از دست دادن قسمت میانی کروموزوم. از دست دادن قسمتی از کروموزوم نامیده می شود. ناهنجاری های کروموزومی کمتر شایع

همه بیماری های ارثی ناشی از جهش ها هستند - نقص در مواد ژنتیکی.

بیماری های کروموزومی- بیماری های ناشی از کروموزومی و ژنومی و

تغییراتی که باعث بیماری می شود:

• از دست دادن بخشی از کروموزوم؛
• افزودن بخش های جدید یا حتی کل کروموزوم ها

همانطور که می دانیم، کروموزوم های غیر جنسی وجود دارد - .

در نظر بگیریم اتوزومال(کروموزومی) بیماری ها -آنهایی که ارثی هستند و به جنسیت بستگی ندارند

حذف ها- بازآرایی های کروموزومی، که در آن بخشی از یک کروموزوم از بین می رود. این حذف ممکن است به دلیل شکسته شدن کروموزوم یا نتیجه عبور نابرابر باشد.

1. یک مشترک وجود دارد حذف کروموزوم 5

(سندرم گربه گریه)

این بیماری بسیار نادر است، علائم آن عبارتند از:

• تاخیر رشد؛
• دیستروفی عضلانی؛
• صورت گربه مانند (چشم های تنظیم شده)؛
• اختلال در ساختار حنجره، بنابراین کودک گریه ای شبیه میو گربه تولید می کند (از این رو نام آن است)

2. حذف کروموزوم 3

چنین موجوداتی زنده نیستند.

به نظر می رسد که بازآرایی یا از دست دادن حتی یک بخش کوچک از یک کروموزوم منجر به عوارض بسیار قابل توجهی می شود.

حذف کروموزوم 21

(خونریزی، لوسمی، کم خونی)

این بیماری کروموزومی با این واقعیت مشخص می شود که یا تعداد کمی گلبول قرمز تولید می شود یا به شکل داسی شکل می گیرند (کم خونی سلول داسی شکل). زیرا گلبول های قرمز مسئول حمل و نقل اکسیژن هستند، این بیماری شدید است.

3. تریزومی در کروموزوم 21

(سندرم داون)

کاریوتیپ چنین ارگانیسمی شامل نه دو، بلکه سه کروموزوم 21 است.

این یک اختلال کروموزومی بسیار شایع است. فراوانی تولد 1: 500 (0.2٪) است.

علائم:

1) نوع صورت مغولوئید؛

2) اندام کوتاه شده؛

3) عقب ماندگی ذهنی (بسیاری از دانشمندان با این جمله استدلال می کنند. افراد مبتلا به سندرم داون نسبت به اکثر افراد عادی فعالیت ذهنی "متفاوت" دارند).

علل تریزومی:

به طور معمول، هر سلول انسانی حاوی 23 جفت کروموزوم مختلف است. هر کروموزوم حامل ژن هایی است که برای رشد و نگهداری مناسب بدن ما ضروری است. از نظر مفهومی، فرد 23 کروموزوم را از مادر (از طریق تخمک) و 23 کروموزوم را از پدر (از طریق اسپرم) به ارث می برد. با این حال، گاهی اوقات یک فرد یک مجموعه کروموزوم اضافی را از یکی از والدین به ارث می برد. در مورد سندرم داون، اغلب ارثی است دو نسخه از کروموزوم 21 از مادرو یک کروموزوم 21 از پدر، در مجموع سه کروموزوم 21. به دلیل این نوع وراثت است که سندرم داون تریزومی 21 نامیده می شود.

چندین بیماری کروموزومی دیگر (تریزومی) وجود دارد، اما در مورد آنها به تفصیل صحبت نمی کنیم...

جهش های کروموزوم جنسی

1. تریزومی X

ارگانیسم مبتلا به این بیماری به جای دو X، XXX دارد. اختلالات مورفولوژیکی و عملکردی عمدتاً با دستگاه تناسلی مرتبط است. افراد مبتلا به این جهش ممکن است حتی از کاریوتیپ خود آگاه نباشند.

(همچنین تترازومی - XXXX و پنتازومی وجود دارد، اما انحرافات رشدی در این موارد از قبل جدی است)

2. مونوسومی X

(سندرم ترنر)

انحرافات در رشد ذهنی و جسمی (عمدتاً جنسی) وجود دارد.

3. سندرم XXY یا XYU

(سندرم کلاینتلفر)

XXY - خود را به عنوان یک هیکل زنانه (ویژگی های جنسی ثانویه) در مردان نشان می دهد. افراد مبتلا به چنین بیماری کروموزومی از نظر روانی سالم، اما نابارور هستند.

XYY - سالم، می تواند فرزندان داشته باشد، اما تهاجمی (از نظر اجتماعی خطرناک).

اینها همه جهش های شناخته شده برای علم و پزشکی نیستند. بسیاری از آنها در مرحله جنینی منجر به مرگ می شوند. بنابراین برخلاف بیماری های ژنی، بیماری های کروموزومی کمتر به ارث می رسد.

من و شوهرم دیروز یکی از اپیزودهای سریال "دکتر زن" را تماشا کردیم که در آن داستانی درباره مادری بود که دوقلو حمل می کرد و پسر مشکوک به سندرم داون بود. شوهرم شروع به سؤال از من کرد - این از کجا می آید و چرا بیماری های کروموزومی در کودکان رخ می دهد اگر والدین آنها کاملاً سالم هستند و هیچ مشکلی در خانواده وجود ندارد؟

سوال درست، جدی و بسیار پیچیده است، پاسخ به آن دشوار است، زیرا متأسفانه پزشکی به طور کامل نمی داند که چرا تجزیه در کروموزوم ها رخ می دهد. اما مشکل وجود دارد، واقعی است و بسیاری از زنان در دوران بارداری بسیار نگران هستند وقتی پزشک به آنها می‌گوید که آزمایش غربالگری برای چنین آزمایش‌هایی انجام دهند. بیایید در این مورد با جزئیات صحبت کنیم.

