염색체 이상

3. 염색체 이상의 원인

염색체 이상은 대부분 난자나 정자가 생성되는 과정에서 우연히 발생하며, 이 경우 신체의 모든 세포에서 이상이 나타난다. 남성의 경우, 흡연,^[10][11] 벤젠,^[12] 살충제,^[13][14] 과불화 화합물^[15] 등에 노출되면 이수성 정자 발생 위험이 증가하는데,^[9] 이는 정자 내 DNA 손상 증가와 관련이 있다.

생식 세포 형성 중 체세포 분열과 감수 분열 과정에서 DNA 복구가 일어나지만,^[21] 정자 형성 후반부에는 DNA 손상 복구 능력이 감소한다. 수정 전 정자 발달 마지막 몇 주 동안 정자 DNA 손상이 축적되기 쉽고, 이는 난자의 모체 복구 과정에서 오류가 발생하면 염색체 구조 이상을 유발할 수 있다.^[22]

멜팔란과 같은 알킬화 항종양제는 감수 분열 가닥 간 DNA 손상을 유발하여 모체 복구 오류를 통해 염색체 이상을 일으킬 수 있다.^[22] 따라서 수정 전후 DNA 복구는 배아의 게놈 완전성 유지에 중요하다.

사람은 22쌍의 상염색체와 1쌍의 성염색체를 가지는데, 염색체 수나 형태 변화는 염색체 이상을 유발한다. 다운 증후군은 21번 염색체가 3개(정상보다 1개 많음)이거나,^[27] 21번 염색체가 다른 염색체에 붙어(전좌) 3개 분량이 되는 경우 발생한다.^[28]

4. 염색체 이상과 관련된 질환

염색체 이상과 관련된 질환은 크게 상염색체 이상, 성염색체 이상, 기타 염색체 이상으로 나눌 수 있다.

상염색체 트리소미는 해당 염색체가 관여하는 물질 생성량을 1.5배 증가시켜 다양한 문제를 일으킨다. 13번, 18번, 21번 염색체를 제외한 상염색체의 완전한 트리소미는 드문데, 이는 해당 염색체들이 트리소미를 유발하기 쉬워서가 아니라 유산된 태아의 염색체 검사 결과 16번 염색체 트리소미가 가장 많았기 때문이다.^[40][41] 다른 상염색체는 더 중요한 유전 정보를 많이 담고 있어 트리소미 발생 시 치명적인 변화를 일으켜 조기 유산으로 이어진다. 21번, 18번, 13번 염색체 순으로 유전자 수가 적어^[42] 트리소미가 발생해도 생존에 미치는 영향이 비교적 작아 출생까지 이어질 가능성이 있지만, 이 경우에도 유산이나 사산으로 이어지는 경우가 많다. 특히 가장 가벼운 21 트리소미(다운 증후군)조차 80%가 유산된다.^[44]

성염색체는 남녀 간에 원래 수가 다르고, 정상 여성의 경우 X 염색체 하나가 불활성화되기 때문에 트리소미나 테트라소미가 발생해도 과잉 염색체가 불활성화되어 상염색체 트리소미에 비해 증상이 가볍고 평생 발견되지 않기도 한다. 그러나 불임이나 생식기 기형을 유발할 수 있다.^[50]

백혈병을 비롯한 여러 혈액 질환에서 발견되는 염색체 이상은 후천적으로 발생하며 유전되지 않는다. 이러한 염색체 이상은 암세포(비정상 혈액 세포)에서만 나타나며, 환자의 생식 세포나 정상 혈액 세포, 다른 조직의 체세포에서는 발견되지 않는다.

4. 1. 상염색체 이상

• 수적 이상: 이수성이라고도 하며, 단염색체성(염색체 한 쌍 중 하나가 부족)이나 삼염색체성(염색체 한 쌍이 2개 이상) 등이 있다. 다운 증후군(21번 염색체 트리소미), 에드워드 증후군(18번 염색체 트리소미), 파타우 증후군(13번 염색체 트리소미) 등이 대표적인 예시이다.
• 구조적 이상: 염색체의 일부가 소실되는 결실, 일부가 중복되는 중복, 일부가 뒤집히는 역위, 다른 염색체로 전이되는 전좌 등이 있다. 고양이 울음 증후군(5p 모노소미), 볼프-히르쉬호른 증후군(4p 모노소미), 22q11.2 결실 증후군 등이 대표적인 예시이다.

