८.१ गुणसूत्रीय विसंगती आणि लक्षणसंहती (सिंड्रोम्स)

काही परिस्थितींमध्ये, उदाहरणार्थ, पर्यावरणीय किरणोत्सर्ग, अन्न सेवन किंवा अंतर्गत आनुवंशिक परिस्थितींमुळे, गुणसूत्रांना हानी पोहोचू शकते किंवा त्यांची संख्या बदलू शकते. रचनेतील बदलाला रचनात्मक गुणसूत्रीय विसंगती (किंवा विकृती) म्हणतात आणि संख्येतील बदलाला संख्यात्मक गुणसूत्रीय विसंगती म्हणतात. जेव्हा जोडीतील एक गुणसूत्र अनुपस्थित असते, तेव्हा त्या गुणसूत्रासाठी ती स्थिती मोनोसोमी $(2 n-1)$ म्हणून ओळखली जाते, उदा., गुणसूत्र १ ची मोनोसोमी. जेव्हा एखादे गुणसूत्र तीन प्रतींमध्ये उपस्थित असते, तेव्हा या स्थितीला ट्रायसोमी $(2 n+1)$ म्हणतात, उदा., गुणसूत्र X ची ट्रायसोमी. हे लक्षात घेणे महत्त्वाचे आहे की मोनोसोमी आणि ट्रायसोमी दोन्ही अॅन्युप्लॉइडी या व्यापक श्रेणीत येतात. तथापि, जेव्हा गुणसूत्रांचा संपूर्ण संच गुणाकारित होतो (उदा., ६९: $23 \times 3,92: 23 \times 4$ ), तेव्हा त्या स्थितीला पॉलीप्लॉइडी म्हणतात. वनस्पतींच्या कृत्रिम प्रजननामुळे अनेक पॉलीप्लॉइड प्रजाती निर्माण झाल्या आहेत ज्या आपण सामान्यतः आपल्या अन्नात वापरतो. उदाहरणार्थ, ब्रेड गहूमध्ये गुणसूत्रांचे सहा संच असतात (हेक्साप्लॉइड), कोबी किंवा मोहरी हे टेट्राप्लॉइड असतात. त्याचप्रमाणे, केळी आणि सफरचंद त्रिप्लॉइड (गुणसूत्रांचे ३ संच) असतात, स्ट्रॉबेरी आणि ऊस ऑक्टोप्लॉइड (गुणसूत्रांचे ८ संच) असतात. रचनात्मक किंवा संख्यात्मक बदल दोन्ही रोग किंवा लक्षणसंहतीच्या रूपात फेनोटाइपिक स्थितीत लक्षणीय बदल घडवून आणू शकतात.

८.१.१ रचनात्मक गुणसूत्रीय विसंगती

रचनात्मक गुणसूत्रीय विसंगती खालील प्रकारच्या असू शकतात:

१. विलोपन (डिलीशन) - विलोपनामध्ये, गुणसूत्राचा एक भाग तुटून गुणसूत्र लहान होते (आकृती ८.१अ). उदाहरणार्थ, रेटिनोब्लास्टोमा हा गुणसूत्र १३ च्या एका भागाच्या विलोपनामुळे होतो. कधीकधी जेव्हा गुणसूत्राचे दोन्ही टोक विलुप्त होतात, तेव्हा ते पुन्हा जोडून रिंग गुणसूत्र तयार करू शकतात.

२. द्विवृद्धी (डुप्लिकेशन) - द्विवृद्धी म्हणजे जेव्हा गुणसूत्राचा एक भाग पुनरावृत्तीत होऊन गुणसूत्र लांब होते (आकृती ८.१ब). यामुळे चार्कोट-मेरी-टूथ रोग सारख्या स्थिती निर्माण होऊ शकतात, जो गुणसूत्र १७ वरील जनुकांच्या द्विवृद्धीमुळे होतो.

३. व्युत्क्रमण (इन्व्हर्शन) - व्युत्क्रमणामध्ये, गुणसूत्राचा एक भाग तुटून पूर्णपणे उलटा होतो आणि गुणसूत्राशी पुन्हा जोडला जातो. येथे गुणसूत्राची एकूण लांबी तशीच राहते परंतु जनुकांची दिशा १८० अंशांनी उलटी होते (आकृती ८.१क). उदाहरणार्थ, RCAD लक्षणसंहती गुणसूत्र १७ च्या एका भागाच्या व्युत्क्रमणामुळे होते.

