8.1 गुणसूत्रीय असामान्यताएं और संलक्षण

कुछ स्थितियों में जैसे, पर्यावरणीय विकिरण, भोजन के सेवन या आंतरिक आनुवंशिक स्थितियों के कारण, गुणसूत्र क्षतिग्रस्त हो सकते हैं या उनकी संख्या बदल सकती है। संरचना में परिवर्तन को संरचनात्मक गुणसूत्रीय असामान्यता (या विपथन) कहा जाता है और संख्या में परिवर्तन को संख्यात्मक गुणसूत्रीय असामान्यता कहा जाता है। जब जोड़े का एक गुणसूत्र अनुपस्थित होता है, तो उस स्थिति को उस गुणसूत्र के लिए एकगुणसूत्रता $(2 n-1)$ कहा जाता है, उदाहरण के लिए, गुणसूत्र 1 की एकगुणसूत्रता। जब एक गुणसूत्र की तीन प्रतियां मौजूद होती हैं, तो इस स्थिति को त्रिगुणसूत्रता $(2 n+1)$ कहा जाता है, उदाहरण के लिए, गुणसूत्र X की त्रिगुणसूत्रता। यह ध्यान देना महत्वपूर्ण है कि एकगुणसूत्रता और त्रिगुणसूत्रता दोनों अगुणिता की व्यापक श्रेणी के अंतर्गत आते हैं। हालांकि, जब गुणसूत्रों के पूरे सेट को गुणित किया जाता है (उदाहरण के लिए, 69: $23 \times 3,92: 23 \times 4$ ), तो इस स्थिति को बहुगुणसूत्रता कहा जाता है। पौधों के कृत्रिम प्रजनन के परिणामस्वरूप कई बहुगुणसूत्री किस्में प्राप्त हुई हैं जिनका उपयोग हम आमतौर पर अपने भोजन में करते हैं। उदाहरण के लिए, ब्रेड गेहूं में गुणसूत्रों के छह सेट होते हैं (षड्गुणसूत्री), गोभी या सरसों चतुर्गुणसूत्री होते हैं। इसी तरह, केला और सेब त्रिगुणसूत्री (गुणसूत्रों के 3 सेट) होते हैं, स्ट्रॉबेरी और गन्ना अष्टगुणसूत्री (गुणसूत्रों के 8 सेट) होते हैं। संरचनात्मक या संख्यात्मक परिवर्तन दोनों ही रोगों या संलक्षणों के रूप में फेनोटाइपिक स्थिति में महत्वपूर्ण परिवर्तन का कारण बन सकते हैं।

8.1.1 संरचनात्मक गुणसूत्रीय असामान्यताएं

संरचनात्मक गुणसूत्रीय असामान्यताएं निम्नलिखित प्रकार की हो सकती हैं:

1. विलोपन - विलोपन में, गुणसूत्र का एक खंड टूटकर अलग हो जाता है जिससे गुणसूत्र छोटा हो जाता है (चित्र 8.1a)। उदाहरण के लिए, रेटिनोब्लास्टोमा गुणसूत्र 13 के एक भाग के विलोपन के कारण होता है। कभी-कभी जब किसी गुणसूत्र के दोनों सिरे विलुप्त हो जाते हैं, तो वे पुनः जुड़कर एक वलय गुणसूत्र बना सकते हैं।

2. द्विगुणन- द्विगुणन तब होता है जब गुणसूत्र का एक खंड दोहराया जाता है जिसके परिणामस्वरूप एक लंबा गुणसूत्र बनता है (चित्र 8.1b)। यह स्थितियां पैदा कर सकता है, उदाहरण के लिए, चार्कोट-मैरी-टूथ रोग गुणसूत्र 17 पर जीनों के द्विगुणन के कारण होता है।

3. व्युत्क्रमण - व्युत्क्रमण में, गुणसूत्र का एक खंड टूटकर अलग हो जाता है, पूरी तरह से स्वयं उलट जाता है और गुणसूत्र के साथ पुनः जुड़ जाता है। यहां गुणसूत्र की कुल लंबाई समान रहती है लेकिन जीनों का अभिविन्यास 180 डिग्री से उलट जाता है (चित्र 8.1c)। उदाहरण के लिए, RCAD संलक्षण गुणसूत्र 17 के एक खंड के व्युत्क्रमण के कारण होता है।