4. 1. 1. 수적 이상

• 상염색체의 완전한 모노소미는 세포 수준에서도 생존이 어렵기 때문에, 상염색체 모노소미만은 임신 자각도 없이 유산된다.^[48]
• 동일 염색체가 하나도 없는 것을 널리소미라고 부르는데, 이 또한 모두 착상 전에 사망한다.
• 상염색체의 테트라소미는 대부분 유산(혹은 착상 전 사망)으로 끝나고, 출생 사례는 18 테트라소미 등 아주 소수만 보고되고 있다.

4. 1. 2. 구조적 이상

• 결실: 염색체의 일부가 소실되거나 삭제된 경우이다. 인간에게 알려진 질환으로는 울프-허쉬호른 증후군(염색체 4의 단완 부분 결실)과 제이콥슨 증후군(말단 11q 결실 질환)이 있다.
• 중복: 염색체의 일부가 중복되어 여분의 유전 물질이 생성되는 경우이다. 인간에게 알려진 질환으로는 샤르코-마리-투스병 1A형(염색체 17에서 말초 미엘린 단백질 22(PMP22)을 암호화하는 유전자의 중복)이 있다.
• 역위: 염색체의 일부가 떨어져 나가 뒤집혀서 다시 부착되어 유전 물질이 역전된 경우이다.
• 삽입: 한 염색체의 일부가 정상 위치에서 삭제되어 다른 염색체에 삽입된 경우이다.
• 전좌: 한 염색체의 일부가 다른 염색체로 전이된 경우이다. 전좌에는 두 가지 주요 유형이 있다.
• * 상호 전좌: 두 개의 서로 다른 염색체에서 세그먼트가 교환된 경우이다.
• * 로버트슨 전좌: 전체 염색체가 동원체에서 다른 염색체에 부착된 경우로, 인간의 경우 염색체 13, 14, 15, 21, 22에서만 발생한다.
• 환상 염색체: 염색체의 일부가 떨어져 나가 원이나 고리를 형성한 경우이다. 이는 유전 물질의 손실 유무에 관계없이 발생한다.
• 이염색체: 동원체를 포함하는 염색체 세그먼트의 거울상 복제본에 의해 형성된다.

4. 2. 성염색체 이상

4. 2. 1. 수적 이상

4. 3. 기타 염색체 이상

5. 염색체 이상의 진단

얻고자 하는 정보에 따라 다양한 기술과 표본이 필요하다.

• 태아의 산전 진단을 위해서는 가능한 염색체 이상을 감지하기 위해 양수 천자, 융모막 융모 생검 또는 순환하는 태아 세포를 채취하여 분석한다.
• 배아의 착상 전 유전자 진단을 위해서는 배반포 생검을 수행한다.
• 림프종 또는 백혈병 검사를 위해서는 골수 생검 기술을 사용한다.

6. 염색체 이상을 가진 동물

염색체 이상은 사람뿐만 아니라 동물에게서도 나타난다.

아래 목록에서는 출생 후 개체에서 확인된 단순한 수적 이상(주로 트리소미)만을 다루며, 어떤 염색체의 일부분에 관한 것이나, 염색체의 결합, 모자이크, 기타 복잡한 것은 다루지 않는다.^[62][63]

참조

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_[60] 문서 同書p.143の写真2ではターナー症候群について「卵巣と子宮の発育不全・侏儒症・二次性徴欠如などが起こりときには写真のような翼状頸や外反肘などの奇形を伴う」とある。
_[61] 문서 同書p.143の写真3説明ではトリプルXについて「体型は普通の女性と変わらず、二次性徴も見られる、一般的に知的障害をともなう。」とある。
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