Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


VI.3.2. Геномные и хромосомные мутации



 

Геномные и хромосомные мутации являются причинами воз­никновения хромосомных болезней (см. рис. VI.3).

К геномным мутациямотносятся анеуплоидии и изменение плоидности структурно неизмененных хромосом. Выявляются цитогенетическими методами.

Анеуплоидия — изменение (уменьшение — моносомия, увели­чение — трисомия) числа хромосом в диплоидном наборе, не­кратное гаплоидному (2п + 1, 2п — 1 и т.д.).

Полиплоидия — увеличение числа наборов хромосом, кратное гаплоидному (Зп, 4п, 5п и т.д.).

У человека полиплоидия, а также большинство анеуплоидий являются летальными мутациями.

К наиболее частым геномным мутациям относятся:

трисомия — наличие трех гомологичных хромосом в кариотипе (например, по 21-й паре, при синдроме Дауна, по 18-й паре при синдроме Эдвардса, по 13-й паре при синдроме Патау; по половымхромосомам: XXX, XXY, XYY);

моносомия — наличие только одной из двух гомологичных хро­мосом. При моносомияпо любой из аутосом нормальное развитие эмбриона невозможно. Единственная моносомия у человека, со­вместимая с жизнью, — моносомия по Х-хромосоме — приводит к синдрому Шерешевского — Тернера (45, Х0).

Причиной, приводящей к анеуплоидии, является нерасхожде­ние хромосомво время клеточного деления при образовании полопых клеток или утрата хромосом в результате анафазного отстава­ния, когдаво время движения к полюсу одна из гомологичных хромосом может отстать от всех других негомологичных хромосом. Термин «нерасхождение» означает отсутствие разделения хромо­сом или хроматид в мейозе или митозе. Утрата хромосом может приводить к мозаицизму, при котором имеется одна эуплоидная (нормальная) клеточная линия, а другая — моносомная.

Нерасхождение хромосом наиболее часто наблюдается во вре­мя мейоза (рис. VI.4). Хромосомы, которые в норме должны де­литься во время мейоза, остаются соединенными вместе и в ана­фазе отходят к одному полюсу клетки. Таким образом, возникают две гаметы, одна из которых имеет добавочную хромосому, а дру­гая не имеет этой хромосомы. При оплодотворении гаметы с нормальным набором хромосом гаметой с лишней хромосомой воз­никает трисомия (т.е. в клетке присутствует три гомологичные хро­мосомы), при оплодотворении гаметой без одной хромосомы воз­никает зигота с моносомией. Если моносомая зигота образуется по какой-либо аутосомной (не половой) хромосоме, то развитие орга­низма прекращается на самых ранних стадиях развития.

Рис. VI.4. Схема нерасхождения хромосом в гаметогенезе и результаты оплодотворения

 

Хромосомные мутации— это структурные изменения отдельных хромосом, как правило, видимые в световом микроскопе. В хромо­сомную мутацию вовлекается большое число (от десятков до не­скольких сотен) генов, что приводит к изменению нормального диплоидного набора. Несмотря на то что хромосомные аберра­ции, как правило, не изменяют последовательность ДНКв спе­цифических генах, изменение числа копий генов в геноме приво­дит к генетическому дисбалансу вследствие недостатка или из­бытка генетического материала. Различают две большие группы хромосомных мутаций: внутрихромосомные и межхромосомные (рис.VI.5).

 

Рис. VI.5. Виды хромосомных мутаций

 

Внутрихромосомные мутации это аберрации в пределах од­ной хромосомы. К ним относятся:

— делении (от лат. deletio — уничтожение) — утрата одного из участков хромосомы, внутреннего или терминального. Это может обусловить нарушение эмбриогенеза и формирование множествен­ных аномалий развития (например, делеция в регионе короткого плеча 5-й хромосомы, обозначаемая как 5р-, приводит к недораз­витию гортани, порокам сердца, отставанию умственного разви­тия). Этот симптом о комплекс известен как синдром «кошачьего крика», поскольку у больных детей из-за аномалии гортани плач напоминает кошачье мяуканье;

— инверсии (от лат. inversio — перевертывание). В результате двух точек разрывов хромосомы образовавшийся фрагмент встраивает­ся на прежнее место после поворота на 180°. В результате наруша­ется только порядок расположения генов;

— дупликации (от лат duplicatio — удвоение) — удвоение (или умножение) какого-либо участка хромосомы (например, трисо­мия по одному из коротких плеч 9-й хромосомы обусловливает множественные пороки, включая микроцефалию, задержку фи­зического,психического и интеллектуального развития).

Межхромосомные мутации, или мутации перестройки — об­мен фрагментами между негомологичными хромосомами. Такие му­тации получили название транслокации(от лат. trans — за, через + locus — место). Это:

— рсципрокная транслокация, когда две хромосомы обменива­ются своими фрагментами;



— нереципрокная транслокация, когда фрагмент одной хромо­сомы транспортируется на другую;

— «центрическое» слияние (робертсоновская транслокация) — соединение двух акроцентрических хромосом в районе их центро­мер с потерей коротких плеч.

При поперечном разрыве хроматид через центромеры «сестрин­ские»хроматиды становятся «зеркальными» плечами двух разных хромосом, содержащих одинаковые наборы генов. Такие хромосо­мы называют изохромосомами.

Как внутрихромосомные (делеции, инверсии и дупликации), так и межхромосомные (транслокации) аберрации и изохромосо­мы связаны с физическими изменениями структуры хромосом, в том числе с механическими разломами (рис. VI.6).

Рис. V1.6. Схемы наиболее частых хромосомных аберраций.

Делеции: I — концевая; 2 — интерстициальная. Инверсии: 1 — пери центрическая (с захватом центромеры); 2 — парацентрическая (в пределах одного плеча хро­мосомы)

 





Читайте также:



Последнее изменение этой страницы: 2016-03-25; Просмотров: 1351; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2022 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.014 с.) Главная | Обратная связь