Misschien ken je in je omgeving iemand met het Down-syndroom. Ongeveer 1 op de 900 pasgeborenen heeft deze aandoening. Wat het meest opvalt aan deze kinderen is hun uiterlijk (figuur 1). Zij hebben enkele mongoloïde trekken, zoals huidplooien aan de binnenkant van hun wijd uiteen staande ogen en een brede basis van de neus. Vanwege deze uiterlijke kenmerken worden deze kinderen in de volksmond ook wel mongooltjes genoemd maar een wenselijker benaming is het Down-syndroom of trisomie 21.
Al in 1886 werd het Down-syndroom beschreven door Langdon Down. In die tijd werd dit ziektebeeld door hem beschreven als een combinatie van de hierboven genoemde mongoloïde trekken en een verstandelijke handicap. Door deze verstandelijke handicap is het voor mensen met Down-syndroom haast onmogelijk zelfstandig in onze samenleving te functioneren. Pas in 1959 werd door Lejeune de oorzaak van dit syndroom aangetoond. Het bleek een chromosomale afwijking te zijn.
Om beter te kunnen begrijpen wat de oorzaak van Down-syndroom is zal nu worden ingegaan op de wetenschap van de chromosomen of cytogenetica. Verder zal worden ingegaan op enkele verwante syndromen, die berusten op dezelfde afwijking als het Down-syndroom. Hiermee wordt geprobeerd een zo volledig mogelijk beeld te geven van de bestudering van het aantal chromosomen in de cel (de cytogenetica) en de mogelijke afwijkingen die er zijn.
De cytogenetica houdt zich bezig met het onderzoek van chromosomen. Hiervoor worden chromosomen door de microscoop bekeken. Op deze manier kan bijvoorbeeld een verandering in het aantal chromosomen worden vastgesteld. Zulk onderzoek is van belang ondere andere voor mensen met Down-syndroom. Door een aantal van hun cellen te bestuderen kan worden vastgesteld dat zij één chromosoom meer hebben als gewone mensen.
Om met succes cytogenetisch onderzoek uit te voeren op cellen moet aan een aantal eisen worden voldaan. Ten eerste moeten de cellen die worden onderzocht in deling zijn. Vóór de celdeling zijn chromosomen niet te zien in de microscoop. Zij bevinden zich als lange, dunne draden in de kern van een cel. Pas aan het begin van de celdeling of mitose zijn chromosomen zichtbaar in de microscoop. Voorafgaande aan de deling rollen chromosomen zich op tot kleine pakketjes zodat er bij het verdelen van de chromosomen over de dochtercellen zo weinig mogelijk kans bestaat op beschadigingen. De tweede voorwaarde is dat de chromosomen goed gespreid zijn. Op deze manier zijn ze individueel te herkennen en kunnen ze elk afzonderlijk geteld worden
Een normale menselijke cel bevat 46 chromosomen. Dit aantal van 46 chromosomen wordt ook wel diploïd genoemd aanzien alle chromosomen in tweevoud aanwezig zijn. Een uitzondering hierop zijn de geslachtschromosomen, waarvan in elke cel twee aanwezig zijn. Bij vrouwen zijn dit wel twee kopieën van hetzelfde chromosoom, namelijk het X-chromosoom. Bij mannen daarentegen zijn twee verschillende geslachtschromosomen aanwezig, namelijk het X- en het Y-chromosoom. De rest van de chromosomen worden autosomen genoemd. Deze autosomen hebben allen een nummer gekregen (van nummer 1 tot en met 22) en zijn allen in tweevoud aanwezig in de cel.