४. स्थानांतरण (ट्रान्सलोकेशन) - स्थानांतरणामध्ये, गुणसूत्राचा एक भाग तुटून दुसऱ्या गुणसूत्राशी पुन्हा जोडला जातो. जर दोन गुणसूत्रांमध्ये भागांची परस्पर देवाणघेवाण झाली, तर त्याला परस्पर स्थानांतरण म्हणतात. उदाहरण: बर्किट्स लिंफोमा, जिथे गुणसूत्र ८ आणि १४ मध्ये सामग्रीची देवाणघेवाण होते. जर गुणसूत्राचा एक भाग तुटून परस्पर देवाणघेवाण न करता दुसऱ्या गुणसूत्राशी जोडला गेला, तर त्याला रॉबर्टसोनियन स्थानांतरण म्हणतात. यामुळे पेशीची गुणसूत्र संख्या कमी होऊ शकते (आकृती ८.१ड).

आकृती ८.१: (अ) विलोपन (ब) द्विवृद्धी (क) व्युत्क्रमण आणि (ड) स्थानांतरण

८.१.२ संख्यात्मक गुणसूत्रीय विसंगती

संख्यात्मक गुणसूत्रीय विसंगतीमुळे होणाऱ्या काही सामान्यपणे आढळणाऱ्या लक्षणसंहती/रोगांचे वर्णन पुढील भागात केले आहे. लक्षणसंहती हा शब्द सामान्यतः एकत्र नियमितपणे दिसणाऱ्या लक्षणांच्या समूहास किंवा संबंधित लक्षणांच्या संचाद्वारे दर्शविल्या जाणाऱ्या स्थितीस सूचित करतो. रोग म्हणजे अंतर्गत किंवा बाह्य घटकांना असामान्य शारीरिक प्रतिसाद, उदा., सूक्ष्मजीवांमुळे होणारा ताप.

१. डाउन्स सिंड्रोम

प्रादुर्भाव: अंदाजे ८०० जिवंत जन्मांपैकी १ मध्ये होतो.

गुणसूत्रीय आधार: डाउन सिंड्रोम ही एक आनुवंशिक स्थिती आहे जी गुणसूत्र २१ च्या अतिरिक्त उपस्थितीमुळे निर्माण होते. येथे, गुणसूत्र २१ तीन वेळा पुनरावृत्तीत होते (ट्रायसोमी २१), सामान्य व्यक्तीमध्ये दोनदा दिसण्याऐवजी. डाउन सिंड्रोमचा कॅरियोटाइप ४७, XX, +२१ (महिला) आणि ४७, XY, +२१ (पुरुष) असे दर्शविला जातो (आकृती ८.२अ).

आकृती ८.२: (अ) डाउन सिंड्रोमने ग्रस्त व्यक्तीचा कॅरियोग्राम (ब) क्लाइनफेल्टर सिंड्रोमने ग्रस्त व्यक्तीचा कॅरियोग्राम

ट्रायसोमिक स्थिती सहसा पेशी विभाजन प्रक्रियेतील त्रुटीमुळे होते ज्याला नॉन डिस्जंक्शन म्हणतात, म्हणजेच पेशी विभाजनाच्या वेळी गुणसूत्रांना वेगळे होण्यास असमर्थता.

कुटुंबात डाउन सिंड्रोमचे बाळ होण्याची शक्यता मातृ वयानुसार वाढते. अहवालानुसार, गर्भधारणेच्या वेळी ३५ वर्षांपेक्षा जास्त वयाच्या आईंपैकी $85 \%$ पेक्षा जास्त डाउन सिंड्रोमची बाळे जन्माला येतात.

क्लिनिकल लक्षणे: डाउन सिंड्रोमची काही वैशिष्ट्यपूर्ण लक्षणे आहेत: सपाट चेहरा, तिरपी डोळे, लहान तोंड, बाहेर येणारी जीभ, सपाट नाक, लहान मान, लहान हात आणि पाय, हाताच्या तळव्यावर एक खोल पट्टी, कमी बुद्ध्यांक, वाढ खुंटलेली, स्नायूंची कमकुवत ताणशक्ती, अपूर्ण विकसित गोनॅड्स. डाउन सिंड्रोमच्या बाळांमध्ये श्वास, हृदय किंवा ऐकण्याच्या समस्या देखील दिसतात.

