomerno da rastu, što dovodi do nesrazmernosti. Ovaj neobičan način rasta, poznat kao hemihiperplazija, vremenom postaje manje očigledan.

Većina dece i odraslih sa ovim sindromom nema ozbiljnih zdravstvenih problema povezanih sa stanjem. Njihov životni vek je obično normalan.

Emanuelov sindrom

Emanuelov sindrom je uzrokovan prisustvom dodatnog genetičkog materijala u svakoj ćeliji. Pored uobičajenih 46 hromozoma, osobe sa ovim sindromom imaju dodatni hromozom koji se sastoji od dela hromozoma 22, pričvršćenog na hromozom 11. Dodatni hromozom je poznat kao derivat 22 ili der (22) hromozom.

Osobe obično nasleđuju der (22) hromozom od zdravih roditelja. Roditelj je nosilac aberacije nazvane uravnotežena translokacija. U uravnoteženoj translokaciji nema gubitka niti viška genetičkog materijala tako da ove hromozomske promene obično ne uzrokuju zdravstvene probleme. Kako se translokacija prenosi na sledeću generaciju, ona može postati neuravnotežena. Potomci nasleđuju neuravnoteženu translokaciju između hromozoma 11 i 22 u obliku der (22) hromosoma. Ove osobe imaju dve normalne kopije hromozoma 11, dve normalne kopije hromozoma 22 i dodatni genetički materijal iz der (22) hromozoma.

Kao rezultat dodatnog hromozoma osobe imaju tri kopije nekih gena u svakoj ćeliji umesto uobičajene dve kopije. Višak genetičkog materijala narušava normalan tok razvoja, što dovodi do mentalne retardacije i urođenih oštećenja. Istraživači rade na utvrđivanju koji su geni na der (22) hromozomu odgovorni za ovaj sindrom i koju ulogu ti geni imaju u razvoju.

Evingov sarkom

Translokacija koja uključuje hromozom 11 može izazvati vrstu kanceroznog tumora poznatog kao Evingov sarkom. Ovi tumori se razvijaju u kostima ili mekim tkivima, poput nerava i hrskavice. Postoji nekoliko vrsta ovog sarkoma koji se razlikuju prema tkivu u kome se razvijaju. Ovom translokacijom, t (11; 22), spaja se deo gena EVSR1 iz hromozoma 22 sa delom FLI1 gena iz hromozoma 11, stvarajući fuzijski gen EVSR1 / FLI1 . Ova somatska mutacija stiče se tokom života čoveka i prisutna je samo u ćelijama tumora. Ova vrsta genetičke promene nije nasledna.

Protein proizveden po uputstvu iz fuzijskog gena EVSR1 / FLI1, zvan EVS / FLI, ima funkcije proteinskih proizvoda oba gena. FLI protein, proizveden iz gena FLI1 , veže se za DNK i reguliše transkripciju, što je prvi korak u proizvodnji proteina iz gena. FLI protein kontroliše rast i razvoj nekih tipova ćelija regulišući transkripciju određenih gena. EVS protein, proizveden po uputstvu EVSR1 gena, takođe reguliše transkripciju. Smatra se da protein EVS/FLI nenormalno uključuje i isključuje transkripciju različitih gena. Ova nepravilna regulacija transkripcije dovodi do nekontrolisanog rasta i deoba (proliferacije) i nenormalnog sazrevanja i preživljavanja ćelija, izazivajući razvoj tumora.

Jakobsenov sindrom

dečak sa hipertelorizmom

Ptozis

Trigonocefalija

Jakobsenov sindrom (terminalni poremećaj delecije 11q) uzrokovan je delecijom genetičkog materijala na kraju (terminusu) dugog (q) kraka hromozoma 11. Veličina delecije varira kod obolelih osoba od kojih većini nedostaje oko 5 miliona do 16 miliona parova baza DNK (5 Mb do 16 Mb). Kod skoro svih obolelih osoba delecija sadrži kraj hromozoma 11. Veće delecije izazivaju teži oblik bolesti nego manje delecije.

Karakteristike Jakobsenovog sindroma verovatno su povezane sa gubitkom više gena na hromozomu 11. U zavisnosti od njegove veličine, izgubljeni region može da sadrži od oko 170 do više od 340 gena. Za mnoge od ovih gena ne zna se tačna funkcija. Međutim, čini se da su geni u ovom regionu kritični za normalan razvoj mnogih delova tela, uključujući mozak, crte lica i srce. Ispitivano je samo nekoliko gena koji su doprinijeli specifičnim karakteristikama Jakobsenovog sindroma, a istraživanja se vrše i dalje kako bi se utvrdilo koji još geni mogu biti povezani sa ovim stanjem.