Het aantal chromosomen van de cel van een individu kan worden afgebeeld in een karyogram. Om een karyogram te maken moeten eerst de chromosomen van een cel worden bekeken door de microscoop. Vervolgen wordt van dit microscopische beeld een foto genomen. Alle afzonderlijke chromosomen worden dan uit de foto geknipt en op volgorde (van 1 tot en met 22) op een vel geplakt. (figuur 2). Op de foto kan elk chromosoom afzonderlijk worden herkend op basis van een aantal kenmerken. Ten eerste is dit de lengte van het chromosoom. Ten tweede is dit de ligging van het centromeer. De centromeer is een chromosomaal gebied dat de twee zusterchromatiden bij elkaar houdt en daarnaast de aanhechtingsplaats voor de spoeldraden is. Door deze spoeldraden worden in de deling de twee zusterchromatiden elk naar een andere dochtercel getrokken. De centromeer ligt meestal niet compleet centraal op het chromosoom. Hierdoor wordt het chromosoom opgedeeld in twee delen: een korte arm ofwel p genoemd en een lange arm ofwel q genoemd. De derde manier om onderscheid tussen de verschillende chromosomen te kunnen maken is het bandenpatroon van chromosomen.
Op het karyogram is duidelijk te zien dat chromosomen bestaan uit donkere en lichte banden. Voor elk chromosoom zijn deze banden anders. Het bandenpatroon van een chromosoom is als het ware een vingerafdruk van het chromosoom. Aan de hand van dit bandenpatroon kan een chromosoom herkend worden en op het karyogram in de goede volgorde worden geplaatst.
Het normale of euploïde aantal chromosomen bij de mens (46) onstaat door het samengaan van eicel en spermacel, die elk 23 chromosomen bevatten. Elke afwijking van dit aantal van 46, hetzij door toevoeging of verlies van een of meer chromosomen, wordt aneuploïdie of numerieke chromosoomafwijking genoemd. Aneuploïdie of afwijking van het aantal chromosomen kan in drie verschillende vormen voorkomen welke hieronder zullen worden beschreven (figuur 3).
Ten eerste kunnen numerieke chromosoomafwijkingen voorkomen die polyploïdie worden genoemd. Dit betekent dat er meer dan twee sets chromosomen aanwezig zijn in de cel. Bij triploïdie (3*23=69 chromosomen) is de oorzaak meestal een dubbele bevruchting, d.w.z. twee spermacellen bevruchten één eicel. Tetraploïdie (4*23=92 chromosomen) onstaat door het uitblijving van celdeling na kerndeling. Dus hoewel het genetisch materiaal zich in zo'n cel heeft verdubbeld, worden de chromosomen niet verdeeld over twee dochtercellen maar blijven bij elkaar in de oorspronkelijke moedercel. Polyploïdie wordt veelal gevonden bij planten en heeft daar zelfs toepassingen in de landbouw. Polyploïdie kan namelijk resulteren in grotere organismen en dit kan dus leiden tot een grotere opbrengst in de landbouw. Polyploïdie komt ook wel bij dieren voor, echter ze zijn wel zeldzaam. Bij de mens is polyploïdie niet levensvatbaar. Een enkele keer wordt er nog wel eens een baby met een triploïd aantal chromosomen geboren. Een dergelijk kind overlijdt meestal binnen enkele dagen aan de vele ernstige afwijkingen die het vertoont. Triploïdie en tetraploïdie wordt relatief veel bij miskramen waargenomen. Het betekent dus dat een foetus met afwijkingen door het lichaam van de moeder wordt afgestoten.