چرا رخ می دهند و چگونه اتفاق می افتد؟

تجزیه ژن ها و کروموزوم ها از اختلالات جدی بدن هستند، زیرا ژن ها مسئول رشد بدن، عملکرد کامل آن و انواع بیماری ها هستند. در دوران مدرسه، شما اصول ژنتیک را مطالعه کردید و یک ایده کلی از آنچه در داخل سلول ها اتفاق می افتد دارید. هسته هر سلول در بدن حاوی اطلاعاتی درباره برنامه زندگی و عملکرد آن است. به طور متراکم در 46 کروموزوم بسته بندی شده است. همه سلول های بدن دارای یک کروموزوم دوتایی (حتی مجموعه ای از کروموزوم ها) هستند، اما سلول های جنسی دارای یک نیم مجموعه هستند.

یعنی تخمک یا اسپرم انسان فقط 23 کروموزوم دارد. بنابراین، از مادر و پدر، هر فرد نیمی از مجموعه کروموزوم ها و بر این اساس ویژگی ها را دریافت می کند. به همین دلیل است که ما شبیه هر دو والدین هستیم. اما همه ژن‌های روی این کروموزوم‌ها کار نمی‌کنند؛ برخی از آنها بلافاصله وارد عمل می‌شوند، برخی دیگر با رشد و تکامل، برخی دیگر در مرحله پیری و غیره. کدام ژن ها و کدام بخش از کروموزوم های دریافت شده از والدین کار می کنند و کار نمی کنند - فقط مادر طبیعت می تواند این را پیش بینی کند، ما نمی توانیم این را حداقل در حال حاضر بدانیم ...

گاهی اوقات خرابی در مجموعه کروموزوم رخ می دهد، ممکن است نقص هایی در سطح یک ژن، در سطح گروهی از ژن ها وجود داشته باشد - سپس بیشتر اوقات این نقص رشد نیست، بلکه بیماری ها و سندرم های ارثی است، به عنوان مثال، فنیل کتونوری. گاهی اوقات ممکن است کل بخش های کروموزوم ها آسیب ببینند (به اصطلاح بازوهای کروموزوم)، که می توانند شکسته شوند، جای خود را تغییر دهند و غیره.
از دست دادن یا تکثیر برخی از کروموزوم ها در یکی از جفت ها ممکن است رخ دهد و فردی با مجموعه کروموزوم های متفاوتی متولد شود - اغلب این تریزومی است (به جای دو کروموزوم، سه) در یکی از جفت کروموزوم ها، به عنوان مثال. در سندرم داون (تریزومی 21 جفت کروموزوم)، سندرم ادواردز (18 جفت کروموزوم) یا سندرم پاتاو (13 جفت کروموزوم).

این می تواند در نتیجه اختلال در فرآیند تقسیم و کاهش کنترل آن توسط بدن رخ دهد. یعنی در نتیجه تقسیم سلولی (چه سلول زاینده باشد و چه سلول جنینی). تمام کروموزوم های جفت به وسیله نوعی پل یا طناب از وسط به هم گره می خورند؛ در هنگام تقسیم، این پل یا طناب باید باز شود و نیمه های کروموزوم باید به قطب های مختلف سلول پراکنده شوند. سپس بدن یک نسخه آینه ای مشابه به هر نیمه اضافه می کند - سپس تقسیم سلولی معادل خواهد بود.

اگر در نتیجه تقسیم، پل باز نشود، دو قطعه کروموزوم به یک سلول می‌رود و هیچ کدام به سلول دیگر. سپس در یک سلول یک کروموزوم اضافی وجود خواهد داشت - و در سلول دیگر وجود ندارد. سلول‌های دارای مجموعه کروموزوم ناقص معمولاً زنده نیستند و می‌میرند، اما سلول‌هایی با مجموعه اضافی کاملاً خوب زنده می‌مانند. اگر یک زن با چنین مجموعه اضافی تخمک تولید کند، پس از لقاح، می تواند کودکی با ناهنجاری کروموزومی به دنیا بیاورد. در حالی که بدن جوان است، فرآیند تشکیل چنین سلول هایی را کاملاً محکم و به وضوح کنترل می کند، اگرچه کنترل هنوز صد در صد نیست، اما با افزایش سن، کنترل کاهش می یابد. بنابراین، پزشکان در مورد افزایش خطر داشتن فرزندی با ناهنجاری های ارثی و کروموزومی با افزایش سن یک زن (و همچنین یک مرد) صحبت می کنند.

تقسیم نابرابر سلولی نادرست می تواند تحت تأثیر عوامل محیطی مختلف و وضعیت داخلی بدن باشد. بنابراین، هنگامی که زنان و مردان در شرایط تولید خطرناک کار می کنند، خطرات افزایش می یابد، همانطور که کسانی که در شرایط محیطی نامناسب زندگی می کنند، اغلب بیمار می شوند، سابقه خانوادگی بیماری های ارثی دارند و غیره. متأسفانه مردی نمی تواند از وضعیت تخمک و اسپرم خود از نظر ناهنجاری های ژنتیکی بداند. از هر 400 تخمک در طول عمر، تنها یک تخمک ممکن است دارای نقص باشد، یا از هر میلیارد اسپرم معیوب، یکی ممکن است تشکیل شود. محاسبه این غیرممکن است. اما عامل خطر در قالب سن یک واقعیت است، اما نه حکم اعدام!

انواع سندرم های کروموزومی

من شما را با سخنرانی‌های طولانی درباره ژنتیک و فناوری‌های مولکولی خسته نمی‌کنم؛ بیایید ناهنجاری‌های احتمالی را به صورت کلی بیان کنیم. در مجموع، بیش از دویست سندرم کروموزومی و ناهنجاری شناخته شده است، با توجه به اینکه یک فرد در هر یک از آنها 23 جفت کروموزوم دارد. از جمله کروموزوم های جنسی، انواع مختلفی از ناهنجاری ها ممکن است. گزینه ها می توانند متفاوت باشند - کامل یا ناقص (تریزومی جزئی)، حذف کروموزوم، مونوزومی یک جفت کروموزوم، جابجایی موزاییک، نقص ژن و غیره. هر نوع از نظر پیش آگهی برای زندگی و سلامتی کم و بیش مطلوب است.

