Mozaicizam (genetika)

thumb|280px| Mozaicizam cvijeta tulipana: jedna bočna strana je crvena, a druga žute
**Mozaicizam** ili **genetički mozaicizam** je stanje u multićelijskih organizama u kojem jedan organizam posjeduje više od jedne genetičke linije kao posljedicu mutacije. To znači da su različite genetičke linije rezultirale iz jednog oplođenog jajašca. Genetički mozaici se često mogu zamijeniti sa himerizmima, u kojima dva ili više genotipova nastaju u jednoj jedinji slično mozaicizmu. U himerizmu, međutim, dva genotipa nastaju spajanjem više od jednog oplođenog zigot, u ranim fazama razvoja embriona, a ne mutacijom ili gubitkom hromoSoma.

GenetIčki mozaicizam može proizaći iz mnogih različitih mehanizama, uključujući hromosomsko nerazdvajanje, zaostajanje anafaze i endoreplikaciju. Najčešći način nastajajanja mozaicizama je anafazno zaostajanje je u predimplantacijskom embrionu. Somatski mozaicizam uglavnom nije nasljedan, jer općenito ne utuče na spolne ćelije. Uzrok je obično mutacija koja se dogodila u ranoj matičnoj ćeliji koja je stvorila sve ili dio spolnih ćelija.

### Somatski mozaicizam 
Somatski mozaicizam se javlja kada somatske ćelije  imaju više od jednog genotipa. U češćim mozaicima, različiti genotipovi proizlaze iz jedne oplođene jajne ćelije, uslijed mitotskih grešaka u prvom ili kasnijem cijepanju.

Somatska mutacija koja dovodi do mozaicizma prevladava u početnoj i završnoj fazi ljudskog života. Somatski mozaici su uobičajeni u embriogenezi zbog retrotranspozicija dugojedarnog mozaičnog elementa-1 (LINE-1 ili L1) i Alu transpozona.< U ranom razvoju, DNK iz nediferenciranih tipova ćelija može biti osjetljiviji na invaziju mobilnih elemenata zbog dugih, nemetiliranih regija u genomu. Gomilanje grešaka u kopiranju DNK i oštećenja tokom života dovode do pojava većih mozaičnih tkiva kod ljudi koji stare. Kako se dugovječnost dramatično povećala tokom prošlog stoljeća, ljudski genom možda nije imao vremena da se prilagodi kumulativnim efektima mutageneze. Dakle, istraživanje kancera pokazao je da su somatske mutacije sve prisutnije tokom života i odgovorne su za većinu leukemija, limfoma i solidnih tumora.

#### Trisomije, monosomije i srodna stanja 
Najčešći oblik mozaicizma pronađen prenatalnom dijagnozom uključuje trisomije. Iako je većina oblika trisomije posljedica problema u mejozi i zahvata sve ćelije organizma, neki slučajevi javljaju se kada se trisomija javlja samo u odabranim ćelijama. To može biti uzrokovano događajem nedisjukcije u ranoj mitozi, što rezultira gubitkom hromosoma iz nekih trisomijskih ćelija. Općenito, ovo dovodi do blažeg fenotipa nego kod nemozaičnih pacijenata s istim poremećajem.

U rijetkim slučajevima, interseksna stanja mogu biti uzrokovana mozaicizmom, gdje neke ćelije u tijelu imaju XX, a druge XY hromoome (46, XX/XY). Kod voćne mušice *Drosophila melanogaster*, gdje je ona koja posjeduje dva X hromosoma ženka, a koja ima jedan X hromosom je sterilni mužjak, gubitak X hromozoma u ranom embrionskom razvoju može rezultirati seksualnim mozaicima, ili ginandromorfijom. Isto tako, gubitak Y hromosoma može rezultirati XY/X mozaikom mužjaka.

Primjer za to je jedan od blažih oblika Klinefelterovog sindroma, nazvan 46, XY/47, XXY mozaik, u kojem neke ćelije pacijenta sadrže XY hromosome, a neke XXY. Oznaka 46/47 ukazuje na to da XY ćelije imaju normalan ukupni broj od 46 hromosoma, a XXY ćelije imaju ukupno 47 hromosoma.

Također monosomije mogu se predstaviti sa nekim oblikom mozaicizma. Jedina nesmrtonosna puna monosomija koja se dogodi kod ljudi je ona koja uzrokuje Turnerov sindrom. Oko 30% slučajeva Turnerovog sindroma pokazuje mozaicizam, dok se potpuna monosomija (45, X) javlja u oko 50–60% slučajeva.

Mozaicizam ne mora nužno biti štetan. Revertantni somatski mozaicizam je rijedak događaj rekombinacije sa spontanom korekcijom mutantnog patogenog alela. U revertantnom mozaicizmu, zdravo tkivo nastalo mitotskom rekombinacijom, može nadmašiti izvorne mutantne ćelije u tkivima kao što su krv i epiteli koji se često regeneriraju. Kod poremećaja kože ihtioza s konfetama, normalne kožne mrlje pojavljuju se rano u životu, a vremenom se povećavaju broj i veličina.

I drugi endogeni faktori mogu dovesti do mozaicizma, uključujući mobilne elemente, djelovanja DNK-polimeraza i neuravnotežena hromozomska segregacija. Egzogeni faktori uključuju nikotin i UV-zračenje. Somatski mozaici su stvoreni u * Drosophila* pomoću rendgenskih zraka, a  liječenje i upotreba zračenja za indukciju somatskih mutacija bila je korisna tehnika u genetičkim proučavanjima.