4. स्थानांतरण - स्थानांतरण में, एक गुणसूत्र का एक खंड टूटकर अलग हो जाता है और स्वयं को दूसरे गुणसूत्र के साथ पुनः जोड़ लेता है। यदि दो गुणसूत्रों के बीच खंडों का पारस्परिक आदान-प्रदान होता है, तो इसे

चित्र 8.1: (a) विलोपन (b) द्विगुणन (c) व्युत्क्रमण और (d) स्थानांतरण

पारस्परिक स्थानांतरण कहा जाता है। उदाहरण: बर्किट का लिंफोमा, जहां गुणसूत्र 8 और 14 के बीच सामग्री का आदान-प्रदान होता है। यदि किसी गुणसूत्र का एक खंड टूटकर दूसरे गुणसूत्र से जुड़ जाता है, बिना पारस्परिक आदान-प्रदान के, तो इसे रॉबर्टसोनियन स्थानांतरण कहा जाता है। इसके परिणामस्वरूप कोशिका के गुणसूत्रों की संख्या में कमी हो सकती है (चित्र 8.1d)।

8.1.2 संख्यात्मक गुणसूत्रीय असामान्यताएं

संख्यात्मक गुणसूत्रीय विपथनों के कारण होने वाले कुछ सामान्यतः देखे जाने वाले संलक्षणों/रोगों का वर्णन निम्नलिखित खंड में किया गया है। संलक्षण शब्द आम तौर पर लक्षणों के एक समूह को संदर्भित करता है जो लगातार एक साथ होते हैं, या संबद्ध लक्षणों के एक समूह द्वारा विशेषता वाली एक स्थिति को। एक रोग आंतरिक या बाहरी कारकों के प्रति असामान्य शारीरिक प्रतिक्रिया को संदर्भित करता है, उदाहरण के लिए, सूक्ष्मजीवों के कारण होने वाला बुखार।

1. डाउन संलक्षण

घटनाशीलता: लगभग 800 जीवित जन्मों में से 1 में होता है।

गुणसूत्रीय आधार: डाउन संलक्षण एक आनुवंशिक स्थिति है जो गुणसूत्र 21 की एक अतिरिक्त प्रति की उपस्थिति के कारण उत्पन्न होती है। यहां, गुणसूत्र 21 तीन बार दोहराया जाता है (त्रिगुणसूत्रता 21), एक सामान्य व्यक्ति में दो बार दिखाई देने के बजाय। डाउन संलक्षण का कैरियोटाइप 47, XX, +21 (महिलाएं) और 47, XY, +21 (पुरुष) के रूप में दर्शाया जाता है (चित्र 8.2a)।

चित्र 8.2: (a) डाउन संलक्षण से प्रभावित व्यक्ति का कैरियोग्राम (b) क्लाइनफेल्टर संलक्षण से प्रभावित व्यक्ति का कैरियोग्राम

त्रिगुणसूत्री स्थिति आमतौर पर कोशिका विभाजन की प्रक्रिया में एक त्रुटि के कारण होती है जिसे अवियोजन कहा जाता है, अर्थात, कोशिका विभाजन के समय गुणसूत्रों के अलग होने में असमर्थता।

परिवार में डाउन संलक्षण वाले बच्चे के होने की संभावना मातृ आयु के साथ बढ़ती है। यह बताया गया है कि $85 \%$ से अधिक डाउन संलक्षण वाले बच्चे 35 वर्ष से अधिक आयु की माताओं में, गर्भावस्था के समय पैदा होते हैं।

नैदानिक लक्षण: डाउन संलक्षण की कुछ विशिष्ट विशेषताएं हैं: चपटा चेहरा, तिरछी आंखें, छोटा मुंह, बाहर निकली हुई जीभ, चपटी नाक, छोटी गर्दन, छोटी भुजाएं और टांगें, हथेली के पार एक गहरी सिलवट, कम बुद्धि, अवरुद्ध वृद्धि, मांसपेशीय अल्पतनावता, अविकसित जननांग। डाउन संलक्षण वाले बच्चों में सांस लेने, हृदय या सुनने की समस्याएं भी दिखाई देती हैं।

