kromoszóma chromosome a a DNS legnagyobb egysége, a legnagyobb DNS-elem; a genetikai üzenetet szállítja az utódsejtekbe. Az emberi DNS 46 ilyen elembe, vagyis kromoszómába, rendeződik. Kettesével párban vannak, az egyik az anyától a másik az apától származik (diploid cells), azaz, az ép emberi sejtek DNS állománya 23 kromoszómapárból áll. A párok DNS szerkezete és genetikai tartalma egyforma, olyannyira, hogy a kromoszómapárok egyazon helyén ugyanaz a DNS-elem (például gén) helyezkedik el.

Alapvetően megkülönböztetjük a nyugalmi sejtmagban lévő kromoszómákat (nyugalmi kromoszómák) és az osztódási kromoszómákat. A fentiek a nyugalmi kromoszómákra vonatkoznak, amelyek a nyugalmi sejtmagban, meghatározott területeken (→kromoszómaterületek) vannak jelen.

Az osztódási kromoszómák (mitotic chromosome) a sejt osztódási szakaszában jönnek létre a DNS-kettőződést követően, vagyis bennük kétszer annyi genetikai állomány van. Számtartó osztódásban ez biztosítja, hogy az utódsejtekbe a szülősejtével megegyező DNS mennyiség kerüljön. Sejtosztódáskor a kromoszómák tömörödnek, fénymikroszkóppal láthatóvá válnak.

A nyugalmi kromoszóma egyetlen kétszálú DNS-ből áll, az osztódási kromoszóma kettőből (testvérkromatidák), ezek a befűződésnél érintkeznek egymással. A testvérkromatidák a DNS kettőződésének eredményeként jönnek létre, ezért – elviekben - tökéletesen azonos bázis sorrenddel rendelkeznek.

kromoszómaáthajlás a számfelező osztódásban, a kereszteződést lehetővé tevő lépés: az S–G2 részében a rokonmás kromoszómapár egyik tagjának egyik kromatidája áthajlik a másik tag egyik kromatidáján. Az áthajlás alatt cserélődhetnek a kromoszómarészek. (→kereszteződés)

kromoszómahely genetic locus valamely meghatározott bázissornak (nukleotidsornak) a rögzített helye a kromoszómán. Sávosan festett kromoszómán adjuk meg, például 3q112; a 3-as kromoszóma hosszú karjának 112-es sávja. A párjának ugyanazon a helyén ugyanaz a genetikai elem található.

kromoszómakészlet set of chromosomes egyetlen szülőtől örökölt 23 kromoszóma, n-nel jelöljük (n=23). Mondhatjuk esetleg egyszülős készletnek. A megtermékenyített petesejt és az utódsejtek (testi sejtek) mindegyike, élettani körülmények között, 46 kromoszómát, tehát két készletet (2n=46), egy anyait és egy apait tartalmaz. Kétkészletes sejtek (kétszülős készlet).

A nemzetközi irodalomban a kromoszómakészletek számának jelölésére a ploidy szakszót alkalmazzák. Az egykészletes a monoploid (uniploid), de leginkább haploidnak mondják. A kétkészletes sejtek a diploid sejtek, elterjedten euploid sejtek. Kóros sejtekben három vagy még több készlet is lehet (triploid, tetraploid, pentaploid stb.). Magyar szövegkörnyezetben ezek használata szükségtelen.

kromoszómapár chromosome pair A kromoszómák párokba rendeződnek; egy-egy párt egy anyai és egy apai kromoszóma alkot. Elkülönítünk 22 testi kromoszómapárt (44 testi kromoszóma) és egy nemi kromoszómapárt, amely nőkben XX-, férfiakban XY-kromoszómákból áll. Az utóbbiak lényegileg eltérők, de az XX-pár sem azonos, mert az egyik X némított. Ezzel szemben a testi kromoszómák egyformák: ugyanazon a helyeken, ugyanazokat a tulajdonságokat hordozzák.

A kromoszómapárokat 1-től 22-ig számozzuk. Vizsgálatakor a párokat sorba rakjuk az 1-essel kezdve; a testi kromoszómák után tesszük a két nemi kromoszómát. Az így kirakott kromoszómasornak karyotype a nemzetközi neve; magyarul kromoszómakép.