مطلوب ترین سندرم پیش آگهی از نظر ناهنجاری های کروموزومی، به اصطلاح جابه جایی های متعادل است - این تبادل بخش هایی از کروموزوم های مشابه با یکدیگر است. در چنین افرادی، ظاهر و عملکرد بدن هیچ تفاوتی با یک فرد معمولی ندارد، ویژگی های ژنتیکی آنها را تنها می توان با تحقیقات ویژه آشکار کرد. اما چنین افرادی به شدت افزایش یافته و دارای فرزندی با اختلالات ژنتیکی هستند. از آنجایی که آنها خود حامل کروموزوم های پاتولوژیک هستند. برای چنین والدینی، خطر داشتن نوزادانی با ناهنجاری از 5 درصد در شرایط عادی به 50 درصد افزایش می یابد.

یکی دیگر از انواع اختلالات کروموزومی، تریزومی موزاییک یا حذف کروموزومی است. این وجود چنین سلول هایی است نه در همه اندام ها و بافت ها، و هر چه تعداد بافت های دارای نقص بیشتر باشد، پیش آگهی برای زندگی و سلامتی بدتر از نظر شکل گیری نقص های رشدی است. شدیدترین انواع آن تریزومی کامل (یک جفت از سه کروموزوم در همه سلول ها) یا مونوزومی (یک جفت فقط یک کروموزوم در همه سلول ها) است. با چنین نقایصی، اکثر بارداری ها به دلیل فعال شدن مکانیسم انتخاب طبیعی توسط طبیعت، در مراحل اولیه به خاتمه بارداری ختم می شوند.

اگر جنین قبل از هفته 20-22 رشد کند، آسیب شناسی شدید حاملگی اغلب با سقط جنین، تهدید به سقط جنین، افزایش لحن رحم، پیری زودرس جفت، هیپوکسی و سمیت رخ می دهد. همچنین ممکن است گزینه هایی برای توسعه بارداری قبل از ترم وجود داشته باشد و پس از آن پیش آگهی برای کودک به شدت ناهنجاری های خاص بستگی دارد؛ به طور متوسط، امید به زندگی افراد مبتلا به آسیب شناسی کروموزومی حدود 30 سال است. وضعیت سلامت و سطح هوش این گونه افراد به درجه و عمق آسیب بستگی دارد؛ بسیاری از کودکان کاملاً طبیعی زندگی می کنند و رشد می کنند و می توانند از خود مراقبت کنند. آنها کار کاملاً عملی انجام می دهند و با همسالان خود ارتباط برقرار می کنند. بسیار دشوار است که در دوران بارداری بگوییم کودک متولد نشده چقدر مشکل ساز خواهد بود؛ تا حد زیادی به میزان آسیب به ماده ژنتیکی بستگی دارد.

چگونه تحقیق کنیم؟

بسیاری از والدین آینده این سوال را می پرسند: آیا می توان از قبل در مراحل اولیه فهمید که آیا کودک دارای آسیب شناسی کروموزومی است یا خیر؟ امروزه پزشکی تلاش می کند تا این گونه اختلالات را به موقع تشخیص دهد تا والدین به همراه پزشکان تصمیم بگیرند که آیا بارداری را ادامه دهند یا بهتر است آن را خاتمه دهند. یک سری معیارها وجود دارد که بر اساس آنها می توان به وجود بیماری های ژنتیکی و کروموزومی مشکوک شد (اما نه با احتمال صددرصد). اینها شامل تهدید به سقط جنین در مراحل اولیه و بعدها، در طول بارداری، درد آزاردهنده مداوم در شکم است. این یک علامت غیر اختصاصی است. خطر خاتمه بارداری در یک جنین کاملاً طبیعی نیز رخ می دهد؛ عوامل زیادی برای وقوع آن وجود دارد؛ این واقعیت به تنهایی برای سوء ظن کافی نیست.

شاخص های زیر ممکن است دلایل دیگری برای سوء ظن باشند:

افزایش ضخامت چین دهانه رحم در جنین بر اساس داده های اولتراسوند در هفته 12 بارداری،
- فعالیت حرکتی کم جنین و حرکات ناکافی
- سطوح پایین آلفا فتوپروترین و PAPP-A، در برابر افزایش سطح گنادوتروپین جفتی انسانی در هفته های 12-14 بارداری،
- تاخیر در رشد استخوان ها از 20-22 هفته و افزایش لگن کلیه جنین از همان دوره،
- توسعه نیافتگی و پیری زودرس جفت،
- علائم هیپوکسی جنین، داده های رضایت بخش در داپلومتری و CTG.
- تظاهرات پلی هیدرآمنیوس یا الیگوهیدرآمنیوس.

با این حال، تمام این علائم صد در صد دلیلی بر وجود مشکل در کودک نیست، این را فقط با انجام روش‌های تحقیقاتی تهاجمی می‌توان به طور قطعی دانست. این بیوپسی از پرز کوریونی (جفت)، و همچنین تجزیه و تحلیل مایع آمنیوتیک و نمونه خون بند ناف برای بررسی و شناسایی ژنوتیپ جنین است.
فردا در مورد معاینه مشکوک به سندرم داون به عنوان شایع ترین نقص کروموزومی صحبت خواهیم کرد.

روش های تشخیص سندرم داون در دوران بارداری

جهش های کروموزومی (در غیر این صورت انحرافات، بازآرایی ها نامیده می شود) تغییرات غیرقابل پیش بینی در ساختار کروموزوم ها هستند. آنها اغلب ناشی از مشکلاتی هستند که در طول تقسیم سلولی رخ می دهد. قرار گرفتن در معرض عوامل محیطی آغازگر یکی دیگر از علل احتمالی جهش های کروموزومی است. بیایید بفهمیم که این نوع تغییرات در ساختار کروموزوم ها چه تظاهراتی می تواند داشته باشد و چه پیامدهایی برای سلول و کل ارگانیسم دارد.