चित्र 8.3: क्लाइनफेल्टर संलक्षण वाला व्यक्ति

निदान और उपचार: डाउन संलक्षण का आमतौर पर कैरियोटाइप में एक अतिरिक्त गुणसूत्र 21 द्वारा निदान किया जाता है। डाउन संलक्षण के लिए कोई एकल मानक उपचार प्रोटोकॉल नहीं है। उपचार इन व्यक्तियों द्वारा प्रस्तुत विशिष्ट स्थितियों के समूह के अनुरूप तैयार किए जाते हैं। कम उम्र में, डाउन संलक्षण वाले बच्चों को वाक चिकित्सा, फिजियोथेरेपी और पोषण संबंधी पूरक लेने से लाभ हो सकता है।

1900 के दशक की शुरुआत में, औसतन, डाउन संलक्षण वाले लोग 9 साल की उम्र तक जीवित रहते थे। अब नैदानिक और उपचार प्रौद्योगिकियों में प्रगति के साथ, आयु प्रत्याशा बढ़कर 60 और यहां तक कि उससे अधिक हो गई है।

2. क्लाइनफेल्टर संलक्षण

घटनाशीलता: लगभग 1000 नवजात पुरुषों में से 1 में होता है।

गुणसूत्रीय आधार: जीनोटाइप: 47, XXY। पुरुषों को प्रभावित करता है। अतिरिक्त गुणसूत्र आनुवंशिक रूप से संचरित नहीं होता है (अर्थात, एक क्लाइनफेल्टर नवजात का क्लाइनफेल्टर पिता नहीं हो सकता) बल्कि यह अर्धसूत्रीविभाजन (युग्मक निर्माण के समय) के दौरान $\mathrm{X}$ गुणसूत्र के जोड़े से स्वयं को अलग करने में असमर्थता के कारण उत्पन्न होता है। एक XX अंडाणु के Y शुक्राणु द्वारा निषेचन से एक XXY युग्मनज उत्पन्न होता है।

नैदानिक लक्षण: क्लाइनफेल्टर संलक्षण वाले बच्चे अपनी उम्र के हिसाब से असामान्य रूप से लंबे होते हैं, उनके चेहरे और शरीर के बाल कम होते हैं, छोटे अंडकोष, बढ़े हुए स्तन और भारी आवाज होती है (चित्र 8.2b और 8.3)।

निदान और उपचार: क्लाइनफेल्टर संलक्षण का निदान करने के सबसे लगातार तरीकों में से एक गाल के स्मीयर का बार बॉडी परीक्षण है। सामान्यतः पुरुष गाल स्मीयर में कोई बार बॉडी दिखाई नहीं देती है। हालांकि, क्लाइनफेल्टर में एक बार बॉडी दिखाई देती है, जो एक अतिरिक्त $\mathrm{X}$ गुणसूत्र की उपस्थिति को इंगित करती है।

जन्म के समय, क्लाइनफेल्टर वाले शिशु अन्य सामान्य शिशुओं से थोड़ा भिन्न होते हैं। हालांकि, जैसे-जैसे उम्र बढ़ती है, अंतर ध्यान देने योग्य हो जाते हैं, विशेष रूप से यौवनारंभ के समय।

क्लाइनफेल्टर संलक्षण वाले लोगों का अक्सर टेस्टोस्टेरोन से पुरुष जैसा दिखने के लिए इलाज किया जाता है। उन्हें आक्रामकता की ओर ले जाने वाले अवसाद को नियंत्रित करने के लिए मनोवैज्ञानिक परामर्श की भी आवश्यकता होती है।

3. टर्नर संलक्षण

घटनाशीलता: 2,500 नवजात लड़कियों में से 1 में होता है, गर्भपात और मृत जन्म में अक्सर देखा जाता है।