De tweede vorm van numerieke chromosoomafwijkingen zijn de cellen met meer of minder dan 46 chromosomen. Een afwijkend aantal chromosomen kan ontstaan doordat in de eicel of spermacel een chromosoom teveel of te weinig aanwezig was. Zo'n afwijking in het aantal chromosomen van de geslachtscellen ontstaat door een proces dat heet non-disjunctie. Bij non-disjunctie komt is er een foutje in de meiose (deling van de geslachtscellen) opgetreden. Door dit foutje verdelen de chromosomen zich niet goed over de dochtercellen. Hierdoor ontstaat een dochtercel met een chromosoom teveel en een dochtercel met een chromosoom te weinig. Als deze afwijkende dochtercellen worden bevrucht, ontstaat er een nieuwe cel met een numerieke chromosoomafwijking. Deze afwijking van het aantal chromosomen of aneuploïdie kan zowel optreden voor autosomen als voor geslachtschromosomen. Een bevruchte eicel met een boventallig autosoom heeft drie exemplaren van een bepaald chromosoom (trisomie) in plaats van het normale duo (disomie). Verlies van een autosoom leidt tot monosomie (slechts een exemplaar) van het betrokken chromosoom. Monosomieën van de autosomen zijn niet verenigbaar met het ontstaan van de zwangerschap. Een monosomie van het X-chromosoom daarentegen is wel levensvatbaar. De trisomieën vormen de meest frequente groep chromosomale afwijkingen, zowel bij miskramen als bij normale geboorte. Ook zijn trisomieën zowel mogelijk voor de autosomen als voor de geslachtschromosomen. Voorbeelden van levensvatbare afwijkingen van de geslachtschromosomen en autosomen zullen verderop gegeven worden.
De derde en laatste vorm van numerieke chromosoomafwijkingen wordt mozaïcisme genoemd. In het lichaam van een patiënt is een mozaïek van cellen aanwezig, waarbij het ene deel een normaal aantal chromosomen heeft en het andere deel een afwijkend aantal chromosomen. Soms blijven de cellen met een numerieke chromosoomafwijking zelfs beperkt tot één orgaan. In het algemeen is het zo dat hoe minder cellen een afwijkend aantal chromosomen hebben, hoe minder afwijkingen een patiënt vertoont.
Samengevat kan er worden gezegd dat de meeste numerieke chromosoom afwijkingen bij de mens niet levensvatbaar zijn. Voorbeelden hiervan zijn alle polyploïden waar een meer dan twee sets chromosomen aanwezig zijn. Er zijn een aantal afwijkingen die wel levensvatbaar zijn. Bij deze individuen onstaat door het afwijkend aantal chromosomen een genetische onbalans die vrijwel altijd gepaard gaat met ernstige lichaamlijk en geestelijke afwijkingen. In het algemeen kan gesteld worden dat een teveel aan chromosoom materiaal relatief minder ernstig is dan een tekort. Dit blijkt uit het feit dat meer trisomieën (een chromosoom teveel) levensvatbaar zijn dan monosomieën (een chromosoom tekort). Verder is gebleken dat hoe kleiner het chromosoom dat in een afwijkend aantal aanwezig is, hoe groter de kans dat deze afwijking levensvatbaar is. Er zullen nu enkele voorbeelden gegeven worden van numerieke chromosoomafwijkingen. Deze afwijkingen kunnen worden opgesplitst in afwijkingen van het aantal autosomen en afwijkingen van het aantal geslachtschromosomen.
Zoals eerder beschreven zijn monosomieën van autosomen (een chromosoom tekort) niet met het leven verenigbaar. Van de trisomieën (een chromosoom teveel) zijn alleen triplo 21, 18, 13 levensvatbaar. Hierbij moet aangetekend worden dat in alle gevallen verreweg de meeste afwijkende karyotypen al vóór de geboorte eindigen in een miskraam. Dit gebeurt meestal zeer vroeg in de zwangerschap. Trisomieën ( een chromosoom teveel) voor een van de andere autosomen zijn niet verenigbaar met het leven.
De bekendste vorm van een numeriek chromosoom afwijking is het in de inleiding beschreven Down-syndroom. Dit syndroom onstaat doordat in (een deel van) de cellen van de patiënt trisomie 21, d.w.z. drie exemplaren van chromosoom 21, aanwezig is (figuur 4). Naast een verstandelijke handicap en mongoloïde trekken zijn een kort postuur, een brede diep gegroefde tong en korte, brede handen enkele bekende kenmerken van het Down-syndroom. Verder zijn de patiënten vaak onvruchtbaar en hebben sommigen last van een aangeboren hartafwijking. De levensverwachting van patiënten met Down-sydroom is gehalveerd, maar door toenemende behandelingsmogelijkheden kunnen steeds meer patiënten een hoge leeftijd bereiken.