Pravi mozaicizam ne treba zamijeniti sa fenomenom X-inaktivacijom, gdje sve ćelije u organizmu imaju isti genotip, ali različita kopija X hromosoma dolazi do izražaja u različitim ćelijama. Ovo posljednje je slučaj kod normalnih (XX) ženskih sisara, iako to nije uvijek vidljivo iz fenotipa (kao kod kalico mačaka. Međutim, svi višećelijski organizmi su do neke mjere vjerovatno somatski mozaici.

#### Gonosomni mozaicizam 
Gonosomski mozaicizam je TIP somatskog mozaicizma koji se javlja vrlo rano u razvoju organizama i stoga je prisutan i u klicnim linijama i u somatskim ćelijama. Somatski mozaicizam uglavnom nije nasljedan jer obično ne utIče na spolne ćelije. U slučaju gonosomskog mozaicizma, organizmi imaju potencijal da prođu genetčku izmjenu, uključujući potencijalno potomstvo, jer je promijenjeni alel prisutan i u somatskim i u klicnim ćelijama.

#### Mozaicizam moždanih ćelija 
Čest tip neuronskog genomskog mozaicizma je varijacija broja kopija. Za moguće izvore takvih varijacija predloženo je da su posljedicsa netačnih popravki oštećenja DNK i somatskih rekombinacija.

#### Mitotska rekombinacija 
Jedan od osnovnih mehanizama koji mogu stvoriti mozaično tkivo je mitotska rekombinacija ili  somatskoukrštanje. Prvi ga je otkrio Curt Stern u *Drosophila*, 1936. Količina mozaičnog tkiva ovisi o tome gdje se tokom ćelijske diobe odvija razmjena. Fenotipski pblik zvana "blizanci" u *Drosophila* posljedica je mitotske rekombinacije. Međutim, to također ovisi o alelnom statusu gena koji prolaze kroz rekombinaciju. Dvostrukaoboienos se javlja samo ako su heterozigotni geni povezani u odbojnosti, tj. U trans fazi. Do rekombinacije treba doći između centromera susjednog gena. To daje izgled žutih mrlja na divljem tipu pozadine u * Drosophila *. Drugi primjer mitotske rekombinacije je Bloomov sindrom, koji se događa zbog mutacije gena *blm*. Dobijeni protein BLM je neispravan. Defekt u RecQ, helikazi, olakšava neispravno udvajanje DNK tokom replikacije, što  je povezano sa pojavom ove bolesti.

## Upotreba u eksperimentalnoj biologiji 
Genetički mozaici su posebno moćno sredstvo kada se koriste u uobičajeno proučavani voćnoj mušicj, gdje posebno odabrani sojevi često gube X  Y hromosom u jednom od prvih dijeljenja embrionskih ćelija. Ovi mozaici se zatim mogu koristiti za razne analize, poput ponašanja pri udvaranja i ženske seksualne privlačnosti.

U novije vrijeme, upotreba transgena ugrađenog u genom *Drosophila* učinila je sistem daleko fleksibilnijim. flip rekombinaza (ili *FLP*) je gen iz uobičajeno proučavanog kvasca * Saccharomyces cerevisiae*, koji prepoznaje lokacije "flip ciljane rekombinaze" (FRT), koji su kratke sekvence DNK i izaziva rekombinaciju između njih. FRT mjesta su umetnuti transgeni u blizini centromere svakog hromosomskog kraka *D. melanogaster*. Gen *FLP* se tada može inducirati selektivno, obično koristeći promotor toplotnog šoka ili sistem GAL4/UAS. Nastali klonovi mogu se identificirati ili negativno ili pozitivno.

U negativno označenim klonovima mušica je transheterozigot za gen koji kodira vidljivi marker (obično zeleni fluorescentni protein) i alel gena koji se proučava (oba na hromosomima koji nose FRT mjesta) . Nakon indukcije ekspresije *FLP*, ćelije koje prolaze kroz rekombinaciju imat će homozigotno potomstvo, bilo za marker ili za alel koji se proučava. Zato se sćelije koje ne nose marker (koje su tamne) mogu identificirati kao nositeljice mutacije.

Korištenje negativno označenih klonova ponekad je nezgodno, posebno kada se generiraju vrlo mala obojenja ćelija, gdje je viđenje tamne boje na svijetloj pozadini teže od viđenja svijetle mrlje na tamnoj pozadini. Stvaranje pozitivno označenih klonova moguće je pomoću takozvanog MARCM-a ("analiza mozaika sa represibilnim ćelijskim markerom", koji su razvili Liqun Luo, profesor na *Stanford University* i njegov postdoktorandski student Tzumin Lee, koji vodi grupu u *Janelia Farm Research Campusu*. Ovaj sistem se nadovezuje na sistem GAL4/UAS koji se koristi za ekspresiju GFP-a u određenim ćelijama. Međutim, globalno eksprimirani gen *GAL80* koristi se za potiskivanje djelovanja GAL4, sprečavajući ekspresiju GFP. Umjesto da koristi GFP za obilježavanje hromosoma divljeg tipa kao gore, GAL80 služi u tu svrhu, tako da kada se ukloni pomoću mitotska rekombinacija, GAL4 može funkcionirati i GFP se uključuje. To rezultira da ćelije od interesa budu svijetlo označene na tamnoj pozadini.

## Također pogledajte
* Vanhromosomsko nasljeđivanja
* Heterohromija
* Parazitski blizanac
* Mozaicizam X0/XY
* Ljudska somatska varijacija

## Reference
## Dopunska literatura
*
*

## Vanjski linkovi
Kategorija:Citologija
Kategorija:Ćelije
Kategorija:Genetika