人類通常在每個(gè)細(xì)胞中有46條染色體，號(hào)染會(huì)樣分為23對(duì)。色體什原4號(hào)染色體的異常因?qū)蓚€(gè)拷貝，一個(gè)從每個(gè)親本遺傳的號(hào)染會(huì)樣拷貝，形成一對(duì)。色體什原4號(hào)染色體跨越約1.91億個(gè)DNA構(gòu)建塊(堿基對(duì))，異常因?qū)?strong>占細(xì)胞總DNA的號(hào)染會(huì)樣6%以上。

4號(hào)染色體

識(shí)別每條染色體上的色體什原基因是遺傳研究的一個(gè)活躍領(lǐng)域。由于研究人員使用不同的異常因?qū)Х椒▉眍A(yù)測(cè)每條染色體上的基因數(shù)量，因此估計(jì)的號(hào)染會(huì)樣基因數(shù)量會(huì)有所不同。4號(hào)染色體可能含有1,色體什原000到1,100個(gè)基因，這些基因提供了制造蛋白質(zhì)的異常因?qū)дf明。這些蛋白質(zhì)在體內(nèi)發(fā)揮著各種不同的號(hào)染會(huì)樣作用。

4號(hào)染色體圖

遺傳學(xué)家使用稱為idiograms的色體什原圖表作為染色體的標(biāo)準(zhǔn)表示。圖像顯示染色體的異常因?qū)鄬?duì)大小及其條帶圖案，這是當(dāng)染色體用化學(xué)溶液染色然后在顯微鏡下觀察時(shí)出現(xiàn)的暗帶和亮帶的特征圖案。這些條帶用于描述每條染色體上基因的位置。

4號(hào)染色體圖表

4號(hào)染色體異常出現(xiàn)相關(guān)疾病

癌癥

已經(jīng)在幾種類型的人類癌癥中鑒定了4號(hào)染色體的變化。這些遺傳變化是體細(xì)胞的，這意味著它們是在一個(gè)人的一生中獲得的，并且僅存在于某些細(xì)胞中。例如，4號(hào)染色體和若干其他染色體之間的遺傳物質(zhì)的重排(易位)與白血病相關(guān)，白血病是血液形成細(xì)胞的癌癥。

涉及4號(hào)染色體和染色體14的特異性易位通常在多發(fā)性骨髓瘤中發(fā)現(xiàn)，其是在骨髓細(xì)胞中起始的癌癥。易位，寫為t(4; 14)(p16; q32)，異常地將4號(hào)染色體上的WHSC1基因與14號(hào)染色體上的另一個(gè)基因的一部分融合。這些基因的融合過度激活WHSC1，這似乎促進(jìn)了不受控制的癌細(xì)胞的生長和分裂。

Facioscapulohumeral肌營養(yǎng)不良癥

肌營養(yǎng)不良癥是由涉及4號(hào)染色體的長(q)臂的遺傳變化引起的。這種情況的特征在于肌肉無力和消瘦(萎縮)隨時(shí)間緩慢惡化。它是由稱為D4Z4的DNA區(qū)域的變化引起的，該區(qū)域位于染色體末端附近，位于描述為4q35的位置。D4Z4區(qū)域由11至100多個(gè)重復(fù)區(qū)段組成，每個(gè)區(qū)段長約3,300個(gè)DNA堿基對(duì)(3.3kb)。整個(gè)D4Z4區(qū)域通常是高甲基化的，這意味著它具有與DNA連接的大量甲基(由一個(gè)碳原子和三個(gè)氫原子組成)。當(dāng)該區(qū)域低甲基化，附著的甲基太少時(shí)，會(huì)導(dǎo)致面肩肱型肌營養(yǎng)不良癥。在1型面肩肱型肌營養(yǎng)不良癥(FSHD1)中，發(fā)生低甲基化是因?yàn)镈4Z4區(qū)域異常縮短(收縮)，含有1到10次重復(fù)，而不是通常的11到100次重復(fù)。在2型面肩肱型肌營養(yǎng)不良癥(FSHD2)中，低甲基化最常見的原因是基因突變SMCHD1，通常使D4Z4區(qū)域高度甲基化。