De twee andere levensvatbare numerieke autosoomafwijkingen zijn het Edwards-syndroom (trisomie 18) en het Patausyndroom (trisomie 13). Beide komen in een veel lagere frequentie voor als het Down-syndroom (respectievelijk 1 op de 7000 pasgeborenen en 1 op de 16.000 pasgeborenen). De afwijkingen die gepaard gaan met deze syndromen zijn veel ernstiger dan die gepaard gaan met het Down-syndroom, zowel op mentaal als fysiek gebied. De meest opvallende kenmerken van het Edwards-syndroom zijn kleine, laagstaande oren en een afwijkende vuist, waarbij de pink zich over de vierde vinger en de wijsvinger zich over de middenvinger bevindt. Kinderen met Patausyndroom (figuur 5) kunnen herkend worden aan een gespleten lip en de zogenaamde 'rockerbottom feet', d.w.z. misvormingen van de voeten. Voor beide syndromen is de levensverwachting van de patiënten zeer laag, ongeveer een à twee maanden. Voor alledrie de syndromen is bekend dat het voorkomen gecorreleerd is met de leeftijd van de moeder. Dit effect is het best bestudeert voor het Down-syndroom en het blijkt dat na haar 35ste leefjaar een vrouw een sterk verhoogde kans heeft op het krijgen van een kind met het Down-syndroom (figuur 6).
|
Maternal Age |
Trisomy 21 |
Trisomy 18 |
Trisomy 13 |
|---|---|---|---|
|
15 - 19 |
1:1600 |
1:17000 |
1:33000 |
|
20 - 24 |
1:1400 |
1:14000 |
1:25000 |
|
25 - 29 |
1:1100 |
1:11000 |
1:20000 |
|
30 - 34 |
1:700 |
1:7100 |
1:14000 |
|
35 - 39 |
1:240 |
1:2400 |
1:4800 |
|
40 - 44 |
1:70 |
1:700 |
1:1600 |
|
45 - 49 |
1:2 |
1:650 |
1:1500 |
Numerieke afwijkingen van de geslachtschromosomen geven net als numerieke autosomale chromosoomafwijkingen ook aanleiding tot het ontstaan van een syndromen bij de patiënten. Er zijn echter enkele verschillen tussen numerieke afwijkingen van de geslachtschromosomen en de autosomen. Ten eerste is bij de afwijkingen van de geslachtschromosomen ook een monosomie (een chromosoom tekort) verenigbaar met het leven is, namelijk monosomie van het X-chromosoom, terwijl dit voor autosomen niet mogelijk is. Ten tweede zijn de gevolgen van numerieke afwijkingen van de geslachtschromosomen voor de patiënten veel kleiner. Openbaart een afwijking van het aantal autosomen zich meestal direct bij de geboorte, afwijkingen van het aantal geslachtschromosomen komen meestal later pas naar voren. Dit komt omdat deze afwijkingen meer invloed hebben op de geslachtelijke ontwikkeling en een geringer effect op de lichamelijk ontwikkeling. Meestal openbaren deze afwijkingen zich tijdens de puberteit, wanneer de secundaire geslachtskenmerken zich ontwikkelen.
De numerieke afwijkingen van de geslachtschromosomen zijn bijna altijd het gevolg van non-disjunctie. Non-disjunctie bij de moeder kan alleen maar leiden tot een afwijkend aantal X-chromosomen. Door non-disjunctie bij de vader daarentegen kan zowel het aantal X- als Y-chromosomen afwijkend zijn (figuur 7).
De enige levensvatbare monosomie (een chromosoom tekort), die van het X-chromosoom, ligt ten grondslag aan het Turner-syndroom (figuur 8). Meestal wordt dit syndroom tijdens de kinderjaren niet herkend hoewel er wel enkele uiterlijke kenmerken zijn, zoals een kort postuur en een brede nek. De diagnose wordt meestal pas gesteld wanneer de secundaire geslachtskenmerken uitblijven. Daardoor zijn deze vrouwen altijd onvruchtbaar.