गुणसूत्रीय आधार: महिलाओं को प्रभावित करता है, प्रभावित महिलाओं में लुप्त $\mathrm{X}$ गुणसूत्र के कारण उत्पन्न होता है। इसे एकगुणसूत्रता $\mathrm{X}$ कहा जाता है और कैरियोटाइप को इस प्रकार दर्शाया जाता है: $45, \mathrm{X}$। एक अंडाणु के अर्धसूत्रीविभाजन के दौरान एक कोशिका विभाजन त्रुटि के परिणामस्वरूप एक अंडाणु बिना $\mathrm{X}$ गुणसूत्र के और दूसरा दो $\mathrm{X}$ गुणसूत्रों के साथ बनता है। बिना $\mathrm{X}$ गुणसूत्र वाला अंडाणु एक $\mathrm{X}$ गुणसूत्र वाले शुक्राणु के साथ संलयित होकर $45, \mathrm{X}$ स्थिति उत्पन्न करता है। टर्नर संलक्षण वाली माताएं इस स्थिति को अपनी बेटियों तक नहीं पहुंचा सकती हैं अर्थात, यह स्थिति वंशानुगत नहीं है।

नैदानिक लक्षण: टर्नर संलक्षण का निदान निम्नलिखित विशेषताओं द्वारा किया जाता है - छोटा कद, झिल्लीदार गर्दन (अर्थात, गर्दन की त्वचा असामान्य रूप से ढीली होती है और इसे गर्दन से कई सेंटीमीटर तक खींचा जा सकता है), छोटे स्तन, नीचे

चित्र 8.4: टर्नर संलक्षण वाले निम्न स्थित कान (अर्थात, कान सामान्य स्थिति से नीचे स्थित होते हैं), सूजे हुए हाथ और पैर। इसके अलावा, अंडाशय अविकसित होते हैं और मासिक धर्म आमतौर पर अनुपस्थित होते हैं (चित्र 8.4)।

निदान और उपचार: प्रसवपूर्व गुणसूत्रीय निदान आमतौर पर एमनियोसेंटेसिस या कोरियोनिक विलस सैंपलिंग के माध्यम से होता है। यौवनारंभ में पहला परीक्षण गाल स्मीयर का बार बॉडी परीक्षण होता है। बार बॉडी की अनुपस्थिति इस स्थिति का विस्तृत जांच के साथ पालन करने के लिए पहला संकेतक है। अन्य संलक्षणों की तरह, कोई स्थायी इलाज नहीं है। हालांकि, वृद्धि और अंडाशय के कार्यों को हार्मोन एण्ड्रोजन और एस्ट्रोजन के नियंत्रित प्रशासन द्वारा मजबूत किया जा सकता है।

बॉक्स 1

संलक्षण वाले प्रसिद्ध लोग

1. इसाबेल स्प्रिंगमुहल डाउन संलक्षण वाली एक प्रसिद्ध फैशन डिजाइनर हैं। इस उपलब्धि को हासिल करना आसान नहीं था क्योंकि कई विश्वविद्यालयों ने फैशन डिजाइन का अध्ययन करने के लिए उनके आवेदन को अस्वीकार कर दिया था। लेकिन उन्होंने दृढ़ता बनाए रखी और अब 19 वर्षीय अत्यधिक प्रतिभाशाली व्यक्ति ने लंदन, रोम और मेक्सिको में अपने काम का प्रदर्शन किया है।

2. आमतौर पर यह माना जाता है कि प्रसिद्ध अमेरिकी राष्ट्रपति, छह फीट दो इंच लंबे, श्री जॉर्ज वाशिंगटन को क्लाइनफेल्टर संलक्षण था। उनकी कोई संतान नहीं थी और उन्होंने बाद में जीवन में दो को गोद लिया।

3. लॉरेन फोस्टर, एक दक्षिण अफ्रीकी मॉडल का जन्म पुरुष के रूप में हुआ था और उन्हें XXY क्लाइनफेल्टर स्थिति का निदान किया गया था। हालांकि, लॉरेन ने स्वयं को स्त्री विशेषताओं के साथ पहचानना चुना और अपनी किशोरावस्था में पूर्ण स्त्री फेनोटाइप में परिवर्तित हो गईं। लॉरेन एक सफल मॉडल बनीं और वोग मैगज़ीन में दिखाई दीं। वह मिस साउथ अफ्रीका प्रतियोगिता के लिए भी प्रतिस्पर्धा करना चाहती थीं लेकिन अयोग्य घोषित कर दी गईं।