جهش ها مقررات عمومی

در زیست شناسی، جهش به عنوان تغییر دائمی در ساختار ماده ژنتیکی تعریف می شود. "مداوم" به چه معناست؟ این توسط نوادگان ارگانیسمی که دارای DNA جهش یافته است به ارث می رسد. این اتفاق به شرح زیر است. یک سلول DNA اشتباه دریافت می کند. تقسیم می شود و دو دختر ساختار آن را به طور کامل کپی می کنند، یعنی حاوی مواد ژنتیکی تغییر یافته نیز هستند. سپس چنین سلول‌هایی بیشتر و بیشتر می‌شوند و اگر ارگانیسم به تولید مثل ادامه دهد، فرزندان آن ژنوتیپ جهش یافته مشابهی دریافت می‌کنند.

جهش ها معمولا بدون برجای گذاشتن اثری از بین نمی روند. برخی از آنها آنقدر بدن را تغییر می دهند که نتیجه این تغییرات مرگ است. برخی از آنها بدن را مجبور می کنند تا به روشی جدید عمل کند و توانایی آن را برای سازگاری کاهش می دهد و منجر به آسیب شناسی های جدی می شود. و تعداد بسیار کمی از جهش ها برای بدن مفید است و در نتیجه توانایی آن را برای سازگاری با شرایط محیطی افزایش می دهد.

جهش ها به ژن، کروموزومی و ژنومی تقسیم می شوند. این طبقه بندی بر اساس تفاوت هایی است که در ساختارهای مختلف مواد ژنتیکی رخ می دهد. بنابراین، جهش‌های کروموزومی بر ساختار کروموزوم‌ها تأثیر می‌گذارند، جهش‌های ژنی بر توالی نوکلئوتیدها در ژن‌ها تأثیر می‌گذارند، و جهش‌های ژنومی تغییراتی در ژنوم کل ارگانیسم ایجاد می‌کنند و مجموعه کاملی از کروموزوم‌ها را اضافه یا کم می‌کنند.

بیایید در مورد جهش های کروموزومی با جزئیات بیشتری صحبت کنیم.

چه نوع بازآرایی های کروموزومی ممکن است رخ دهد؟

بسته به نحوه موضعی شدن تغییرات، انواع جهش های کروموزومی زیر مشخص می شوند.

1. داخل کروموزومی - تبدیل مواد ژنتیکی در یک کروموزوم.
2. بین کروموزومی - بازآرایی هایی که در نتیجه آن دو کروموزوم غیر همولوگ بخش های خود را مبادله می کنند. کروموزوم های غیر همولوگ حاوی ژن های مختلفی هستند و در طول میوز رخ نمی دهند.

هر یک از این نوع انحرافات مربوط به انواع خاصی از جهش های کروموزومی است.

حذف ها

حذف عبارت است از جدا شدن یا از دست دادن هر بخشی از کروموزوم. به راحتی می توان حدس زد که این نوع جهش درون کروموزومی است.

اگر بیرونی ترین قسمت کروموزوم از هم جدا شود، حذف پایانه نامیده می شود. اگر ماده ژنتیکی نزدیک به مرکز کروموزوم از بین برود، چنین حذفی بینابینی نامیده می شود.

این نوع جهش می تواند بر زنده ماندن ارگانیسم تأثیر بگذارد. به عنوان مثال، از دست دادن بخشی از کروموزوم که یک ژن خاص را کد می کند، ایمنی فرد را در برابر ویروس نقص ایمنی ایجاد می کند. این جهش تطبیقی ​​تقریباً 2000 سال پیش به وجود آمد و برخی از افراد مبتلا به ایدز تنها به این دلیل موفق به زنده ماندن شدند که به اندازه کافی خوش شانس بودند که کروموزوم هایی با ساختار تغییر یافته داشتند.

تکراری ها

یکی دیگر از انواع جهش داخل کروموزومی، مضاعف شدن است. این کپی کردن بخشی از یک کروموزوم است که در نتیجه یک خطا در طول به اصطلاح متقاطع یا عبور از آن در طول تقسیم سلولی رخ می دهد.

بخشی که به این روش کپی می شود می تواند موقعیت خود را حفظ کند، 180 درجه بچرخد یا حتی چندین بار تکرار شود و سپس چنین جهشی را تقویت می نامند.

در گیاهان، مقدار مواد ژنتیکی می تواند دقیقاً از طریق تکرارهای مکرر افزایش یابد. در این مورد، توانایی یک گونه کامل برای سازگاری معمولاً تغییر می کند، به این معنی که چنین جهش هایی از اهمیت تکاملی بالایی برخوردار هستند.

وارونگی ها

همچنین به جهش های داخل کروموزومی اشاره دارد. وارونگی چرخش یک بخش مشخص از کروموزوم به میزان 180 درجه است.

قسمتی از کروموزوم که در نتیجه وارونگی برمی گردد می تواند در یک طرف سانترومر (وارونگی پارامرکزی) یا در طرف مقابل آن (دو مرکز) باشد. سانترومر به اصطلاح ناحیه انقباض اولیه کروموزوم است.

به طور معمول، وارونگی بر علائم خارجی بدن تأثیر نمی گذارد و منجر به آسیب شناسی نمی شود. با این حال، این فرض وجود دارد که در زنان با وارونگی قسمت خاصی از کروموزوم نه، احتمال سقط جنین در دوران بارداری 30٪ افزایش می یابد.

جابجایی ها

جابجایی حرکت بخشی از یک کروموزوم به کروموزوم دیگر است. این جهش ها از نوع بین کروموزومی هستند. دو نوع جابجایی وجود دارد.

1. متقابل تبادل دو کروموزوم در نواحی خاص است.
2. رابرتسونین - ادغام دو کروموزوم با یک بازوی کوتاه (اکروسانتریک). در طی جابجایی رابرتسونین، بخش های کوتاهی از هر دو کروموزوم از بین می رود.

جابه جایی های متقابل منجر به مشکلاتی در فرزندآوری در افراد می شود. گاهی اوقات چنین جهش هایی باعث سقط جنین می شود یا منجر به تولد کودکانی با آسیب شناسی رشد مادرزادی می شود.