A kromoszómapárok tagjait az angol irodalom homologous chromosomes (homologs)-nak nevezi. Magyarul rokonmás kromoszómák. A hazai irodalom is használja a homológ kromoszómák szakszót, de szükségtelenül. A kromoszómapár teljesen megfelelő, és mondható a rokonmás kromoszóma is.

kromoszómapárok számbeli eltérései nem ritkák. Lehet a sejtben valamelyik kromoszómapárban kettőnél több vagy kevesebb tag. A kétfélét együtt a nemzetközi irodalomban aneuploidynek nevezik. Megtévesztő, mert a ploidy szakszó a kromoszómaszerelvényre utal. Egyszerűen kromoszómatöbbletnek, kromoszómahiánynak mondjuk, de pontosítunk:

▪ Például kromoszómahármas trisomy (triszómia) egy többlet kromoszóma a szervezet néhány vagy az összes sejtjében. Az adott kromoszómából nem pár, hanem három van. Ilyenek: a Patau-kór, a 13-as hármasa, az Edward-kór, a 18-as hármasa, a Down-kór, a 21-es hármasa, de hármas előfordul a nemi kromoszómákkal is: hármas X-betegség (47, XXX), Klinefelter-kór (47, XXY).

▪ Kromoszómahiány monosomy (monoszómia) eggyel kevesebb kromoszóma a szervezet néhány vagy az összes sejtjében. Az adott kromoszómából nem pár, hanem egy van. Ilyen a Turner-kór, az egyik X kromoszóma hiánya.

Korábban elterjedt a részleges monoszómia (partial monosomy), illetőleg a részleges triszómia (partial trisomy) elnevezés; ez az elnevezéstípus téves, használata megszűnt.

kromoszómaszerkezet A kromoszóma kromatinba csomagolt két DNS-szál; kettőződés után az osztódó sejtben két kromatida alkot egy kromoszómát, ezek a kromoszóma érintkezési pontján (befűződés, centromere) kapcsolódnak egymással. Ellentétben a nyugalmi kromoszómákkal, az osztódási kromoszómában tehát négy kétszálas DNS van.

Minden kromoszómának van két rövid karja (p-kar) és két hosszú karja (q-kar). Megkülönböztetjük még a két véget képező végrészt (telomere), és elkülönítjük a befűződéseket.

A kromoszómák nem egyforma nagyok, csak a párok tagjai. A legnagyobb az 1-es kromoszóma. Tőle fokozatosan kisebbednek a számok szerint, a legkisebb a 21-es és a 22-es. A nagy kromoszómáknak közel egyformák a karjai, a kisebbedéssel a rövid karok kifejezettebben csökkenek, mint a hosszúak; a karok aránytalanná válnak. A legkisebb kromoszómáknak alig van rövid karjuk, de valami van; a nemzetközi irodalomb an acrocentric chromosomes a nevük. Magyarul csökött kromoszómák, csökevényes karúak. A természetben léteznek rövid kar nélküli kromoszómák is (telocentric chromosomes); emberben ilyenek nincsenek. A nemi kromoszómák a sor végén vannak. Az X-kromoszóma a nagyok közé tartozik, két karja nagyjából egyforma. Az Y-kromoszóma a legkisebbek egyike, rövid karja parányi.

A kromoszómák szerkezetét különböző festési módszerekkel elemezzük. Négy alapvető festési módszert alkalmazunk, ezeket sajátosokkal egészíthetünk ki. (→kromoszómák alapvető festési módszerei)

kromoszómaterületek chromosome territories a kromoszómák térbeli szervezettsége a nyugalmi sejtmagban. A nyugalmi kromoszómák tetterős szerkezetek, folyvást szerveződnek feladatuk ellátására. A mag kocsonyás alapállományának szerkezeti elemei. A sejtmag meghatározott részein helyezkednek el; ezeket a helyeket nevezzük kromoszómaterületeknek. A 46 kromoszóma 46 területen. A kromoszómapárok nincsenek egyben, e hogy a kromoszómák miként foglalják el a helyűket a sejtosztódás végén, nem tudjuk pontosan. Az X és az Y, illetve a 2 X sincs egyben, a Barr-testet jellemzően a maghártya belső oldalához horgonyozva látható.