面肩肱型肌營養(yǎng)不良癥

最接近4號(hào)染色體末端的D4Z4區(qū)段包含稱為DUX4的基因。D4Z4區(qū)域的高甲基化通常使DUX4基因在大多數(shù)成體細(xì)胞和組織中保持關(guān)閉(沉默)。在患有面肩肱型肌營養(yǎng)不良癥的人中，D4Z4區(qū)域的低甲基化阻止DUX4基因在通常被關(guān)閉的細(xì)胞和組織中沉默。雖然DUX4基因在開啟(活躍)時(shí)的功能知之甚少，但研究人員認(rèn)為它會(huì)影響其他基因的活性，特別是在肌肉細(xì)胞中。目前尚不清楚DUX4的異常活動(dòng)情況基因損傷或破壞這些細(xì)胞，導(dǎo)致進(jìn)行性肌肉無力和萎縮。

所述DUX4基因毗鄰稱為PLAM序列，這是必要的生產(chǎn)DUX4蛋白質(zhì)的DNA的調(diào)節(jié)區(qū)。4號(hào)染色體的一些拷貝具有功能性pLAM序列，而其他拷貝不具有。具有功能性pLAM序列的4號(hào)染色體的拷貝被描述為4qA或“許可”。沒有功能性pLAM序列的那些被描述為4qB或“非許可”。沒有功能性pLAM序列，不會(huì)產(chǎn)生DUX4蛋白。因?yàn)槊總€(gè)細(xì)胞中有4個(gè)4號(hào)染色體拷貝，所以個(gè)體可能有4個(gè)4號(hào)染色體的“許可”拷貝，2個(gè)“非許可”拷貝，或者每個(gè)拷貝中的一個(gè)。Facioscapulohumeral肌營養(yǎng)不良癥只能發(fā)生在至少有一個(gè)“允許”的4號(hào)染色體拷貝的人身上。SMCHD1基因突變，該疾病僅在存在功能性pLAM序列以允許產(chǎn)生DUX4蛋白時(shí)才產(chǎn)生。

PDGFRA相關(guān)的慢性嗜酸性粒細(xì)胞白血病

PDGFRA相關(guān)的慢性嗜酸性粒細(xì)胞白血病是由涉及 PDGFRA基因的遺傳異常引起的， PDGFRA基因是4號(hào)染色體上發(fā)現(xiàn)的一種基因。這種病癥是一種血細(xì)胞癌，其特征是嗜酸性粒細(xì)胞數(shù)量增加，這是一種參與過敏的白細(xì)胞反應(yīng)。

PDGFRA基因異常是體細(xì)胞突變，這是一個(gè)人的一生期間獲得的是只存在于某些細(xì)胞突變。這些異常中最常見的是從4號(hào)染色體中刪除遺傳物質(zhì)，其去除大約800個(gè)DNA構(gòu)建塊(核苷酸)并將兩個(gè)基因FIP1L1和PDGFRA的部分組合在一起，從而產(chǎn)生FIP1L1-PDGFRA融合基因。偶爾，通過除缺失以外的機(jī)制，除FIP1L1之外的基因與PDGFRA基因融合。極少數(shù)情況下，改變PDGFRA基因中單個(gè)DNA構(gòu)建模塊的突變(點(diǎn)突變)會(huì)導(dǎo)致這種情況。