Er zijn vele mogelijkheden voor trisomiën (een chromosoom teveel) van de geslachtschromosomen.
Ten eerste komt trisomie van het X-chromosoom voor (drie keer het X-chromosoom aanwezig). In de regel hebben deze vrouwen geen afwijkingen en wordt het afwijkend aantal chromosomen meestal niet ontdekt. Overigens zijn ook patiënten bekend met vier of zelfs vijf kopieën van het X-chromosoom. Deze patienten vertonen wel ernstige aangeboren afwijkingen.
Ten tweede bestaan er mensen met XXY (twee X-chromosomen en één Y-chromosoom). Dit heet het Klinefelter-syndroom en komt voor bij ongeveer 1 op de 1000 pasgeboren jongens. Kenmerken van dit syndroom zijn slecht ontwikkelde mannelijke, secundaire geslachtskenmerken, een kleine testes. Daarnaast hebben enkele van deze jongens borsten en onvruchtbaar.
Het derde afwijking van het aantal geslachtschromosomen is XYY (één X-chromosoom en twee Y-chromosomen). Dit komt ongeveer even vaak voor als het Klinefelter-syndroom en lijkt te leiden tot een significant grotere lichaamslengte. Er zijn pogingen gedaan om deze afwijking van het aantal geslachtschromosomen te koppelen aan agressief en crimineel gedrag. Alhoewel er nog steeds heftig wordt gedebatteerd over dit punt, is het nu duidelijk dat het hebben van XYY in geen geval zulk gedrag garandeert. Toch hebben sommige advocaten geprobeerd om de twee Y-chromosomen en het X-chromsoom van hun gedaagde aan te voeren als verzachtende omstandigheid in een proces.
Tot dusver is er eigenlijk nog weinig bekend over de oorzaak van het ontstaan van numerieke chromosoomafwijkingen. Er is aangetoond dat de leeftijd van de moeder de frequentie van non-disjunctie tijdens de meiose beïnvloedt. Het mechanisme hiervan is nog niet opgehelderd. Verder komt in een aantal families een verhoogd aantal numerieke afwijkingen voor. Men vermoedt dan ook dat er bepaalde genen zijn die het voorkomen van meiotische non-disjunctie bevorderen.
In ieder geval is bekend dat het aantal chromosomale foetussen dat geboren wordt met numerieke chromosoomafwijkingen slechts het topje van de ijsberg is. Gedurende de tijd tussen de geboorte en de bevruchting vindt er een voortdurende selectie plaats. Hierdoor worden de meeste afwijkingen eruit geselecteerd door middel van spontane abortus (tabel 1).
Chromosomale afwijkingen kunnen zowel voor de geboorte (prenataal onderzoek) als na de geboorte (postnataal onderzoek) plaatsvinden. Prenataal onderzoek biedt de mogelijkheid numerieke chromosoomafwijkingen voor de geboorte in een vroeg stadium vast te stellen. Na overweging van de (eventuele) effecten van deze afwijkingen op het kind en de zwaarte die de ouders hieraan geven, kuunen de ouders de zwangerschap doorzetten of beëidigen. Postnataal chromosomaal onderzoek kan zekerheid bieden bij de diagnose van een kind met ernstige aangeboren afwijkingen dat vrij snel na de geboorte is komen te overlijden. Daarnaast kan het bij volwassenen verklaringen geven voor eventuele vruchtbaarheidsstoornissen.