Znaci i simptomi Jakobsenovog sindroma značajno se razlikuju od osobe do osobe. Većina osoba zaostaje u razvoju, uključujući tu razvoj govora i motoričkih sposobnosti (kao što su sjedenje, stajanje i hodanje). Većina takođe ima kognitivne poremećaje i teškoće u učenju. Zabeleženi su i problemi u ponašanju, uključujući kompulzivno ponašanje (kao što je npr. seckanje papira) i kratko trajanje pažnje. Ovaj sindrom takođe ima veću verovatnoću da se pojave poremećaji iz spektra autizma, a koji karakterišu oslabljene veštine komunikacije i socijalizacije.

Jakobsenov sindrom takođe karakterišu izrazite crte lica. Tu spadaju male i slabo postavljene uši, široko postavljene oči (hipertelorizam) sa spuštenim kapcima ( ptozis), kožni nabori koji prekrivaju unutrašnji ugao očiju ( epikantalni nabori), širok koren nosa, oboreni uglovi usta, tanka gornja usna i mala donja vilica. Obolele osobe često imaju veliku glavu (makrocefalija)) i abnormalnosti lobanje koja se naziva trigonocefalija (trouglasta glava, sa naglašenim čelom ).

Neuroblastom

Oko 35% osoba sa neuroblastomom ima deleciju genetičkog materijala na dugom (q) kraku hromozoma 11 na položaju označenom 11q23. Neuroblastom je vrsta kancerogenog tumora sastavljenog od nezrelih nervnih ćelija (neuroblasta). Delecija 11q23 može se pojaviti u ćelijama u telu nakon začeća, što se naziva somatska mutacija, ili se može naslediti od roditelja. Ova delecija povezana je sa težim oblikom neuroblastoma. Istraživači veruju da izgubljeni region hromozoma može sadržati gen koji sprečava rast i nekontrolisanu deobu ćelija. Taj gen se naziva supresor tumora. Kada se geni supresori izgube, može doći do pojave raka. Međutim, u tom regionu hromozoma 11 nisu identifikovani geni supresori tumora.

Neuroblastom se najčešće javlja kod beba i male dece. Nastaje kada nezrele nervne ćelije (neuroblasti) počnu nekontrolirano da umnožavaju i formiraju tumor. Najčešće, tumor potiče iz nervnog tkiva nadbubrežne žlezde. Druga uobičajena mesta za formiranje tumora su nervno tkivo u trbuhu, grudima, vratu ili karlici. Neuroblastom se može proširiti (metastazirati)) na druge delove tela kao što su kosti, jetra ili koža.

Kod osoba se mogu javiti opšti znaci i simptome kao što su razdražljivost, groznica, umor, bol, gubitak apetita, gubitak težine ili proliv. Specifičniji znaci i simptomi zavise od mesta na koje se tumor proširio.

Potocki-Shaffer-ov sindrom

Potocki-Shaffer-ov sindrom je uzrokovan delecijom segmenta kratkog (p) kraka hromozoma 11 na položaju označenom kao 11p11.2. Ovo stanje je poznato i kao sindrom proksimalne delecije 11p. Karakteristike ovog sindroma su dodatni otvori (pored dva koje novorođenče normalno ima) na kostima lobanje kod novorođenčadi. Ti otvori ostaju takvi tokom života (parijetalna foramina). Pored toga javlja se na lobanji i veći broj više nekancerogenih koštanih tumora koji se nazivaju osteohondromi. Mentalna retardacija, zaostajanje u razvoju, karakterističan izgled lica i problemi sa vidom se takođe javljaju kod dece sa ovim sindromom. Neka deca sa ovim stanjem imaju oštećenja na srcu, bubrezima i mokraćnim putevima.

Sindrom je posledica gubitka nekoliko gena koji se nalaze u tom regionu kratkog kraka.Tačnije, gubitak gena zvanog ALX4 uzrokuje parijetalnu foraminu, gubitak gena EXT2 je uzrok osteohondroma, dok je gubitak gena PHF21A odgovoran za mentalnu retardaciju i karakteristične crte lica. Istraživači rade na pronalaženju gena na kratkom kraku hromozoma 11 koji su povezani sa ostalim karakteristikama ovog sindroma.

Russell-Silver-ov sindrom

Poput Beckvith-Viedemann-ovog sindroma i ovaj sindrom može proizaći iz promena gena u regionu 11p15.5. Naime, Russell-Silver-ov sindrom povezan je sa genomskim utiskivanjem koje utiču na regulaciju gena H19 i gena IGF2 na hromozomu 11. Promene su različite od onih koje se primećuju kod Beckvith-Viedemann-ovog sindroma i imaju suprotan efekat na rast. Iako oba poremećaja mogu biti uzrokovana genomskim utiskivanjem, promene koje uzrokuju Russell-Silver-ov sindrom dovode do usporenog i smanjenog rasta, umesto do prekomernog rasta, kao što je to kod ovog drugog sindroma.

