Хромосомные МУТАЦИИ (Аберрации)

Хромосомные мутации (аберрации) характеризуются аномальной структурой отдельных хромосом в связи с изменением в них числа или положения генов. Последовательность нуклеотидов в генах при этом обычно не меняется. Генетический дисбаланс в хромосоме, как правило, пагубно сказывается на развитии организма. Виды хромосомных аберраций и их механизмы представлены на рис. 4–4.

Ы ВЁРСТКА вставить файл «ПФ Рис 04 04 Виды хромосомных мутаций»

Рис. 4–4. Виды хромосомных мутаций.

Различают внутрихромосомные, межхромосомные и изохромосомные аберрации.

Внутрихромосомные аберрации обнаруживаются в пределах только одной хромосомы. К ним относят делеции, инверсии и дупликации. Делеция представляет собой утрату одного из участков хромосомы (внутреннего или терминального), что может стать причиной нарушения эмбриогенеза и формирования множественных аномалий развития (например, делеция в регионе короткого плеча хромосомы 5, обозначаемая как 5р-, приводит к недоразвитию гортани, ВПР сердца, отставанию умственного развития). Этот симптомокомплекс обозначен как синдром кошачьего крика, поскольку у больных детей из‑за аномалии гортани плач напоминает кошачье мяуканье. Инверсия заключается во встраивании фрагмента хромосомы на прежнее место после его поворота на 180 ^°. В результате нарушается порядок расположения генов. Дупликация означает удвоение (или умножение) какого-либо участка хромосомы (например, трисомия по короткому плечу хромосомы 9 приводит к появлению множественных ВПР, включая микроцефалию, задержку физического, психического и интеллектуального развития).

Межхромосомные аберрации характеризуются обменом фрагментами между негомологичными хромосомами. Эти аберрации получили название транслокаций. Различают три варианта транслокаций: реципрокные (обмен фрагментами двух хромосом), нереципрокные (перенос фрагмента одной хромосомы на другую), робертсоновские (соединение двух акроцентрических хромосом в районе их центромер с потерей коротких плеч; в результате образуется одна метацентрическая хромосома вместо двух акроцентрических).

Изохромосомные аберрации характеризуются образованием одинаковых, но зеркально расположенных фрагментов двух разных хромосом, содержащих одни и те же наборы генов. Это происходит в результате поперечного разрыва хроматид через центромеры (отсюда другое их название – центрическое соединение).

Изменения генома

Геномные мутации (рис. 4–5) заключаются в изменении числа хромосом. У человека описаны полиплоидия (в том числе тетраплоидия и триплоидия) и анеуплоидия.

Ы ВЁРСТКА вставить файл «ПФ Рис 04 05 Виды геномных мутаций»

Рис. 4–5. Виды геномных мутаций.

Полиплоидия означает увеличение числа наборов хромосом, кратное гаплоидному (3n, 4n, 5n и т.д.). Причинами этого чаще всего являются двойное оплодотворение и отсутствие первого мейотического деления. У человека полиплоидия, а также большинство анеуплоидий приводят к летальным исходам.

Анеуплоидия представляет собой изменение (уменьшение – моносомию или увеличение – трисомию) числа хромосом в диплоидном наборе, т.е. – не кратное гаплоидному (2n+1, 2n‑1 и т.д.). Анеуплоидия является следствием одного из двух механизмов: 1) нерасхождения хромосом (все хромосомы в анафазе отходят к одному полюсу; при этом образуются две гаметы: одна из них имеет лишнюю хромосому, а другая – отсутствие ее), 2) «анафазного отставания» (в анафазе одна из движущихся хромосом отстаёт от всех других, что и приводит к ее «дефициту» – анеуплоидии).

Трисомия означает наличие трёх гомологичных хромосом в кариотипе (например, в 21–й паре, приводящее к развитию синдрома Дауна; в 18–й паре, проявляющееся синдромом Эдвардса; в 13–й паре, обусловливающее развитие синдрома Патау).

Моносомия характеризуется наличием только одной из двух гомологичных хромосом. При моносомии по любой из аутосом нормальное развитие эмбриона невозможно. Единственная совместимая с жизнью моносомия у человека (по хромосоме X) приводит к развитию синдрома Шерешевского–Тёрнера (45,Х0).