Isochromosom
von altgriechisch ἴσος ("isos") - gleich
Englisch: isochromosome
Definition
Ein Isochromosom ist ein Derivatchromosom, das aus zwei identischen bzw. homologen Chromosomenarmen besteht. Es gehört zu den strukturellen Chromosomenaberrationen und betrifft vor allem das X-Chromosom (1: 13.000) und die akrozentrischen Chromosomen (13, 14, 15, 21 und 22).
Hintergrund
Isochromosomen sind unbalancierte Strukturanomalien, bei denen sich die Chromsomenarme wie Spiegelbilder verhalten. Das Chromosom besteht aus zwei Kopien entweder des langen (q) oder kurzen Arms (p), da es gleichzeitig zur Duplikation und Deletion genetischen Materials kommt. In den Zellen liegt dann eine partielle Trisomie des einen Chromsosomenarms und eine partielle Monosomie des anderen Chromosomenarms vor.
Nomenklatur
Ein Isochromosom wird in der Karyotypformel nach der ISCN-Nomenklatur mit "i" oder "iso" und der Angabe des betroffenen Chromosomenarms gekennzeichnet. Liegt beispielsweise bei einem Mann ein Isochromosom des kurzen Arms von Chromosom 12 vor (Pallister-Killian-Syndrom), so lautet die Karoytpformel 47,XY, + i(12p).
Ursachen
Die Entstehung eines Isochromosoms ist auf zwei Mechanismen zurückzuführen:[1]
- Fehlteilung des Centromers in der Anaphase: Hier kommt es zur Teilung des Centromers entlang der Querachse des Chromsoms statt entlang seiner Längsachse. Die Abbruchstelle liegt dabei meist in der perizentrischen Region, nicht im Centromer selbst. Dadurch entsteht ein isodizentrisches Isochromosom mit zwei direkt aneinandergrenzenden, lichtmikroskopisch aber nicht voneinander abgrenzbaren Centromerregionen. Bei einer Teilung direkt im Centromer kann auch ein monozentrisches Isochromosom entstehen, dies ist aber seltener der Fall.
- U-förmiger Strangaustausch ("U-type exchange"): Durch fehlerhafte Korrektur von perizentrischen Doppelstrangbrüchen in der frühen Anaphase können entweder zwei Schwesterchromatiden oder zwei homologe Chromosomenarme an sequenzähnlichen Regionen, die nahe dem Centromer liegen, miteinander rekombiniert werden. Dabei entsteht ein isodizentrisches Chromosom.
In beiden Fällen resultiert ein Chromosom, das aus zwei homologen oder identischen Chromosomenarmen besteht. Bei zentromerischer Fehlteilung oder Rekombination von Schwesterchromatiden sind die Arme des Isochromosoms identisch, bei Rekombination zweier homologer Chromosomen sind sie homolog. Dies kann entweder durch die überschüssige Erbinformation des doppelt vorliegenden Armes oder durch den Verlust der jeweils anderen Arme zu Erkrankungen führen.
Klinik
Beispiele für Erkrankungen, die durch Isochromosomen verursacht werden, sind u.a.:
| Karyotyp | Erkrankung | Mechanismus |
|---|---|---|
| 45, X, + i(Xq) | Ullrich-Turner-Syndrom (ca. 15 bis 20 %)[2] | Verlust des kurzen Armes des X-Chromosoms |
| 46, XX oder XY, + i(21q) | Down-Syndrom (seltene Variante) | Trisomie des langen Arms von Chromosom 21 |
| mos47, XX oder XY, + i(12p)/46,XY | Pallister-Killian-Syndrom | Tetrasomie des kurzen Armes von Chromosom 12 (als Mosaik) |
| 46, X, i(Yp) | Isochromosomie Yp | Verlust des langen Armes des Y-Chromosoms[3][4] |
| 46, X, i(Yq) | Isochromosomie Yq | Verlust des kurzen Armes des Y-Chromosoms[5][6] |
| 47, X, i(X)(q10), Y | Klinefelter-Syndrom (seltene Variante) | Trisomie des langen Armes des X-Chromosoms[7][8] |
| i(17p) | myeloide Neoplasien (z.B. AML)[9] | Trisonomie des langen Arms von Chromosom 17; häufigstes Isochromosom in Neoplasien[1] |
Iso-X-Chromosomen bei männlichen Embryonen führen zur Fehlgeburt.[10]
Einzelnachweise
- ↑ 1,0 1,1 Breman, Stankievicz. Genomics of Rare Diseases. Kapitel 2.3.6: Isochromosomes. Academic Press, 2021.
- ↑ Schaaf und Zschocke. Basiswissen Humangenetik. 3. Auflage. Springer Verlag. 2018.
- ↑ Haaf T, Schmid M. Y isochromosome associated with a mosaic karyotype and inactivation of the centromere. Human Genetics, 1990.
- ↑ Orphanet: Isochromosomy Yp. Aufgerufen am 22.04.2024.
- ↑ Orphanet: Isochromosomie Yq. Aufgerufen am 22.04.2024.
- ↑ Böök et al. Isochromosome Y [46, X, i(Yq)] and female phenotype. Clinical Genetics, 1973.
- ↑ Stemkens et al. Variant Klinefelter syndrome 47,X,i(X)(q10),Y and normal 46,XY karyotype in monozygotic adult twins. American Journal of Medical Genetics, 2007.
- ↑ Simsek et al.. A rare case in literature: Isochromosome Xq in Klinefelter syndrome. Andrologia. 2019
- ↑ Atlasgeneticsoncology – i(17q) solely in myeloid malignancies, abgerufen am 25.04.2024
- ↑ Kindernetzwerk – Humangenetisches Glossar - Isochromosom, abgerufen am 24.03.2025