VAGR sindrom

VAGR sindrom je uzrokovan delecijom genetičkog materijala na kratkom (p) kraku hromozoma 11 na položaju označenom kao 11p13. VAGR sindrom je poremećaj koji pogađa mnoge telesne sisteme i nazvan je po glavnim karakteristikama: rak bubrega u detinjstvu poznat kao Vilmsov tumor, problem sa očima koji se naziva aniridija, genitourinarne anomalije i mentalna retardacija. Znaci i simptomi VAGR sindroma povezani su sa gubitkom više gena iz ovog dela hromozoma. Veličina delecije varira kod obolelih osoba. Istraživači su identifikovali gene na kratkom kraku hromozoma 11 koji su povezani sa određenim karakteristikama VAGR sindroma. Gubitak gena PAX6 ometa normalan razvoj očiju, što dovodi do aniridije i drugih problema sa očima, a može uticati i na razvoj mozga. Gubitak gena VT1 odgovorna je za genitourinarne abnormalnosti i povećan rizik od Vilms-ovog tumora kod obolelih osoba. Istraživači rade na identifikaciji dodatnih gena koji su izgubljeni kod ljudi sa VAGR sindromom i utvrđuju kako njihov gubitak dovodi do drugih karakteristika poremećaja.

Ostali karcinomi

Promene u hromozomu 11 identifikovane su kod drugih vrsta karcinoma. Ove hromozomske promene su somatske, što znači da su stečene tokom života čoveka i prisutne su samo u određenim ćelijama. U nekim slučajevima su translokacije genetičkog materijala između hromozoma 11 i drugih hromozoma povezane sa karcinomom ćelija koje stvaraju krv (leukemijama) i rakom ćelija imunološkog sistema (limfomi).

Ostale hromozomske aberacije

Ostale promene u broju ili strukturi hromozoma 11 mogu imati različite efekte, uključujući intelektualno onesposobljenje, zaostajanje u razvoju, spor rast, izrazite crte lica i slab mišićni tonus (hipotonija). Promene hromosoma 11 duplikacije dela hromozoma u svakoj ćeliji (parcijalna trizomija 11), delecija segmenta hromozoma u svakoj ćeliji (delimična monosomija 11) i ring-hromozom.

Mapirani geni i bolesti/poremećaji

Mutacije gena na hromozomu 11 izazivaju:

• talasemija
• fenilketonurija
• albinizam kože i oka, tip IA
• karcinom pluća
• karcinom grlića materice
• karcinom dojke
• karcinom prostate
• sklonost žena ka osteoartritisu
• rabdomiosarkom
• odsustvo dužice oka
• osteoporoza
• porodična hipertrofična kardiomiopatija
• Kapošijev sarkom
• Usherov sindrom
• Kseroderma pigmentozum E
• atrophia areata i dr.
• Ataksija-teleangiektatika

Hromozomi čoveka
{1} {2} {3} {4} {5} {6} {7} {8} {9} {10} {11} {12} {13} {14} {15} {16} {17} {18} {19} {20} {21} {22} {X} {Y}

Pretražite internet

https://www.genome.gov/about-genomics/fact-sheets/Chromosome-Abnormalities-Fact-Sheet

interaktivne igrice https://medlineplus.gov/games.html

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK1394/

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK1263/

mapa gena 11 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/genome/gdv/browser/?context=genome&acc=GCF_000001405.39

https://web.ornl.gov/sci/techresources/Human_Genome/posters/chromosome/chromo11.shtml

Literatura

• Tucić, N, Matić, Gordana: O genima i ljudima, Centar za primenjenu psihologiju, Beograd, 2002.
• Marinković, D, Tucić, N, Kekić, V: Genetika, Naučna knjiga, Beograd
• Tatić, S, Kostić, G, Tatić, B: Humani genom, ZUNS, Beograd, 2002.
• Matić, Gordana: Osnovi molekularne biologije, Zavet, Beograd, 1997.
• Ridli, M: Genom - autobiografija vrste u 23 poglavlja, Plato, Beograd, 2001.
• Prentis S: Biotehnologija, Školska knjiga, Zagreb, 1991.
• Dumanović, J, marinković, D, Denić, M: Genetički rečnik, Beograd, 1985.
• Kosanović, M, Diklić, V: Odabrana poglavlja iz humane genetike, Beograd, 1986.
• Švob, T. i sradnici: Osnovi opće i humane genetike, Školska knjiga, Zagreb, 1990.
• https://ghr.nlm.nih.gov/chromosome/11

Snežana Trifunović, dipl. biolog