جابجایی رابرتسونین در انسان بسیار رایج است. به ویژه، اگر یک جابجایی در کروموزوم 21 رخ دهد، جنین دچار سندرم داون می شود که یکی از شایع ترین آسیب شناسی های مادرزادی گزارش شده است.

ایزوکروموزوم ها

ایزوکروموزوم ها کروموزوم هایی هستند که یک بازوی خود را از دست داده اند، اما آن را با یک کپی دقیق از بازوی دیگر خود جایگزین کرده اند. یعنی در اصل چنین فرآیندی را می توان حذف و وارونگی در یک بطری در نظر گرفت. در موارد بسیار نادر، چنین کروموزوم هایی دارای دو سانترومر هستند.

ایزوکروموزوم ها در ژنوتیپ زنان مبتلا به سندرم Shereshevsky-Turner وجود دارد.

همه انواع جهش های کروموزومی که در بالا توضیح داده شد در موجودات زنده مختلف از جمله انسان ذاتی هستند. چگونه خود را نشان می دهند؟

جهش های کروموزومی مثال ها

جهش می تواند در کروموزوم های جنسی و اتوزوم ها (همه کروموزوم های جفت دیگر سلول) رخ دهد. اگر جهش زایی کروموزوم های جنسی را تحت تأثیر قرار دهد، عواقب آن برای بدن معمولاً شدید است. آسیب شناسی های مادرزادی ایجاد می شود که بر رشد ذهنی فرد تأثیر می گذارد و معمولاً در تغییرات فنوتیپ بیان می شود. یعنی موجودات جهش یافته ظاهراً با موجودات عادی متفاوت هستند.

جهش های ژنومی و کروموزومی در گیاهان بیشتر رخ می دهد. با این حال، آنها هم در حیوانات و هم در انسان یافت می شوند. جهش های کروموزومی، که نمونه هایی از آنها را در زیر بررسی خواهیم کرد، خود را در بروز آسیب شناسی های ارثی شدید نشان می دهند. اینها عبارتند از سندرم ولف-هیرشهورن، سندرم "گربه گریه کن"، بیماری تریزومی جزئی در بازوی کوتاه کروموزوم 9 و همچنین برخی دیگر.

سندرم گریه گربه

این بیماری در سال 1963 کشف شد. این به دلیل مونوزومی جزئی در بازوی کوتاه کروموزوم 5، ناشی از حذف رخ می دهد. از هر 45000 کودک یک نفر با این سندرم متولد می شود.

چرا این بیماری چنین نامی پیدا کرد؟ کودکانی که از این بیماری رنج می برند، گریه خاصی دارند که شبیه میو گربه است.

هنگامی که بازوی کوتاه کروموزوم پنجم حذف می شود، ممکن است قسمت های مختلف آن از بین برود. تظاهرات بالینی بیماری مستقیماً به این بستگی دارد که کدام ژن در طول این جهش از بین رفته است.

ساختار حنجره در همه بیماران تغییر می کند، به این معنی که "گریه گربه" بدون استثنا برای همه مشخص است. اکثر افرادی که از این سندرم رنج می برند، تغییر در ساختار جمجمه را تجربه می کنند: کاهش در ناحیه مغز، چهره ای به شکل ماه. در مورد سندرم «گربه گریه کن»، گوش ها معمولاً پایین قرار می گیرند. گاهی اوقات بیماران آسیب شناسی مادرزادی قلب یا سایر اندام ها دارند. عقب ماندگی ذهنی نیز به یک ویژگی بارز تبدیل می شود.

به طور معمول، بیماران مبتلا به این سندرم در اوایل کودکی می میرند، تنها 10٪ از آنها تا سن ده سالگی زنده می مانند. با این حال، مواردی از طول عمر با سندرم "گریه گربه" - تا 50 سال نیز وجود داشته است.

سندرم ولف هیرشهورن

این سندرم بسیار کمتر شایع است - 1 مورد در هر 100000 تولد. علت آن حذف یکی از بخش های بازوی کوتاه کروموزوم چهارم است.

تظاهرات این بیماری متنوع است: تاخیر در رشد حوزه جسمی و ذهنی، میکروسفالی، بینی منقاری شکل مشخص، استرابیسم، شکاف کام یا لب بالایی، دهان کوچک، نقص اندام های داخلی.

بیماری Wolf-Hirschhorn مانند بسیاری دیگر از جهش‌های کروموزومی انسان به عنوان نیمه کشنده طبقه‌بندی می‌شود. این بدان معنی است که زنده ماندن بدن با چنین بیماری به طور قابل توجهی کاهش می یابد. کودکانی که مبتلا به سندرم ولف هیرشهورن تشخیص داده شده اند معمولاً بیش از یک سال زندگی نمی کنند، اما یک مورد ثبت شده است که در آن بیمار 26 سال زندگی کرده است.

سندرم تریزومی جزئی در بازوی کوتاه کروموزوم 9

این بیماری به دلیل تکرار نامتعادل در کروموزوم نهم ایجاد می شود که در نتیجه مواد ژنتیکی بیشتری روی این کروموزوم وجود دارد. در مجموع، بیش از 200 مورد چنین جهش هایی در انسان شناخته شده است.

تصویر بالینی با تاخیر در رشد فیزیکی، عقب ماندگی ذهنی خفیف و حالت چهره مشخص توصیف می شود. نقایص قلبی در یک چهارم همه بیماران دیده می شود.

با سندرم تریزومی جزئی بازوی کوتاه کروموزوم 9، پیش آگهی هنوز نسبتاً مطلوب است: بیشتر بیماران تا سنین بالا زنده می مانند.

سایر سندرم ها

گاهی اوقات جهش های کروموزومی حتی در بخش های بسیار کوچک DNA رخ می دهد. بیماری ها در این گونه موارد معمولاً در اثر تکرار یا حذف ایجاد می شوند و به ترتیب میکرودوپلیکاسیون یا میکروحذف نامیده می شوند.