4. हॉलीवुड टीवी, फिल्म और स्टेज अभिनेत्री लिंडा हंट को टर्नर संलक्षण का निदान किया गया था। लिंडा ने अपने करियर की शुरुआत एक गायिका के रूप में की और पोपाये फिल्म संस्करण के साथ हॉलीवुड में अपनी शुरुआत की। लिंडा ने 13 पुरस्कार जीते हैं जिनमें 2012 टीन च्वाइस अवार्ड और 1984 का सर्वश्रेष्ठ सहायक अभिनेत्री का ऑस्कर पुरस्कार शामिल है।

5. डॉ. कैथरीन वार्ड मेल्वर अमेरिका में एक प्रसिद्ध चिकित्सा आनुवंशिकी डॉक्टर हैं। 4 फीट और 8 इंच लंबी, डॉ. मेल्वर को सात साल की उम्र में टर्नर संलक्षण का निदान किया गया था। डॉ. मेल्वर ने चीन से एक 4 वर्षीय टर्नर संलक्षण वाली लड़की, ज़ोई को गोद लिया।

8.2 एकजीन विकार और वंशावली मानचित्रण (सिस्टिक फाइब्रोसिस, सिकल सेल एनीमिया, हीमोफिलिया, वर्णांधता, एडीए)

एकजीन रोग एक जीन में त्रुटि के कारण होता है। वर्तमान अनुमान के अनुसार 10,000 से अधिक मानव रोगों को एकजीन माना जाता है जो दुनिया भर में लाखों व्यक्तियों को प्रभावित करते हैं। रोग की प्रकृति, उसके लक्षण और संकेत संशोधित या दोषपूर्ण जीन द्वारा किए गए कार्यों पर निर्भर करते हैं। ये रोग मेंडल के नियमों के अनुसार वंशानुगत होते हैं। कुछ मामलों में, उत्परिवर्तन स्वतःस्फूर्त हो सकता है और जहां हमें पिछला पारिवारिक इतिहास नहीं मिलेगा। एक जीन में एकल उत्परिवर्तन हो सकता है जो सिकल सेल एनीमिया जैसे विशिष्ट रोग का कारण बनता है या एक जीन में कई प्रकार के उत्परिवर्तन हो सकते हैं और सिस्टिक फाइब्रोसिस (एक जीन में 200 से अधिक विभिन्न प्रकार के उत्परिवर्तन हो सकते हैं) जैसा ही रोग उत्पन्न करते हैं।

एकल-जीन या एकजीन रोगों को वंशानुकरण पैटर्न के अनुसार निम्नलिखित श्रेणियों में वर्गीकृत किया जा सकता है:

• अलिंगसूत्री अप्रभावी
• अलिंगसूत्री प्रभावी
• X-लिंक्ड अप्रभावी
• X-लिंक्ड प्रभावी

वंशानुगत आनुवंशिक रोग के निदान के लिए किसी को वंशावली विश्लेषण की अवधारणा को समझना होगा। वंशावली विश्लेषण एक परिवार के पेड़ के रूप में प्रदर्शित जानकारी की व्याख्या की प्रक्रिया है। यदि किसी परिवार में एक से अधिक व्यक्ति किसी रोग से प्रभावित हैं तो वंशावली विश्लेषण किया जा सकता है। वंशावली के विभिन्न पहलुओं को इंगित करने के लिए विशिष्ट प्रतीकों का उपयोग किया जाता है जैसा कि (चित्र 8.5) में दिखाया गया है।

