Trisomija 21 rodas, ja bērnam visās šūnās ir trīs, nevis tipiski divi 21. hromosomas eksemplāri. Šāda veida patoloģiska šūnu dalīšanās notiek olšūnas vai spermas šūnas attīstības laikā. Trisomija 21 ir visizplatītākais Dauna sindroma cēlonis, jo tas notiek vairāk nekā 90 procentos gadījumu. Stāvoklis nav iedzimts, kā arī nav zināmi vides vai uzvedības cēloņi. No 2011. gada arī nav izārstēt.
Normālā cilvēka šūnā ir 23 pāri hromosomu vai dezoksiribonukleīnskābes (DNS) pavedieniem, kas pārnēsā gēnus lineārā secībā. Katrs pāris sastāv no vienas hromosomas no cilvēka mātes un otras no tēva, kopā 46 hromosomas. Trisomija rodas, ja ir trīs hromosomas kopijas, nevis divas parastās. Tāpēc cilvēkam, kas dzimis ar trim, nevis divām 21. hromosomas kopijām katrā šūnā, ir 21. trisomija.
Tipiskas reprodukcijas laikā olšūna un spermas šūnas sākas ar 46 hromosomām vai 23 pāriem, pirms notiek šūnu dalīšanās. Šīs dalīšanas laikā 46 hromosomas tiek sadalītas uz pusēm, lai katra olšūna un spermas šūna beidzas ar 23 hromosomām vai vienu kopiju no katra pāra. Kad spermas šūna apaugļo olšūnu, 23 hromosomas katrā apvienojas, veidojot pilnu 46 hromosomu komplektu jeb 23 jaunus pārus.
Trisomija 21 var rasties, ja olšūna vai spermas šūna ar 46 hromosomām, kas tiek sadalīta uz pusēm, saglabā abas, nevis vienu 21. hromosomas kopiju. Ja šī olšūna vai spermas šūna pēc tam tiek apaugļota, bērnam katrā būs trīs 21. hromosomas kopijas. šūna: divas no patoloģiskas šūnas un viena no normālas šūnas. Šī papildu 21. hromosomas kopija izraisa Dauna sindromu.
Tā kā 21. trisomiju izraisa patoloģiska šūnu dalīšanās, to neuzskata par iedzimtu stāvokli. Šīs hromosomu kļūdas avots nav saprotams, taču neviens zinātnisks pētījums neliecina, ka kāds no vecākiem var kaut ko darīt, lai to izraisītu vai novērstu. Nav zināms, kā izārstēt ģenētisko stāvokli, bet agrīnas iejaukšanās programmas bērniem ar Dauna sindromu var palīdzēt attīstīt kognitīvās, sensorās un motoriskās prasmes.
Hromosomu anomāliju, piemēram, trisomiju 21, var noteikt, kamēr bērns atrodas dzemdē, analizējot amnija šķidrumu vai šūnas no placentas. Amniocentēze, horiona villu paraugu ņemšana un perkutānā nabas asins paraugu ņemšana ir visas diagnostikas pārbaudes, kuras grūtniecības laikā var veikt, lai diagnosticētu Dauna sindromu. Šāda veida analīzes parasti ir daudz precīzākas nekā augļa ultraskaņa, taču var radīt spontāna aborta risku.
21. hromosoma ir mazākā cilvēka hromosoma, un tiek uzskatīts, ka tajā ir aptuveni 300 līdz 400 gēnu. Papildus Dauna sindromam 21. hromosomas gēni ir saistīti ar citām slimībām, tostarp Alcheimera slimību, Romano-Varda sindromu un nesindromisku kurlumu. Daži vēža veidi, piemēram, akūta limfoblastiskā leikēmija, ir saistīti ar ģenētiskā materiāla pārvietošanu starp citām hromosomām un 21. hromosomu.