(Forrás: Bolzer et al., (2005) DOI: 10.1371/journal.pbio.0030157)

Philadelphia-kromoszóma Philadelphia chromosome, Philadelphia translocation (Ph) átcserélődés következtében kialakult sajátosan rövid 22-es kromoszóma, amelyen jelen van a ABL-BCR egyesült gén. Az átcserélődés a 22-es és a 9-es kromoszóma között jön létre: a 9-es kromoszóma hosszú karjának alsó része (q34) cserélődik a 22-es kromoszóma q11-es részével t(9q34;22q11). A származék 9-es kromoszóma (derivative chomosome 9, der9) hosszabb, a 22-es pedig lényegesen rövidebb, csonka (trancated chromosome 22, 22q-, the Philadelphia chromosome). A töréspontnál a 9-es kromoszómán (q34.1) van az ABL gén, a 22-esen (q11.2) a BCR gén. Az átcserélődés következtében ezek egyesülnek, és kialakul a felemás ABL-BCR gén: az ABL génnek 3’-végi, a BCR gén 5’-végi részéből keletkezik. A ABL-BCR gén az ABL-BCR fehérjét képezi, amely tirozin-kináz, és folyvást bekapcsolt állapotban van. Ennek következtében a sejt megállás nélkül osztódik, sokasodik.

A Philadelphia-kromoszóma jelenléte a fehérvérűség egyes formáinak jellemzője: csaknem mindig jelen van az idült mieloid fehérvérűségben (CML), ritkában a heveny nyiroksejtes (ALL) és még ritkábban a heveny mieloid (AML) fehérvérűségben.

X-kromoszóma X chromosome a női nemi kromoszóma; minden női sejtben kettő van; a női nemi szervek kialakulásáért felelős. Nagy kromoszóma: 155 millió bázispárt tartalmaz, a DNS ~5%-át teszi ki. Közbenesből, rövid (Xp) és hosszú (Xq) karokból áll.

Több mint 1000 gént tartalmaz; szemben a génszegény Y-kromoszómával. Nőkben kétszer annyi X-kromoszómai gén van, mint a férfiakban. Ez a géntöbblet azonban nem előny, ellenkezőleg, ártalmas: súlyos fejlődési zavarok, az ébrény pusztulása a következmény. A géntöbblet következtében ugyanis sok átírásfehérje képződik, amelyek ellensúlyozatlanul befolyásolják a gének átírását. Ezt megszüntetendő, az emberi ébrény az egyedfejlődés korai (beágyazódás utáni) szakaszában némítja az egyik X-kromoszómát, véletlenszerűen az anyait vagy az apait. Ez azt jelenti, hogy egyes sejtekben az anyai, másokban az apai X-kromoszóma tevékeny. Az utódsejtekben azonban mindig ugyanaz a néma X-kromoszóma öröklődik.

A beágyazódás előtt az X-kromoszómai géntöbblet ellensúlyozása az X-kromoszómák génátírásának mérséklésével (X chromosome dampening) valósul meg.

homo- ■ homogeneous egynemű ■ homologous (homolog) rokonmás ■ homologous chromosome kromoszómapártag (→kromoszóma) ■ homologous protein rokonmás fehérje (→fehérje) ■ homologous gene rokonmás gén (→gén) ■ homologous recombination →szülőmás átrendeződés* ■ homologous recombination repair (HRR) →rokonmás átrendezés* ■ homologous RNA rokonmás RNS (→RNS) ■ homologous sequence rokonmás bázissor­ (→bázissor) ■ homology →rokonmásság

X chromosome →X-kromoszóma ■ X chromosome dampening →X-kromoszóma-mérséklés ■ X chromosome inactivation →X-kromoszóma-némítás ■ X chromosome inactivation center →X-kromoszóma-némítási központ

X chromosome dampening →X-kromoszómai génátírás-mérséklés

X chromosome inactivation →X-kromoszóma-némítás

X chromosome inactivation center (XIC) →X-kromoszóma-némítási központ

X-kromoszóma-mérséklés* X chromosome dampening, XCD az X-kromoszómák génátírásának visszafogása az ébrény beágyazódás előtti fejlődésében. A genetikai mennyiségkiegyenlítődés (dosage compensation) beágyazódás előtti formája emberben.

X-kromoszóma-némítás X-chromosome inactivation, lyonization az egyik X-kromoszóma tevőtlenné tétele, átíródásának megakadályozása a testi sejtekben az ébrény beágyazódását követően. A kromatinállomány tömör kromatinná alakulásával megy végbe; a XIST (X-inactivation specific transcript) RNS végzi. A petesejtben nem némul el az X-kromoszóma.