PDGFRA相關(guān)的慢性嗜酸性粒細(xì)胞白血病

由FIP1L1-PDGFRA融合基因(以及其他PDGFRA融合基因)產(chǎn)生的蛋白質(zhì)具有PDGFRA蛋白的功能，其刺激細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)傳導(dǎo)途徑，其控制許多重要的細(xì)胞過程，例如細(xì)胞生長和分裂(增殖)。和細(xì)胞存活。然而，與正常的PDGFRA蛋白不同，融合蛋白不斷地開啟(組成型激活)，這意味著細(xì)胞總是接收增殖信號(hào)。類似地，PDGFRA基因中的點(diǎn)突變可以導(dǎo)致組成型活化的PDGFRA蛋白。當(dāng)FIP1L1-PDGFRA融合基因或PDGFRA中的點(diǎn)突變時(shí)基因發(fā)生在血細(xì)胞前體中，嗜酸性粒細(xì)胞(有時(shí)是其他血細(xì)胞)的生長控制不良，導(dǎo)致PDGFRA相關(guān)的慢性嗜酸性粒細(xì)胞白血病。目前尚不清楚為什么嗜酸性粒細(xì)胞優(yōu)先受這種遺傳變化的影響。

Wolf-Hirschhorn綜合征

Wolf-Hirschhorn綜合征是由4號(hào)染色體的短(p)臂末端附近遺傳物質(zhì)的缺失引起的，該位置描述為4p16.3。這種病癥的體征和癥狀與染色體這部分多個(gè)基因的丟失有關(guān)。刪除的大小因受影響的個(gè)體而異; 研究表明，較大的缺失往往導(dǎo)致更嚴(yán)重的智力殘疾和身體異常，而不是較小的缺失。

在Wolf-Hirschhorn綜合征患者中最常刪除的4號(hào)染色體區(qū)域被稱為Wolf-Hirschhorn綜合征臨界區(qū)域2(WHSCR-2)。該區(qū)域包含幾個(gè)基因，其中一些已知在早期發(fā)育中起重要作用。這些基因的丟失導(dǎo)致發(fā)育遲緩，獨(dú)特的面部外觀和該病癥的其他特征。科學(xué)家正在努力確定4號(hào)染色體短臂末端的其他基因，這些基因有助于Wolf-Hirschhorn綜合征的特征。

4p-綜合征

其他4染色體病癥

來自4號(hào)染色體的短(p)臂的遺傳物質(zhì)的一些缺失不涉及關(guān)鍵區(qū)域WHSCR-2。這些缺失引起的癥狀和體征與Wolf-Hirschhorn綜合征不同，包括輕度智力障礙，在某些情況下，還有快速(加速)生長。具有此類刪除的人通常沒有癲癇發(fā)作。

當(dāng)細(xì)胞具有4號(hào)染色體的三個(gè)拷貝而不是通常的兩個(gè)拷貝時(shí)，發(fā)生三體性4。完全三體性4，當(dāng)所有身體的細(xì)胞都含有4號(hào)染色體的額外拷貝時(shí)發(fā)生，與生命不相容。當(dāng)只有一些身體的細(xì)胞有4號(hào)染色體的額外副本時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)類似但稍微不那么嚴(yán)重的情況，稱為馬賽克三體性。馬賽克三體性4的體征和癥狀差異很大，可能包括心臟缺陷，手指和腳趾異常，和其他出生缺陷。馬賽克三體性4非常罕見; 只有少數(shù)病例報(bào)告過。

4號(hào)染色體的數(shù)量或結(jié)構(gòu)的其他變化可以具有多種效果，包括延遲生長和發(fā)育，智力殘疾，獨(dú)特的面部特征，心臟缺陷和其他醫(yī)學(xué)問題。涉及4號(hào)染色體的變化包括每個(gè)細(xì)胞中額外的染色體片段(部分三體性4)，每個(gè)細(xì)胞中缺失的染色體片段(部分單體4)和稱為環(huán)狀4號(hào)染色體的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。環(huán)狀染色體出現(xiàn)在染色體在兩個(gè)地方斷裂并且染色體臂的末端融合在一起形成圓形結(jié)構(gòu)。