易位:片段錯位
易位發生在一條染色體的一段斷裂下來、並重新接到另一條染色體上時。如果這次互換中沒有遺傳物質的增減,就稱為平衡性易位——攜帶平衡易位的人往往完全健康,因為他們所有的基因都在,只是重新排列了。問題出在下一代:在減數分裂中,平衡易位攜帶者可能產生不平衡的配子,其中某一段過多、另一段過少,從而增加生出攜帶多餘或缺失物質孩子的風險。
羅伯遜易位是一種特殊形式,兩條完整的染色體在著絲粒處融合成一條。當其中涉及 21 號染色體時,攜帶者可能傳遞一份實質上多出的 21 號拷貝——從而產生易位型唐氏症。這正是前文提到的唐氏症的遺傳途徑,它解釋了為什麼某些家庭存在標準的、與年齡相關的三體所不具有的再發風險。
易位並非只能遺傳而來。某一個細胞系中獲得性的易位可以驅動癌症。著名的費城染色體是 9 號與 22 號染色體之間的一次互換,它把兩個基因融合成一個過度活躍的生長訊號,是慢性骨髓性白血病的標誌性特徵。同樣的細胞遺傳學邏輯——斷裂的末端以錯誤的組合重新接合——既貫穿遺傳性疾病,也貫穿獲得性腫瘤。
缺失、重複與微缺失
染色體缺失是某一段遺失了,使其中的基因只剩一份而非兩份。染色體重複則相反:某一段加倍了,使這些基因有三份。兩者都是拷貝數變異的形式,都會改變受影響區段內所有內容的基因劑量——這正是為什麼即使是很小的改變,只要涉及關鍵基因,也可能產生超乎比例的影響。
當缺失太小、在常規核型上看不出來,卻仍然刪去了相鄰的好幾個基因時,結果便是微缺失症候群。由於遺失的區段跨越多個基因,這些病症表現為一組可識別的特徵組合,而非單一性狀——而要檢出它們,需要比單憑顯微鏡更高解析度的工具,這正是下一篇的主題。
Structural changes at a glance:
Deletion ...[A B C D E]... --> ...[A B D E]... (lost C)
Duplication ...[A B C D E]... --> ...[A B C C D E]. (extra C)
Translocation chr-A: [..X..] chr-B: [..Y..]
--> chr-A: [..Y..] chr-B: [..X..]
Balanced translocation: all material present, just relocated
-> carrier usually healthy, but gametes may be unbalanced
Microdeletion: deletion too small for the karyotype to resolve
-> needs FISH or microarray to detect