شایع ترین چنین سندرمی بیماری پرادر ویلی است. به دلیل حذف ریز بخشی از کروموزوم 15 رخ می دهد. جالب اینجاست که این کروموزوم باید توسط بدن از پدر دریافت شود. در نتیجه ریز حذف ها، 12 ژن تحت تأثیر قرار می گیرند. بیماران مبتلا به این سندرم دارای عقب ماندگی ذهنی، چاقی و معمولاً دارای پاها و دست های کوچک هستند.

نمونه دیگری از این گونه بیماری های کروموزومی سندرم سوتوس است. یک ریزحذف روی بازوی بلند کروموزوم 5 رخ می دهد. تصویر بالینی این بیماری ارثی با رشد سریع، افزایش اندازه دست ها و پاها، وجود پیشانی محدب و برخی عقب ماندگی ذهنی مشخص می شود. بروز این سندرم ثابت نشده است.

جهش های کروموزومی، به طور دقیق تر، حذف های کوچک در نواحی کروموزوم های 13 و 15، به ترتیب باعث ایجاد تومور ویلمز و رتین بلاستوم می شوند. تومور ویلمز یک سرطان کلیه است که عمدتاً در کودکان رخ می دهد. رتینوبلاستوما یک تومور بدخیم شبکیه است که در کودکان نیز دیده می شود. این بیماری ها در صورتی که در مراحل اولیه تشخیص داده شوند قابل درمان هستند. در برخی موارد، پزشکان به مداخله جراحی متوسل می شوند.

طب مدرن بسیاری از بیماری ها را از بین می برد، اما هنوز درمان یا حداقل پیشگیری از جهش های کروموزومی ممکن نیست. آنها را فقط در ابتدای رشد جنین می توان تشخیص داد. با این حال، مهندسی ژنتیک ثابت نیست. شاید به زودی راهی برای پیشگیری از بیماری های ناشی از جهش های کروموزومی پیدا شود.

جهش های کروموزومی (بازآرایی یا انحراف)- اینها تغییراتی در ساختار کروموزوم ها هستند که می توان آنها را در زیر میکروسکوپ نوری شناسایی و بررسی کرد.

انواع مختلفی از بازآرایی ها شناخته شده است:

1. فقدان،یا سرپیچی،- از دست دادن بخش های انتهایی کروموزوم؛
2. حذف- از دست دادن بخشی از کروموزوم در قسمت میانی آن؛
3. تکثیر. مضاعف شدن -تکرار دو یا چندگانه ژن های موضعی در ناحیه خاصی از کروموزوم؛
4. وارونگی- چرخش یک بخش کروموزوم به میزان 180 درجه، در نتیجه ژن های این بخش در توالی معکوس نسبت به معمول قرار می گیرند.
5. جابجایی- تغییر در موقعیت هر قسمت از یک کروموزوم در مجموعه کروموزوم. رایج ترین نوع جابجایی ها متقابل هستند که در آن نواحی بین دو کروموزوم غیر همولوگ مبادله می شوند. بخشی از یک کروموزوم می تواند بدون تبادل متقابل موقعیت خود را تغییر دهد، در همان کروموزوم باقی بماند یا در کروموزوم دیگری قرار گیرد.

در کمبودها، حذف هاو تکراری هامقدار مواد ژنتیکی تغییر می کند. درجه تغییر فنوتیپی بستگی به این دارد که نواحی کروموزوم مربوطه چقدر بزرگ هستند و اینکه آیا آنها حاوی ژن های مهم هستند یا خیر. نمونه هایی از کمبودها در بسیاری از موجودات از جمله انسان شناخته شده است. بیماری ارثی شدید - سندرم "گریه گربه".(نامگذاری شده بر اساس ماهیت صداهای تولید شده توسط نوزادان بیمار) به دلیل هتروزیگوسیتی به دلیل کمبود در کروموزوم 5 ایجاد می شود. این سندرم با اختلال شدید رشد و عقب ماندگی ذهنی همراه است. کودکان مبتلا به این سندرم معمولا زود می میرند، اما برخی زنده می مانند

جهش های ژنومی- تغییر در تعداد کروموزوم های ژنوم سلول های بدن. این پدیده در دو جهت رخ می دهد: به سمت افزایش تعداد کل مجموعه هاپلوئید (پلی پلوئیدی)و به سمت از دست دادن یا گنجاندن کروموزوم های منفرد (آنئوپلوئیدی).

پلی پلوئیدی- افزایش چندگانه در مجموعه هاپلوئید کروموزوم ها. سلول هایی با تعداد متفاوت مجموعه کروموزوم هاپلوئید تریپلوئید (3n)، تتراپلوئید (4n)، هگزانلوید (6n)، اکتاپلوید (8n) و غیره نامیده می شوند.

بیشتر اوقات، پلی پلوئیدها زمانی تشکیل می شوند که ترتیب واگرایی کروموزوم به قطب های سلولی در طی میوز یا میتوز مختل شود. این می تواند ناشی از عوامل فیزیکی و شیمیایی باشد. مواد شیمیایی مانند کلشی سین تشکیل دوک میتوزی را در سلول هایی که شروع به تقسیم کرده اند سرکوب می کنند، در نتیجه کروموزوم های تکراری از هم جدا نمی شوند و سلول چهار وجهی می شود.

برای بسیاری از گیاهان به اصطلاح سری پلی پلوئیدآنها شامل فرم های 2 تا 10n و بیشتر هستند. به عنوان مثال، یک سری پلی پلوئید از مجموعه کروموزوم های 12، 24، 36، 48، 60، 72، 96، 108 و 144 از نمایندگان جنس Solanum تشکیل شده است. سرده گندم (Triticum) نشان دهنده یک سری است که اعضای آن دارای 34، 28 و 42 کروموزوم هستند.

