Jedną z najczęściej spotykanych wad spowodowanych nieprawidłową liczbą chromosomów jest zespół Downa. Prawdopodobnie każdy z nas wie, jak wyglądają osoby z tym schorzeniem. Mają charakterystyczne, niemal mongolskie rysy twarzy, są z reguły niskiego wzrostu, często są też obarczone poważnymi wadami serca, nerek lub żołądka. Wiele z tych wad wymaga leczenia chirurgicznego w pierwszych tygodniach życia. Osoby z zespołem Downa cierpią w mniejszym lub większym stopniu na upośledzenie umysłowe. Dzieci z zespołem Downa są podatne na białaczkę, niedoczynność tarczycy, często chorują na zapalenia ucha środkowego. Ze względu na nieprawidłowy kręg szyjny może u nich wystąpić niespodziewany paraliż. Dorośli z zespołem Downa zapadają na chorobę Alzheimera w bardzo młodym wieku.
Zespół Downa jest spowodowany obecnością dodatkowej kopii materiału genetycznego występującego w dwudziestym pierwszym chromosomie: każda lub prawie każda komórka w ciele osoby z zespołem Downa posiada nie dwie, lecz trzy kopie materiału z tego chromosomu. Ten dodatkowy materiał występuje najczęściej w formie trzeciej kopii całego chromosomu, czyli tak zwanej trisomii, lecz może wystąpić także w innych formach.
Obecność dodatkowej kopii całego chromosomu 21 jest kwestią przypadku i wynika z nieprawidłowego podziału komórek rozrodczych. Para chromosomów 21 nie dzieli się tak jak powinna i jedna z komórek potomnych zamiast jednej otrzymuje dwie kopie tego samego chromosomu. Po zapłodnieniu dodatkową, czyli trzecią, kopię chromosomu 21 zarodek otrzymuje z gamety pochodzącej od drugie
go rodzica. Nieprawidłowy podział chromosomów występuje najczęściej wśród komórek rozrodczych matki, czyli w jajeczkach; im są one starsze, tym większe ryzyko nieprawidłowej segregacji wszystkich chromosomów, nie tylko chromosomu 21. Ryzyko wystąpienia zespołu Downa rośnie wraz z wiekiem matki. Zespół Downa często (ale nie zawsze) występuje w ostatniej ciąży w rodzinie, dotyczy często najmłodszych dzieci starszych matek. I choć nawet w wieku 35 lat ryzyko wystąpienia zespołu Downa u płodu jest nadal małe (1 na 385 urodzeń), kobietom powyżej 35 lat zaleca się badania prenatalne w celu wykrycia tej wady chromosomowej.
Trisomia, czyli przypadkowe przekazanie dodatkowej kopii chromosomu numer 21, nie jest chorobą dziedziczną. Nawet jeżeli w rodzinie wystąpiły przypadki trisomii, to ryzyko ponownego pojawienia wady tego typu u krewnych nie zwiększa się. Jednak w każdym wypadku wystąpienia zespołu Downa w rodzinie należy upewnić się, czy był on spowodowany trisomią, czy inną aberracją chromosomową, która mogła spowodować przekazanie dodatkowej kopii materiału chromosomu 21. Nosicielstwo niektórych aberracji dotyczących chromosomu 21 zdecydowanie zwiększa ryzyko powtórnego wystąpienia zespołu Downa w rodzinie. Dlatego każde dziecko z zespołem Downa powinno zostać poddane analizie chromosomów pod kontrolą lekarza genetyka. O takim właśnie przypadku pisała Dorota Terakowska w Poczwar- ce: w rodzinie, którą opisała, ojciec Myszki z zespołem Downa miał także brata z zespołem Downa. Prawdopodobnie to właśnie brat był nosicielem zmiany chromosomowej dotyczącej chromosomu 21, mimo iż winił o to matkę dziecka. Istnieje wiele różnych wad budowy chromosomów, które mogą odpowiadać za przekazanie dodatkowego materiału chromosomowego. Jedna z nich to bardzo rzadka wada – fuzja centromeryczna dwu chromosomów 21; jeżeli występuje u człowieka, całkowicie uniemożliwia mu posiadanie zdrowych dzieci: każde dziecko będzie dotknięte zespołem Downa.