|
resterend percentage |
chromosoom 1 |
chromosoom 16 |
chromosoom 21 |
|
bij bevruchting |
100 |
100 |
100 |
|
bij innesteling |
0 |
100 |
80 |
|
na 10 weken |
0 |
100 |
50 |
|
na 16 weken |
0 |
0 |
40 |
|
bij geboorte |
0 |
0 |
20 |
|
conclusie |
verlies voor implantatie |
verlies op kritisch moment |
voortdurend verlies |
Over de in deze les genoemde syndromen is een hoop informatie te vinden op het internet. Door zoekmachines in te schakelen kun je misschien zelf nog meer over deze syndromen opzoeken. Enkele suggesties voor goede adressen zijn:
Down-syndroom:
http://www.downsyndroom.org/index.html
Edwards-syndroom en Patausyndroom:
http://www-medlib.med.utah.edu/WebPath/TUTORIAL/PRENATAL/PRENATAL.html
Klinefelter syndroom:
http://humgen.med.ruu.nl/vsop/lidorg/klinef.htm
XYY mannen:
http://humgen.med.ruu.nl/vsop/xyy.htm
Turner syndroom:
1 a) Wat is een karyogram?
b) Aan welke voorwaarden moet worden voldaan om een karyogram te kunnen maken?
c) Hoe worden de individuele chromosomen herkend?
2 a) Noem een ander woord voor numerieke chromosoomafwijkingen.
b) Welke verschillende soorten numerieke chromosoomafwijkingen bestaan er? Gebruik de
letter n (= haploïd aantal chromosomen) om de hoeveelheid chromosomen in de cellen
aan te geven.
c) Welke twee algemene regels kunnen er worden geformuleerd ten aanzien van de
levensvatbaarheid van numerieke chromosoom afwijkingen?
3 a) Welke numerieke autosomale afwijkingen zijn levensvatbaar?
b) Maak een tabel van deze afwijkingen waarin beschreven staat:
- de naam van het syndroom
- de afwijking aan de chromosomen
- frequentie van voorkomen
- kenmerken van dit syndroom
- levensverwachting van patiënten
- herhalingskans
4) Het verschil in niveau tussen verschillende patiënten met Down-syndroom kan zeer
uiteenlopen. Zo is er een paar jaar terug een meisje in het zuiden van het land met Down-
syndroom geslaagd voor een opleiding tot peuterleidster. Geef een mogelijke
(cytogenetische) verklaring voor het optreden van deze verschillen.
5 Het is gebleken dat de kans op non-disjunctie correleert met de leeftijd van de moeder.
Hierdoor neemt de kans op een kind met een numerieke chromosomale afwijking toe
wanneer een moeder ouder is bij de bevruchting.
a) Geef een mogelijke verklaring voor het feit dat er geen correlatie gevonden wordt tussen het optreden van non-disjunctie en de leeftijd van de vader?
b) Welke maatregelen zijn er in Nederland genomen naar aanleiding van deze correlatie?
6 a) Noem de verschillen tussen de afwijkingen van de geslachtschromosomen en van de
autosomen?
b) Beschrijf de levensvatbare numerieke afwijkingen van de geslachtschromosomen op een
vergelijkbare wijze als voor de numerieke afwijkingen van de autosomen (vraag 3b).
Gebruik eventueel een medische enceclopedie.
c) Teken de mogelijkheden voor non-disjunctie bij de vrouw analoog aan figuur 5.
d) Hoe heten de afwijkingen in het aantal chromosomen die ontstaan bij bevruchting van deze eicellen?
e) Welke afwijkingen in het aantal chromosomen ontstaan er wanneer een van de spermacellen uit figuur 5 een eicel bevrucht? Noem de namen.
Onlangs is er discussie ontstaan in de media over het feit dat een kind met Down-syndroom is geopereerd aan zijn tong. Patiënten met Down-syndroom hebben dikwijls een brede en diep gegroefde tong. Probeer door krantenknipsels over dit een onderwerp te verzamelen achter de argumenten te komen waardoor tot deze operatie besloten is. Probeer ook enkele tegen argumenten te verzamelen.