आकृती ८.३: क्लाइनफेल्टर सिंड्रोम असलेली व्यक्ती

निदान आणि उपचार: डाउन सिंड्रोमचे निदान सहसा कॅरियोटाइपमध्ये अतिरिक्त गुणसूत्र २१ द्वारे केले जाते. डाउन सिंड्रोमसाठी एकच प्रमाणित उपचार प्रोटोकॉल नाही. या व्यक्तींद्वारे दर्शविल्या जाणाऱ्या विशिष्ट परिस्थितींवर उपचार तयार केले जातात. लहान वयात, डाउन सिंड्रोम असलेल्या मुलांना भाषा चिकित्सा, फिजिओथेरपी आणि पोषक पूरक घेण्याचा फायदा होऊ शकतो.

१९०० च्या सुरुवातीच्या दशकात, डाउन सिंड्रोम असलेल्या व्यक्ती सरासरी ९ वर्षांपर्यंत जगत असत. आता निदान आणि उपचार तंत्रज्ञानातील प्रगतीमुळे, आयुर्मान ६० पर्यंत आणि त्याहूनही जास्त वाढले आहे.

२. क्लाइनफेल्टर सिंड्रोम

प्रादुर्भाव: अंदाजे १००० नवजात पुरुषांपैकी १ मध्ये होतो.

गुणसूत्रीय आधार: जीनोटाइप: ४७, XXY. पुरुषांना प्रभावित करते. अतिरिक्त गुणसूत्र आनुवंशिकरित्या प्रसारित होत नाही (म्हणजे, क्लाइनफेल्टर नवजाताचा वडील क्लाइनफेल्टर असू शकत नाही) तर $\mathrm{X}$ गुणसूत्रास मायोसिस दरम्यान (बीजकोशिका निर्मितीच्या वेळी) जोडीपासून स्वतःला वेगळे करण्यास असमर्थतेमुळे निर्माण होते. XX अंडाशयाच्या बीजकोशिकेचे Y शुक्राणूशी फलन झाल्यास XXY युग्मज तयार होते.

क्लिनिकल लक्षणे: क्लाइनफेल्टर सिंड्रोम असलेली मुले त्यांच्या वयानुसार असामान्य उंच असतात, चेहऱ्यावर आणि शरीरावर केस कमी असतात, लहान वृषण, वाढलेले स्तन आणि खडबडीत आवाज असतो (आकृती ८.२ब आणि ८.३).

निदान आणि उपचार: क्लाइनफेल्टर सिंड्रोमचे निदान करण्याची सर्वात सामान्य पद्धत म्हणजे बुक्कल स्मीअरचा बार बॉडी चाचणी. सामान्यतः पुरुषाच्या बुक्कल स्मीअरमध्ये बार बॉडी दिसत नाही. तथापि, क्लाइनफेल्टरमध्ये एक बार बॉडी दिसते, जी अतिरिक्त $\mathrm{X}$ गुणसूत्राची उपस्थिती दर्शवते.

जन्माच्या वेळी, क्लाइनफेल्टर असलेली बाळे इतर सामान्य बाळांपेक्षा थोडी वेगळी असतात. तथापि, वय वाढल्याने फरक लक्षात येऊ लागतात, विशेषतः यौवनारंभाच्या वेळी.

क्लाइनफेल्टर सिंड्रोम असलेल्या लोकांना सहसा पुरुषी दिसण्यासाठी टेस्टोस्टेरॉनच्या मदतीने उपचार केले जातात. आक्रमकतेकडे नेणाऱ्या नैराश्यावर नियंत्रण ठेवण्यासाठी त्यांना मानसिक सल्लाही देण्याची गरज असते.

३. टर्नर सिंड्रोम

प्रादुर्भाव: २,५०० नवजात मुलींपैकी १ मध्ये होतो, गर्भपात आणि मृत जन्मांमध्ये वारंवार आढळतो.