A némítás következtében az egyik X-kromoszóma génjei nem fejeződnek ki, ezért – hasonlóan a férfiakhoz – a nőkben is csak az egyik X-kromoszóma tevékeny. Néhány gén azonban kibújik a némításból, tevékeny marad. Ezeket a nemzetközi irodalom escape genesnek nevezi, magyarul szökőgének*. A szökőgének általában a karok végén helyezkednek el; a némított X-kromoszóma ezen részeit áltesti szakaszoknak* (pseudo autosomal regions) nevezzük.

Az áltesti szakaszok génjei jelen vannak mindkét nemi kromoszómán, ezért nőkben és a férfiakban is két válzatuk van. Elengedhetetlenek a szabályos fejlődéshez.

Az X-kromoszóma némítása nem állandósult állapot, megváltozhat, többnyire szövetfajlagosan. Pl. az immunsejtek tevősödésekor az X-kromoszóma néhány némított génje újra bekapcsolódik. Ez magyarázhatja az immunválaszok nemek közötti különbségeit.

A némított X-kromoszóma összenyomódik, és a burkoló XIST RNS-t, valamint a hozzákötött fehérjékkel együtt a Barr-testet alkotja; a nyugalmi sejtmagban ekként látható.

Minden olyan sejtben, amely egynél több X-kromoszómát tartalmaz, a második, harmadik stb. X-kromoszóma némul, tehát az XX-t tartalmazó sejtekben egy, az XXX-t tartalmazó sejtekben kettő. A XIST RNS-t ez a kettő képezi.

X-kromoszóma némítási folyamata

▪ A némítás kialakulása: Kezdeti szakasz: A XIST kizárólag a sejtmagban van, csak az elnémuló X-kromoszóma kódolja, és csak ahhoz kötődik, a másik X-kromoszómához nem kapcsolódik.

A korai ébrényi életben a némítást a XIST serkentők, mint FTX, JPX gén, a RNF12 (RLIM gén kódolja), valamint a XIST-t gátló TSIX gén szabályozza. A serkentő, gátló hatás génközelség* következménye, nem pedig a gének által kódolt lncRNS-ek hatása. A közelséghatás* csak akkor érvényesül, amikor a serkentő, gátló gén átíródik; azaz XIST átíródásához az FTX vagy a JPX és/vagy a RLIM gén átíródása szükséges, illetve az, hogy TSIX gén tevőtlen legyen. Amikor a TSIX gén íródik át, a XIST gén néma; ez az X-kromoszóma némításának az alapvető szabályozása.

A néma X-kromoszómát mintegy burkolja; állványként szolgál, nagyon sokféle kromatinmódosító, metilező stb. fehérjét toboroz. többek között a SPEN, a PRC-1 és -2, a hnRNPk, a SMCHD1 és a DNMT3b fehérjét.

A XIST több ismétletet tartalmaz, amelyeket A–F betűkkel jelölünk; ezek kapcsolják a toborzott fehérjéket. Például az 5’-végen lévő A-ismétlet a SPEN géngátló fehérjét, a SPON gomoly a NCOR-HDAC3 társgéngátlót, a hnRNPk-t pedig a B- és C-ismétlet.

A SPEN más géngátlókkal (pl. NCOR-HDAC3) társulva némítja a gének jelentős részét, és elősegíti XIST kapcsolódását a X-kromoszóma egészén. A XIST köti továbbá a hnRNPk-t, amely kapcsolja a PCR1 és a PCR2 (polycomb repressive complex1, 2) enzimeket. Ezek az enzimek hisztonok módosításával (2AK119ub1, H3K27me3) némítják a géneket, szüntetik meg a laza kromatin szerkezetet. A két folyamat párhuzamosan halad; ez az X-némítás kezdetének alapvető eleme.

▪ A némítás fenntartása: a folyamatos metilezéssel valósul meg. A fenti molekulák valósítják meg. Később, a sejtek elkülönülésével kötődik az SMCHD1, amely szintén némítja a géneket, alapvető az X-némítás fenntartásában.

X-kromoszóma-némítási központ X chromosome inactivation center, XIC az X-kromoszómának a saját némítást irányító része (cis-acting region). Többnyire hosszú nem kódoló RNS-eket képező génekből és ismétletekből áll; fehérjét kódoló gén alig van benne. Itt helyezkedik el többek közt az X-kromoszóma némítását végző XIST gén (Xq13.2), az azt serkentő FTX, JPX és RLIM gén (az utóbbi az RNF12-t kódolja), valamint a XIST-et gátló TSIX gén.