De bovenstaande tekst is bedoeld voor twee lesuren in de bovenbouw van HAVO/VWO. Het doel van deze tekst is om de leerlingen kennis te laten maken met de achtergronden van het Down-syndroom. Hiervoor wordt de kennis van de cytogenetica verder uitgediept. Door de leerlingen kennis te laten maken met de afwijkingen die in het aantal chromosomen kunnen optreden is geprobeerd hun kennis op dit gebied te verbreden. Door middel van deze tekst kunnen zij het inzicht opdoen dat naast het Down-syndroom ook nog andere afwijkingen bestaan waar op biologisch niveau dezelfde afwijking aan ten grondslag ligt.
Ik heb geprobeerd om de kennis zoveel mogelijk te laten aansluiten bij reeds bekende stof. Sommige begrippen, zoals mitose, meiose en chromosomen, heb ik echter als bekend verondersteld. De stof die ik in deze les heb behandeld zijn deels gebaseerd op de hoofdstukken uit de volgende boeken:
- Geraedts, J.P.M. en Cassiman, J.J. (1998). Cytogenetica. In: Pronk, J.C., Beemer, F.A., Geraedts, J.P.M., Leschot, N.J., en Niermeijer, M.F. (red.) Medische genetica. Maarssen: Elsevier/Bunge. 168-214.
- Griffiths, A.J.F. (1996). Chromosome mutation II: changes in number. In: Griffiths, A.J.F., Miller, J.H., Suzuki, D.T., Lewontin, R.C., Gelbart, W.M. (red.) An introduction to genetic analysis. New York: WH Freeman and Company. 249-274.
Naar aanleiding van de tekst heb ik een aantal vragen samengesteld. Die zijn deels om de in de tekst opgedane kennis te toetsen en deels om het inzicht van de leerlingen te testen. Daarnaast heb ik ook een vraag opgenomen die de meningsvorming van de leerling vereist. Als er te weinig tijd is om de leerlingen zelf op zoek te laten gaan naar krantenknipsels, is het misschien een aanrader om als docent een paar krantenknipsels aan te dragen.
Mochten er nog vragen zijn naar aanleiding van de behandelde stof of de vragen met hun conceptantwoorden, dan kunt u mij telefonisch bereiken op het volgende nummer:
(020) 663 06 71.
Merel Lingbeek
1 a) karyogram = de uit een fotografische vergroting van het miscropisch beeld van een cel in
deling verkregen en in een bepaalde volgorde gerangschikte chromosomen.
b) - de cellen moeten in deling zijn omdat de chromosomen dan zichtbaar zijn omdat ze
opgerold zijn tot kleine pakketjes.
- de chromosomen moeten goed gespreid zijn zodat ze individueel te herkennen zijn.
c) aan hun grootte, de ligging van het centromeer en aan het banderingspatroon.
2 a) aneuploïdie
b) polyploïdie: triploïdie (3n), tetraploïdie (4n)
aneuploïdie: monosomie (2n-1), trisomie (2n+1)
mozaïcisme: afwijkend aantal chromosomen in een deel van de cellen van een individu.
c) - een teveel aan chromosoom materiaal is relatief minder erg dan een tekort
- hoe kleiner het chromosoom dat in een afwijkend aantal aanwezig is, hoe groter de kans
dat deze afwijking levensvatbaar is.
3 a) trisomie 13, 18 en 21.
b)
|
Patausyndroom |
Edwards-syndroom |
Down-syndroom |
|
trisomie 13 |
trisomie 18 |
trisomie 21 |
|
1/16.000 |
1/7000 |
1/900 |
|
ernstig gehandicapt gespleten lip rockerbottom feet |
ernstig gehandicapt kleine, laagstaande oren afwijkende vuist |
mongoloïde trekken mentale retardatie |
|
1 à 2 maanden |
1 à 2 maanden |
de helft van de levensverwachtingen onder gezonde mensen |
|
voorkomen gecorreleerd met leeftijd van de moeder |
voorkomen gecorreleerd met leeftijd van de moeder |
voorkomen gecorreleerd met leeftijd van de moeder |
4) Een mogelijke verklaring is het verschijnsel mozaïcisme. Doordat bij deze vorm van
aneuploïdie niet alle cellen van het individu zijn aangedaan, kunnen de symptomen die
gepaard gaan met bijvoorbeeld Down-syndroom milder zijn.