गुणसूत्रीय आधार: महिलांना प्रभावित करते, ग्रस्त महिलांमध्ये $\mathrm{X}$ गुणसूत्र गहाळ असल्यामुळे निर्माण होते. याला मोनोसोमी $\mathrm{X}$ म्हणतात आणि कॅरियोटाइप $45, \mathrm{X}$ असे दर्शविला जातो. अंडाशयाच्या बीजकोशिकेच्या मायोसिस दरम्यान पेशी विभाजनातील त्रुटीमुळे $\mathrm{X}$ गुणसूत्र नसलेली बीजकोशिका आणि दोन $\mathrm{X}$ गुणसूत्र असलेली दुसरी बीजकोशिका तयार होते. $\mathrm{X}$ गुणसूत्र नसलेली बीजकोशिका एक $\mathrm{X}$ गुणसूत्र असलेल्या शुक्राणूशी संयुक्त होऊन $45, \mathrm{X}$ स्थिती निर्माण करते. टर्नर सिंड्रोम असलेल्या आईंना ही स्थिती त्यांच्या मुलींकडे जाऊ शकत नाही, म्हणजेच ही स्थिती वंशागत नाही.

क्लिनिकल लक्षणे: टर्नर सिंड्रोमचे निदान खालील वैशिष्ट्यांद्वारे केले जाते - लहान कद, जाळीदार मान (म्हणजे, मानेची त्वचा असामान्यपणे सैल असते आणि ती मानेपासून अनेक सेंटीमीटरपर्यंत ओढली जाऊ शकते), लहान स्तन, खाली ठेवलेले कान (म्हणजे, कान सामान्य स्थानापेक्षा खाली ठेवलेले असतात), सुजलेले हात आणि पाय. याशिवाय, अंडाशय अपूर्ण विकसित असतात आणि मासिक पाळी सहसा अनुपस्थित असतात (आकृती ८.४).

आकृती ८.४: टर्नर सिंड्रोम

निदान आणि उपचार: प्रसवपूर्व गुणसूत्रीय निदान सहसा एमनिओसेंटेसिस किंवा कोरिओनिक विलस सॅम्पलिंगद्वारे होते. यौवनारंभाच्या वेळी पहिली चाचणी म्हणजे बुक्कल स्मीअरची बार बॉडी चाचणी. बार बॉडीची अनुपस्थिती ही तपशीलवार तपासणी करण्यासाठी पहिला संकेतक असतो. इतर लक्षणसंहतीप्रमाणेच, याचा कायमचा उपचार नाही. तथापि, अँड्रोजन आणि एस्ट्रोजन हार्मोन्सच्या नियंत्रित प्रशासनाद्वारे वाढ आणि अंडाशयाची कार्ये मजबूत केली जाऊ शकतात.

बॉक्स १

लक्षणसंहती असलेले प्रसिद्ध लोक

१. इसाबेल स्प्रिंगमुह्ल ही डाउन सिंड्रोम असलेली एक प्रसिद्ध फॅशन डिझायनर आहे. हे करणे सोपे नव्हते कारण अनेक विद्यापीठांनी तिचा फॅशन डिझाइनचा अभ्यास करण्याचा अर्ज नाकारला. परंतु ती चिकाटीने राहिली आणि आता १९ वर्षीय अतिशय प्रतिभावान व्यक्तीने लंडन, रोम आणि मेक्सिकोमध्ये तिचे काम प्रदर्शित केले आहे.

२. असे सामान्यतः मानले जाते की प्रसिद्ध अमेरिकन राष्ट्राध्यक्ष, सहा फूट दोन इंच उंच, श्री. जॉर्ज वॉशिंग्टन यांना क्लाइनफेल्टर सिंड्रोम होता. त्यांना मुले नव्हती आणि नंतर त्यांनी दोन मुले दत्तक घेतली.

३. लॉरेन फॉस्टर, एक दक्षिण आफ्रिकन मॉडेल, पुरुष म्हणून जन्माला आली आणि तिला XXY क्लाइनफेल्टर स्थितीचे निदान झाले. तथापि, लॉरेनने स्वतःला स्त्री वैशिष्ट्यांशी ओळखणे निवडले आणि तिच्या किशोरवयात पूर्ण स्त्री फेनोटाइपमध्ये संक्रमण केले. लॉरेन एक यशस्वी मॉडेल बनली आणि व्होग मॅगझिनमध्ये तिचे फोटो प्रकाशित झाले. तिने मिस साउथ आफ्रिका स्पर्धेसाठीही उमेदवारी द्यायचे ठरवले होते परंतु तिला अपात्र ठरवण्यात आले.