अलिंगसूत्री अप्रभावी विकार

‘अप्रभावी’ शब्द इंगित करता है कि लक्षण और उत्परिवर्तित जीन के मामले में विकार के लिए जीन की 2 प्रतियों की आवश्यकता होती है। 2 प्रतियों में से एक जीन पिता से और एक माता से वंशानुगत होता है। यदि कोई व्यक्ति एक दोषपूर्ण अप्रभावी और एक सामान्य अप्रभावी जीन वहन करता है तो वह वाहक होगा और रोग विकसित नहीं करेगा। सांख्यिकीय प्रक्षेपण के आधार पर यह अनुमान लगाया जाता है कि प्रत्येक मनुष्य लगभग 5 या अधिक दोषपूर्ण अप्रभावी जीन वहन करता है जो एक आनुवंशिक रोग का कारण बन सकते हैं। एक अप्रभावी विकार का रोग फेनोटाइप एक अप्रभावी एलील की समयुग्मजता के कारण होता है और अप्रभावित फेनोटाइप संबंधित प्रभावी एलील के कारण होता है। इसे सिकल सेल एनीमिया के उदाहरण से समझाया जा सकता है जो एक अलिंगसूत्री अप्रभावी रोग है। सिकल सेल रोग हीमोग्लोबिन- $\beta$ जीन में उत्परिवर्तन के कारण होता है जो गुणसूत्र 11 पर पाया जाता है। इसके परिणामस्वरूप एक दोषपूर्ण हीमोग्लोबिन $(\mathrm{Hb})$ बनता है। ऑक्सीजन छोड़ने के बाद ये दोषपूर्ण $\mathrm{Hb}$ अणु एक साथ समूहित हो जाते हैं जिसके परिणामस्वरूप छड़ जैसी संरचनाएं बनती हैं।

लाल रक्त कोशिकाएं कठोर हो जाती हैं और सिकल आकार ग्रहण कर लेती हैं (चित्र 8.6)।

चित्र 8.6: परिधीय रक्त सिकल सेल रोग के मामले में लाल रक्त कोशिकाओं के सिकलिंग को दर्शाता है

सिकल सेल एनीमिया एक एलील द्वारा निर्धारित होता है जिसे हम $\mathrm{s}$ के रूप में निर्दिष्ट कर सकते हैं और सामान्य स्थिति को $\mathrm{S}$ द्वारा। रोग से प्रभावित व्यक्ति का जीनोटाइप $\mathrm{s} / \mathrm{s}$ होगा और अप्रभावित लोग या तो $\mathrm{S} / \mathrm{S}$ या $\mathrm{S} / \mathrm{s}$ होंगे। हम इस धारणा के साथ कि दोनों माता-पिता वाहक (S/s) हैं, रोग की एक प्रक्षेपित वंशावली इस प्रकार बना सकते हैं (चित्र 8.7):

सिकल सेल एनीमिया विशेष रूप से उन लोगों में आम है जिनके पूर्वज उप-सहारा अफ्रीका, दक्षिण अमेरिका, क्यूबा, मध्य अमेरिका, सऊदी अरब, भारत और भूमध्यसागरीय देशों से आए थे। भारत में यह मध्य भारत के दक्कन के पठार के लोगों के बीच आम है और केरल और तमिलनाडु के उत्तर में एक छोटा केंद्र है।

अलिंगसूत्री अप्रभावी रोगों के अन्य उदाहरणों में सिस्टिक फाइब्रोसिस, टे सैक्स रोग और फेनिलकीटोन्यूरिया शामिल हैं। सिस्टिक फाइब्रोसिस वाला व्यक्ति बलगम उत्पन्न करता है जो असामान्य रूप से गाढ़ा और चिपचिपा होता है जो विभिन्न अंगों विशेष रूप से फेफड़ों को नुकसान पहुंचा सकता है जिसके परिणामस्वरूप पुराने संक्रमण होते हैं। टे-सैक्स रोग हेक्सोसामिनिडेज ए नामक एंजाइम की अनुपस्थिति के कारण होता है जिसके परिणामस्वरूप तंत्रिका कोशिकाओं में वसायुक्त पदार्थ का संचय होता है विशेष रूप से मस्तिष्क को प्रभावित करता है। यह एक घातक रोग है जो बचपन में प्रकट होता है। यूरोपीय अश्केनाजी यहूदी मूल के व्यक्तियों में से 27 में से 1 व्यक्ति टे-सैक्स जीन वहन करता है। फेनिलकीटोन्यूरिया फेनिलएलनिन हाइड्रॉक्सिलेज जीन में उत्परिवर्तन के कारण होता है जिसके परिणामस्वरूप रक्त में फेनिलएलनिन की वृद्धि होती है।

चित्र 8.7: सिकल सेल एनीमिया रोग के वंशानुक्रम को दर्शाने वाला एक संकर

अलिंगसूत्री प्रभावी विकार

इस प्रकार के वंशानुक्रम में सामान्य एलील अप्रभावी होता है और असामान्य एलील प्रभावी होता है। एक दुर्लभ अलिंगसूत्री प्र