Chromosomen

De chromosomen zijn de dragers van de erfelijke eigenschappen. Ze bepalen of we groot of klein worden, wat onze haarkleur is en de kleur van onze ogen, hoe de vorm is van ons gezicht, hoe makkelijk of moeilijk we kunnen leren en veel meer. De chromosomen zijn aanwezig in elke kern van iedere cel in ons lichaam. In de huidcellen, in de bloedcellen, in de spiercellen, in de hersenen enzovoort. In een cel van onze pink bijvoorbeeld zit net zo goed de informatie over onze haarkleur als in de bloedcellen en in de haarcellen. Ook wanneer er iets fout is met een chromosoom, dan is dat zo in elke cel van ons lichaam.

In elke lichaamscel zijn in totaal 46 chromosomen, die men kan ordenen in 23 paren.

Een meisje heeft, naast de 22 paren ‘gewone’ chromosomen, twee X chromosomen. Een jongen heeft behalve 22 paren ‘gewone’ chromosomen een X en een Y chromosoom.

Bij de vorming van zaadcellen en eicellen verdelen de chromosomen zich. In iedere zaadcel en in iedere eicel zit van ieder paar chromosomen slechts één exemplaar. Bij de bevruchting ontstaat daardoor een bevruchte eicel (zygoot) met opnieuw 23 paren (van elk paar komt de ene helft van de vader en de andere helft van de moeder).

Meisjes hebben altijd één X van hun vader en één X van hun moeder. Jongens krijgen het Y chromosoom van de vader en het X chromosoom van de moeder. Van de andere paren chromosomen is er eveneens een van de vader en een van de moeder afkomstig.

Een bevruchte eicel deelt zich in twee cellen. Ieder van die twee cellen deelt zich weer in twee, de vier zo ontstane cellen delen zich tot acht en zo verder. De cellen blijven zich delen en vermeerderen en later gaan ze zich specialiseren. Zo ontstaan embryo, moederkoek en vrucht­zak en ontwikkelt zich het kind. Bij elke celdeling maken de chromosomen een kopie van zichzelf, zodat uiteindelijk in alle cellen van het lichaam dezelfde chromosomen zijn.

Wanneer men in het laboratorium de chromosomen bekijkt door een microscoop is te zien dat ze verschillen in grootte. Met speciale technieken zijn de afzonderlijke chromosomen in beeld te brengen. Het langste chromosoom geeft men het nummer 1 en zo door tot nummer 22 voor het kortste chromosoom. Van elk nummer zijn er twee exemplaren. Daarnaast zijn er twee geslachtschro­mosomen; deze geeft men een letter. Met de X geeft men het vrouwelijke geslachtschromo­soom aan en met de Y het mannelijke geslachtschromosoom.

Ideogram

De chromosomen vertonen een insnoering (het centromeer). Aan weerszijden hiervan ziet men een korte ‘p’ arm (p is afgeleid van het franse ‘petit’) en een lange ‘q’ arm (q is de letter na de p in het alfabet). Door een speciale kleuring zijn bandjes op de chromosomen te zien. Interna­tionaal zijn er afspraken gemaakt over de nummering van deze bandjes. Daardoor is de medi­sche schrijfwijze van chromosoomafwijkingen over de hele wereld hetzelfde. De schematische weergave van een chromosoom met de verschillende bandjes noemt men het ideogram.

De figuur geeft het ‘ideogram’ van chromosoom 10.

• Chromosomen bevinden zich in alle cellen van het lichaam.

• Chromosomen bestaan uit een korte (p) en lange (q) arm.

• Na kleuring laten chromosomen een streepjespatroon zien.

• Normaal bevinden zich in elke cel 46 chromosomen.

• De chromosomen zijn verdeeld in 23 paren.

• Van elk paar komt steeds één chromosoom van moeder en één chromosoom van vader.

De chromosomen bevatten alle erfelijke informatie. Men schat dat er op de chromosomen ongeveer 30.000 genen (erfelijke codes) liggen. Terwijl chromosomen goed bestudeerd kunnen worden door een microscoop, kunnen de genen op deze manier niet gezien worden. Door een microscoop is dus niet te zien of iemand blauwe of bruine ogen heeft, terwijl dit toch ergens op de chromosomen gecodeerd ligt.

Al onze erfelijke of genetische informatie is in elke lichaamscel aanwezig. Een ingewikkeld en verfijnd regelmechanisme zorgt ervoor dat in iedere cel alleen die informatie wordt gebruikt die nodig is voor het functioneren van die cel op dát moment en op die bepaalde plek in ons lichaam. Voor de vorm van de pink is het bijvoorbeeld niet belangrijk dat we rood of bruin haar hebben en voor de werking van de nieren maakt de kleur van onze ogen niet uit.

Bekijkt men de chromosomen via een sterk vergrotende elektronenmicroscoop, dan is te zien dat het DNA, waaruit de chromosomen bestaan, heel sterk ingerold en gevouwen is. Het zijn in feite meterslange strengen. De vier chemische bouwstenen van het DNA worden voorgesteld door letters (A, C, G en T). De volgorde van die letters is onze erfelijke code. Men schat dat de 46 chromosomen uit ongeveer zes miljard van deze letters bestaan. Drie van deze ‘letters’ bij elkaar noemt men een triplet, bijvoorbeeld ACC, CGA of CCT enzovoort. Een serie van deze tripletten bevat de code (=het gen) voor de aanmaak van (een stukje van) een eiwit. Deze eiwitten zijn verantwoordelijk voor vrijwel alle processen in het lichaam.