پلی پلوئیدی منجر به تغییراتی در ویژگی های یک موجود زنده می شود و بنابراین منبع مهمی از تنوع در تکامل و انتخاب، به ویژه در گیاهان است. این به این دلیل است که هرمافرودیتیسم (خود گرده افشانی)، آپومیکسیس (پارتوژنز) و تکثیر رویشی در موجودات گیاهی بسیار گسترده است. بنابراین، حدود یک سوم از گونه های گیاهی رایج در سیاره ما پلی پلوئیدها هستند و در شرایط شدید قاره ای کوه های مرتفع پامیر، تا 85٪ از پلی پلوئیدها رشد می کنند. تقریباً تمام گیاهان کشت شده نیز پلی پلوئید هستند که بر خلاف خویشاوندان وحشی خود، گلها، میوه ها و دانه های بزرگتری دارند و مواد مغذی بیشتری در اندام های ذخیره سازی (ساقه، غده ها) جمع می شوند. پلی پلوئیدها راحت تر با شرایط نامساعد زندگی سازگار می شوند و دمای پایین و خشکسالی را راحت تر تحمل می کنند. به همین دلیل در نواحی شمالی و کوهستانی مرتفع فراوانی دارند.

مبنای افزایش شدید بهره وری اشکال پلی پلوئیدی گیاهان زراعی این پدیده است پلیمرها.

آنیوپلوئیدی،یا هتروپلویدی،- پدیده ای که در آن سلول های بدن حاوی تعداد تغییر یافته ای از کروموزوم ها هستند که مضربی از مجموعه هاپلوئید نیستند. آنیوپلوئیدها زمانی به وجود می آیند که کروموزوم های همولوگ منفرد در طول میتوز و میوز از هم جدا نمی شوند یا از بین می روند. در نتیجه عدم تفکیک کروموزوم در طول گامتوژنز، سلول‌های زایا با کروموزوم‌های اضافی می‌توانند ایجاد شوند و سپس، پس از همجوشی بعدی با گامت‌های هاپلوئید طبیعی، یک زیگوت 2n + 1 را تشکیل می‌دهند. (تریزومی)روی یک کروموزوم خاص اگر یک کروموزوم کمتر در گامت وجود داشته باشد، لقاح بعدی منجر به تشکیل یک زیگوت 1n - 1 می شود. (تک‌سومی)روی هر یک از کروموزوم ها علاوه بر این، اشکال 2n - 2 یا وجود دارد پوچ شناسی،از آنجایی که هیچ جفت کروموزوم همولوگ وجود ندارد و 2n + ایکس،یا پلی سومی

آنیوپلوئیدها در گیاهان و حیوانات و همچنین در انسان یافت می شوند. گیاهان آنیوپلوئیدی زنده مانی و باروری پایینی دارند و در انسان این پدیده اغلب منجر به ناباروری می شود و در این موارد ارثی نمی باشد. در کودکان متولد شده از مادران بالای 38 سال، احتمال آنوپلوئیدی افزایش می یابد (تا 2.5٪). علاوه بر این موارد آنوپلوئیدی در انسان باعث بیماری های کروموزومی می شود.

در حیوانات دوپایه، چه در شرایط طبیعی و چه در شرایط مصنوعی، پلی پلوئیدی بسیار نادر است. این به این دلیل است که پلی پلوئیدی که باعث تغییر در نسبت کروموزوم های جنسی و اتوزوم ها می شود، منجر به اختلال در کونژوگه کروموزوم های همولوگ می شود و در نتیجه تعیین جنسیت را پیچیده می کند. در نتیجه، چنین اشکالی استریل و کمتر قابل دوام هستند.

دلایل متعددی برای نقض برنامه ژنتیکی یک سلول وجود دارد.

تغییرات در ساختار بیوشیمیایی ژن ها عبارتند از:

• جهش های نقطه ای با از دست دادن هر یک از نوکلئوتیدها که منجر به اختلال در برنامه ریزی اطلاعات ژنتیکی می شود.
• از دست دادن بخشی از کروموزوم؛
• پلیمریزاسیون با تشکیل مناطق کروموزوم اضافی.

ممکن است یک یا چند کروموزوم جدید وجود نداشته باشد یا ظاهر شود.

فعال شدن ژن های پاتولوژیکممکن است مرتبط باشد:

• با تغییرات ساختاری در ژن های تنظیم کننده،
• با فعال شدن ژن های کشنده به دلیل هموزیگوسیتی برای ژن های اتوزومال مغلوب یا تظاهر ژن های بیماری زا مرتبط با جنسیت.

علاوه بر این، تظاهر یک صفت اتوزومی مغلوب بیماریزا ممکن است با ژن دیگری (ژن ها و صفات مرتبط) مرتبط باشد.

معرفی یک قطعه DNA خارجی با خواص بیماری زایی به ژنومبه عنوان مثال، یک ویروس، می تواند منجر به مرگ سلولی یا تداوم ویروس در داخل آن شود. این تداوم اغلب منجر به رشد تومور بدخیم می شود. در شرایط آزمایشی، محققان هر دو ژن پاتولوژیک و گمشده را به یک سلول معرفی می کنند (مهندسی ژنتیک).

تمام اختلالات ژنومی ذکر شده قابل انتقال هستند از طریق ارثاگر در سلول‌های زایا ایجاد شوند یا بدون ارث منجر به تغییرات جسمانی در بدن حیوان شوند (ژنوم در سلول‌های سوماتیک تغییر می‌کند).

ماده ژنتیکی را می توان چنان تغییر داد که حتی با مطالعه کروموزوم ها با استفاده از میکروسکوپ نوری در حین تقسیم، به وضوح قابل مشاهده است. اینها به اصطلاح هستند جهش های ژنومی و کروموزومی

جهش های ژنومی منجر شدن تغییر فاحش در ساختارمواد ارثی هسته ای به طور کلی همراه با تغییر در تعداد و شکل کروموزوم ها، نسبت محتوای آنها در سلول های مختلف. اغلب، جهش‌های ژنومی با آنئوپلوئیدی، هتروپلوئیدی یا پلی پلوئیدی مشخص می‌شوند که اغلب در سلول‌های تومور بدخیم هنگامی که میتوز مختل می‌شود (با کاهش میتوز) مشاهده می‌شود. یک جهش ژنومی ممکن است به این دلیل باشد که یکی از کروموزوم ها نه با دو، که معمولاً در یک سلول سوماتیک، بلکه با سه یا چند نسخه نشان داده می شود. نمونه ای از چنین جهشی سندرم داون است.