5 a) De spermacellen van een man worden telkens opnieuw aangemaakt. De eicellen van een
vrouw daarentegen zijn aanwezig vanaf haar geboorte. Wellicht is het ouder worden van
deze eicellen een mogelijke verklaring voor het verhoogd optreden van non-disjunctie.
b) Vanaf het 35ste levenjaar van een vrouw wordt prenataal diagnostiek bij zwangerschap
aangeraden.
6 a) - een monosomie van het X-chromosoom is wel levensvatbaar maar van de autosomen
niet.
- numerieke afwijkingen van de autosomen hebben vrij ernstige gevolgen op fysiek en
mentaal niveau, terwijl die van de geslachtschromosomen minder ingrijpend zijn en met
name invloed hebben op de ontwikkeling van de secundaire geslachtskenmerken.
b) Niet alle antwoorden op deze vraag zijn te vinden in de tekst. Wellicht kunnen leerlingen
een medische encyclopedie gebruiken om de missende gegevens te vinden
|
Turner-syndroom |
geen naam |
Klinefelter-syndroom |
geen naam |
|
monosomie X |
trisomie X |
XXY |
XYY |
|
1/10.000 |
onbekend |
1/1000 |
1/1000 |
|
kort postuur brede nek onvruchtbaar |
normaal fenotype |
kleine testes ontwikkeling borsten onvruchtbaarheid |
grotere lichaamslengte |
|
normaal |
normaal |
normaal |
normaal |
|
voorkomen gecorreleerd met leeftijd van de moeder |
voorkomen gecorreleerd met leeftijd van de moeder |
voorkomen gecorreleerd met leeftijd van de moeder |
niet bekend |
c) Gelijk aan figuur 5 maar dan op de plaats waar Y staat X invullen.
d) XXX = trisomie X
XXY = Klinefelter-syndroom
XO = Turner-syndroom
e) XXY = Klinefelter-syndroom
XXX = trisomie X
XO = Turner-syndroom
XYY = geen naam
Een artikel over deze discussie is verschenen in het NRC van zaterdag 19 juni 1999 (blz. 35) onder de titel "Een beetje normaal/ Plastische chirurgie voor kinderen met het syndroom van Down".
Voorbeelden van argumenten zijn:
- De dikke tong van Down-patiënten bemoeilijkt het praten. Hierdoor zijn zij niet alleen voor de buitenwereld moeilijk verstaanbaar, maar kost het praten hen zelf ook veel moeite. Kan je dit praten nu wat vergemakkelijken door een operatie aan de tong dan werkt dit in het voordeel van de patiënt.
- Patiënten met Down-syndroom hebben hun eigen identiteit. Door cosmetische operaties uit te voeren tast je deze identiteit aan.
Twee weken geleden heb je de tekst "Syndromen veroorzaakt door een afwijkend aantal chromosomen" gelezen. Hier volgen nog enkele vragen naar aanleiding van deze tekst.
1. a. Hoe heet de wetenschap die het aantal chromosomen bestudeert?
b. Leg uit hoe een verandering in het aantal chromosomen van een individuele cel kan worden vastgesteld.
2. Welke drie vormen van numerieke chromosoomafwijkingen ken je? Geef tekeningen om je antwoord te verhelderen
3. Noem minstens 4 syndromen veroorzaakt door een afwijkend aantal chromosomen en noem van elk van deze syndromen de volgende dingen:
a. Naam van het syndroom
b. De chromosomale afwijking
c. Eén kenmerk van het syndroom
4. a. Noem een oorzaak van het ontstaan van numerieke chromosoomafwijkingen.
b. Waarmee neemt de kans op het krijgen van Down-syndroom kinderen toe? Leg uit.