(Foto: Quint)

Verandering in aantal of in vorm

Chromosomenonderzoek begint met het afnemen van lichaamsmateriaal dat cellen bevat. Meestal gebruikt men hiervoor witte bloedcellen en soms huidcellen. De afgeno­men cellen worden overgebracht in een flesje met kweekmedium met voedingsstoffen voor de cellen. Bij een temperatuur van 37*C laat men de cellen delen. Daarna worden verschillende stoffen aan de cellen toegevoegd om de chromosomen goed zichtbaar te krijgen. De cellen worden op microscoopglaasjes gebracht en na kleuring kunnen de chromosomen onder de microscoop bekeken worden.

afwijkingen in het aantal

Wanneer er van een van de chromosomen drie exemplaren zijn in plaats van twee, dan noemt men dit een trisomie. Het meest voorkomend is een trisomie van chromosoom 21 of een trisomie van de geslachtschromosomen (bijvoorbeeld XXX, XXY of XYY). Ook een trisomie van chromosoom 13 of 18 kan voorkomen, maar dit is veel zeldzamer. Is er een trisomie van een van de andere chromosomen, dan leidt dit meestal tot een spontane miskraam.

Is er van een van de chromosomen slechts één exemplaar aanwezig in plaats van twee, dan heet dit monosomie. Een monosomie in alle cellen van het lichaam is meestal niet levensvat­baar, met uitzondering van een monosomie voor het X chromosoom (Turner syndroom).

Is er slechts in een deel van de cellen een afwijkend aantal chromosomen aanwezig dan noemt men dit een mozaïek patroon. Het kan bij een mozaïek patroon gaan om een chromosoom te veel (bijvoorbeeld mozaïek trisomie 13) of om een chromosoom te weinig (bijvoorbeeld mozaï­ek Turner).

Een mozaïek patroon kan op twee manieren ontstaan. Het kan gebeuren dat er bij de bevruch­ting een trisomie is en dat deze bij een van de verdere delingen verdwijnt. Het kan ook zijn dat er bij de bevruchting geen afwijkend aantal chromosomen is, maar dat in een van de delingen na de bevruchting een cel met een chromosoom te veel of te weinig ontstaat.

In beide situaties is het resultaat dat er cellijnen zijn met een normaal aantal chromosomen, naast cellijnen met een afwijkend aantal chromosomen. De verhouding tussen normale en afwijkende cellen is afhankelijk van het moment in de zwangerschap dat dit gebeurt.

Bij een mozaïek trisomie 13 bijvoorbeeld is ‘slechts’ in een deel van de cellen een extra chromo­soom 13 aanwezig. De hoeveelheid afwijkende cellen en de verdeling van deze afwijkende cellen in het lichaam bepalen hoeveel ‘last’ een kind hiervan heeft. Lang niet alle kenmerken van een volledige trisomie hoeven bij een kind met mozaïek trisomie aanwezig te zijn.

afwijkingen in de vorm

De gevolgen

De gevolgen van een verandering in het aantal of de vorm van de chromosomen kunnen erg uiteen lopen. Vrijwel altijd zijn er beperkingen in de ontwikkeling van het kind. Deze kunnen variëren van milde problemen bij het leren tot niet leren lopen of praten. Ook kan een chromosoomverandering leiden tot aangeboren afwijkingen van bijvoor­beeld hart, nieren, ogen, oren of hersenen. Vaak gaat een chromosoomverandering gepaard met een aantal lichamelijke kenmerken; een bepaalde vorm van het gezicht, een afwijkende stand van de ogen, een kenmerkende vorm van de oren, van de neus of van de mond, afwijkingen aan de handen of de voeten enzovoort.

De aard en de ernst van de problemen bij een chromosoomverandering hangen onder andere af van het antwoord op de volgende vragen:

• Hoeveel erfelijk materiaal is er te veel of te weinig?

• Welk stuk chromosoom is er te veel of te weinig aanwezig?

• Bij een mozaïek: in hoeveel cellen en in welke cellen komt het afwijkend chromosoom patroon voor?

• Hoe is de functie van de erfelijke eigenschappen op de andere chromosomen?

Kinderen met Down syndroom bijvoorbeeld hebben allemaal dezelfde chromosoomafwijking (trisomie 21). Toch zijn deze kinderen individueel heel verschillend. Het Down syndroom komt relatief vaak voor. Per jaar worden in Nederland bijna 200 kinderen met Down syndroom geboren. Daardoor is redelijk goed bekend wat de sterke en zwakke kanten zijn in de ontwikkeling van een kind met trisomie 21. Bovendien is er een goed beeld van de lichamelijke consequenties. Al leert men ook hier natuurlijk voortdu­rend bij.

Voor de meeste andere chromosoomaandoeningen ligt dat een stuk moeilijker. Er kan dan hooguit op basis van gegevens uit de internationale (vooral medische) literatuur een voorzichtige voorspelling gedaan worden. Hoe meer er bekend is over de ‘normale ontwikke­ling’ van kinderen met een bepaalde chromosoomaandoening, des te beter kunnen ouders worden ingelicht. Helaas is dit soort onderzoek nog erg schaars. Daardoor zijn de beschikbare gege­vens beperkt is het des te belangrijker om de ontwikkeling van het kind actief te volgen.