४. हॉलिवूड टीव्ही, चित्रपट आणि रंगमंच अभिनेत्री लिंडा हंट यांना टर्नर सिंड्रोमचे निदान झाले. लिंडाने गायिका म्हणून कारकीर्द सुरू केली आणि पोपाय चित्रपटाच्या आवृत्तीद्वारे तिने हॉलिवूडमध्ये पदार्पण केले. लिंडाने १३ पुरस्कार जिंकले आहेत ज्यात २०१२ चा टीन चॉइस अवॉर्ड आणि १९८४ चा सर्वोत्कृष्ट सहाय्यक अभिनेत्रीसाठी ऑस्कर पुरस्कार समाविष्ट आहे.

५. डॉ. कॅथरिन वॉर्ड मेल्व्हर या अमेरिकेतील एक प्रसिद्ध वैद्यकीय आनुवंशिक डॉक्टर आहेत. ४ फूट ८ इंच उंच असलेल्या डॉ. मेल्व्हर यांना सात वर्षांच्या वयात टर्नर सिंड्रोमचे निदान झाले. डॉ. मेल्व्हर यांनी चीनमधून ४ वर्षांची टर्नर सिंड्रोम असलेली मुलगी झोई दत्तक घेतली.

८.२ एकजनुकीय विकार आणि वंशावळीय नकाशण (सिस्टिक फायब्रोसिस, सिकल सेल अॅनिमिया, हिमोफिलिया, रंगअंधत्व, ADA)

एकजनुकीय रोग एकाच जनुकातील त्रुटीमुळे होतो. सध्याच्या अंदाजानुसार, १०,००० पेक्षा जास्त मानवी रोग एकजनुकीय असल्याचा अंदाज आहे जे जगभरात लाखो व्यक्तींना प्रभावित करतात. रोगाचे स्वरूप, त्याची चिन्हे आणि लक्षणे हे सुधारित किंवा दोषयुक्त जनुकाद्वारे केलेल्या कार्यांवर अवलंबून असतात. हे रोग मेंडेलच्या नियमांनुसार वंशागत होतात. काही प्रकरणांमध्ये, उत्परिवर्तन स्वयंस्फूर्त असू शकते आणि जिथे आपल्याला मागील कुटुंब इतिहास मिळत नाही. एका जनुकात एकच उत्परिवर्तन होऊन सिकल सेल अॅनिमिया सारखा विशिष्ट रोग होऊ शकतो किंवा एकाच जनुकात एकापेक्षा जास्त प्रकारची उत्परिवर्तने होऊन समान रोग निर्माण होऊ शकतो जसे की सिस्टिक फायब्रोसिस (एका जनुकात २०० पेक्षा जास्त वेगवेगळ्या प्रकारची उत्परिवर्तने होऊ शकतात).

एकजनुकीय रोगांना वंशागतीच्या नमुन्यानुसार खालील श्रेणींमध्ये वर्गीकृत केले जाऊ शकते:

• ऑटोसोमल रिसेसिव्ह
• ऑटोसोमल डॉमिनंट
• X-लिंक्ड रिसेसिव्ह
• X-लिंक्ड डॉमिनंट

वंशागत आनुवंशिक रोगाचे निदान करण्यासाठी वंशावळीय विश्लेषणाची संकल्पना समजून घेणे आवश्यक आहे. वंशावळीय विश्लेषण म्हणजे कुटुंब वृक्ष म्हणून प्रदर्शित केलेल्या माहितीचे अर्थ लावण्याची प्रक्रिया. जर कुटुंबात एकापेक्षा जास्त व्यक्ती एखाद्या रोगाने ग्रस्त असतील तर वंशावळीय विश्लेषण केले जाऊ शकते. वंशावळीच्या विविध पैलूंना सूचित करण्यासाठी विशिष्ट चिन्हे वापरली जातात जी (आकृती ८.५) मध्ये दर्शविली आहेत.

ऑटोसोमल रिसेसिव्ह विकार

‘रिसेसिव्ह’ हा शब्द सूचित करतो की गुणधर्म आणि उत्परिवर्तित जनुकाच्या बाबतीत विकारासाठी जनुकांच्या २ प्रती आवश्यक असतात. २ प्रतींपैकी एक जनुक वडिलांकडून आणि एक आईकडून वारसाहून मिळते. जर एखाद्या व्यक्तीमध्ये एक दोषयुक्त रिसेसिव्ह आणि एक सामान्य रिसेसिव्ह जनुक असेल तर ती व्यक्ती वाहक असेल आणि रोग विकसित होणार नाही. सांख्यिकीय प्रक्षेपणाच्या आधारे अंदाज आहे की प्रत्येक मानव सुमारे ५ किंवा त्याहून अधिक दोषयुक्त रिसेसिव्ह जनुके वाहून नेतो जे आनुवंशिक रोग निर्माण करू शकतात. रिसेसिव्ह विकाराचे रोग फेनोटाइप हे रिसेसिव्ह एलीलच्या समयुग्मकतेमुळे असते आणि अप्रभावित फेनोटाइप हे संबंधित डॉमिनंट एलीलच्या कारणीभूत असते. हे सिकल सेल अॅनिमियाच्या उदाहरणाने स्पष्ट केले जाऊ शकते जो ऑटोसोमल रिसेसिव्ह रोग आहे. सिकल सेल रोग हा गुणसूत्र ११ वर आढळणाऱ्या हिमोग्लोबिन- $\beta$ जनुकातील उत्परिवर्तनामुळे होतो. यामुळे दोषयुक्त हिमोग्लोबिन $(\mathrm{Hb})$ तयार होते. ऑक्सिजन सोडल्यानंतर हे दोषयुक्त $\mathrm{Hb}$ रेणू एकत्र गोळा होऊन दांडेसारख्या रचनांची निर्मिती होते.

लाल रक्तपेशी कठीण होतात आणि सिकल आकार धारण करतात (आकृती ८.६).

आकृती ८.६: सिकल सेल रोगाच्या बाबतीत परिघीय रक्तात लाल रक्तपेशींचे सिकलिंग दिसते

सिकल सेल अॅनिमिया हा एका एलीलद्वारे निर्धारित केला जातो ज्याला आपण $\mathrm{s}$ म्हणून नाव देऊ शकतो आणि सामान्य स्थितीला $\mathrm{S}$ म्हणून नाव देऊ शकतो. रोगाने ग्रस्त व्यक्तीचा जीनोटाइप $\mathrm{s} / \mathrm{s}$ असेल आणि अप्रभावित व्यक्तींचा जीनोटाइप एकतर $\mathrm{S} / \mathrm{S}$ किंवा $\mathrm{S} / \mathrm{s}$ असेल. दोन्ही पालक वाहक (S/s) आहेत असे गृहीत धरून आपण रोगाची प्रक्षेपित वंशावळ खालीलप्रमाणे तयार करू शकतो (आकृती ८.७):

सिकल सेल अॅनिमिया विशेषतः अशा लोकांमध्ये सामान्य आहे ज्यांचे पूर्वज उप-सहारा आफ्रिका, दक्षिण अमेरिका, क्युबा, मध्य अमेरिका, सौदी अरेबिया, भारत आणि भूमध्य देशांतून आले आहेत. भारतात हे मध्य भारताच्या दख्खनच्या पठारावरील लोकांमध्ये सामान्य आहे आणि केरळ आणि तामिळनाडूच्या उत्तरेस लहान केंद्र आहे.

ऑटोसोमल रिसेसिव्ह रोगांची इतर उदाहरणे म्हणजे सिस्टिक फायब्रोसिस, टे सॅक्स रोग आणि फेनिलकेटोनुरिया. सिस्टिक फायब्रोसिस असलेली व्यक्ती असामान्यपणे जाड आणि चिकट श्लेष्मा तयार करते ज्यामुळे विविध अवयवांना, विशेषतः फुफ्फुसांना हानी पोहोचू शकते ज्यामुळे क्रोनिक संसर्ग होतात. टे-सॅक्स रोग हे हेक्सोसामिनिडेस A नावाच्या विकराच्या अनुपस्थितीमुळे होते ज्यामुळे चरबीयुक्त पदार्थ मज्ज