جهش های کروموزومی زمانی اتفاق می‌افتد که ساختار هر کروموزوم تغییر می‌کند، اندازه بازوها افزایش یا کاهش می‌یابد، بخشی از یک کروموزوم به کروموزوم دیگر منتقل می‌شود، یا بخشی از کروموزوم 180 درجه می‌چرخد. فقدان یکی از بخش های کروموزومی نامیده می شود حذف. از دست دادن بخش های قابل توجهی از کروموزوم معمولاً منجر به مرگ ارگانیسم می شود. تکثیر بخشی از کروموزوم - تکثیر. مضاعف شدنمعکوس شدن 180 درجه یک بخش کروموزوم به عنوان وارونگی تعیین می شود و ممکن است از نظر فنوتیپی آشکار نشود. تبادل نواحی بین کروموزوم های غیر همولوگ - جابجایی- معمولاً منجر به اختلالات رشدی بدن می شود که با زندگی ناسازگار است.

ژن یا جهش نقطه ای جایگزینی نوکلئوتیدهای منفرد یا بخش های کوچکی از ژنوم در یک ژن است. جهش ژن در طول بررسی بافت شناسی نامرئی است، اما فنوتیپ سلول را تغییر می دهد، که منجر به تشکیل ویژگی های جدید در سلول و / یا در کل بدن می شود.

برجسته جهش های ساختاری هنگامی که یک نوکلئوتید با نوکلئوتید دیگری جایگزین می شود، مارپیچ دوگانه DNA تغییر می کند.

گاهی اوقات یک جهش اطلاعات ذخیره شده توسط ژنوم را تغییر نمی دهد. این تغییر در ژنوم نامیده می شود جهش خاموش . اگر یک جهش باعث تحریف اطلاعات ذخیره شده توسط ژنوم شود، نامیده می شود جهشی که معنای بیولوژیکی اطلاعات ارثی را تحریف می کند. این منجر به تشکیل آنزیم هایی با فعالیت تغییر یافته می شود و ویژگی های جدیدی را ارائه می دهد که برای سلول و کل ارگانیسم غیرمعمول است.

تحت جهشی که معنی ندارد جهش ژنی را درک کنید که ساختار یک ژن را تغییر می دهد به گونه ای که خواندن اطلاعات از آن غیرممکن می شود یا یک توالی mRNA تشکیل می شود که توسط ریبوزوم قابل ترجمه نیست.

جهش زاها - اینها عواملی از هر ماهیتی هستند که ساختار ژنوم را تغییر می دهند و باعث جهش می شوند. برجسته جهش زاهای درون زا و اگزوژن. اینها ممکن است تأثیراتی باشد طبیعت فیزیکی(اشعه یونیزان، اشعه ماوراء بنفش، آسیب، درجه حرارت بالا). جهش زاهای شیمیاییبرخی از آفت کش ها، سموم صنعتی (بنزن، بنزوپیرن، اپوکسیدها، برخی آلدئیدها)، ترکیبات جیوه، سیتواستاتیک ها هستند. برخی از آنها اثر جهش زایی دارند مکمل های غذایی(سیکلامات ها، کربوهیدرات های معطر)، ترکیبات پراکسید لیپید، رادیکال های آزاد اکسیژن موجود در پراکسید هیدروژن و ازن.

در نتیجه جهش، بیماری های ژنتیکی ایجاد می شود.

• بیماری هایی که به طور کامل توسط یک ژن پاتولوژیک ایجاد می شوند. این اختلالات همیشه بدون توجه به ویژگی هایی که مقدم بر فعالیت حیاتی سلول ها و کل ارگانیسم است ظاهر می شوند. به طور معمول، تظاهرات ناشی از چنین جهش هایی را می توان از لحظه تولد حیوان یا شخص مشاهده کرد.
• بیماری هایی که در آنها عامل ژنتیکی تنها در صورت وجود شرایط محیطی مناسب و ویژگی های رشد فردی خود را نشان می دهد. بنابراین، گرایش به دیابت ممکن است بسته به عادات غذایی خود را نشان دهد. این نوع بیماری ارثی تقریباً همیشه پس از تولد و گاهی در سنین بالا تشخیص داده می شود.
• بیماری هایی که وراثت عامل اصلی آن است. این بیماری خود را نشان می دهد، اما درجه، سرعت و شدت آن به دلیل سطح تجمع در بدن از پیامدهای تأثیر عوامل اتیولوژیکی که در روند زندگی ایجاد می شود متفاوت است.

بیماری های ارثی می توانند توسط مکانیسم توارث اتوزومال غالب و اتوزومال مغلوب منتقل شوند و به جنسیت مرتبط باشند.

بیماری های ارثی مرتبط با جنسیت در اثر انتقال اختلالات ژنی در کروموزوم های جنسی ایجاد می شود، بنابراین تظاهرات بیماری ارتباط مستقیمی با جنسیت فرد دارد.

گاهی جهش‌های ژنی از طریق کروموزوم‌های سوماتیک منتقل می‌شوند و وقوع آنها به جنسیت بستگی دارد. به عنوان مثال، آترواسکلروز عروقی، تحت شرایط یکسان، در مردان زودتر ایجاد می شود، زیرا هورمون های جنسی زنانه از پیشرفت بیماری جلوگیری می کنند.

نقض در اجرای برنامه ژنتیکی با پدیده های زیر همراه است.

اختلالات میتوز با توزیع نابرابر کروموزوم ها (کاهش میتوز یا آمیتوز) همراه است و منجر به دیسپلازی (تشکیل سلول های هیولایی) می شود.

یکی دیگر از پیامدهای احتمالی، تشکیل سلول های پلی پلوئید یا چند هسته ای است. سرکوب گسترده میتوز هنگامی که سلول ها توانایی تقسیم را از دست می دهند منجر به اختلال در بازسازی اندام ها و بافت ها می شود. دلایل تغییر در تنظیم اپرون، آسیب به مرکز سلول یا میکروتوبول ها، تغییر در سیتوتومی در پس زمینه اختلال در تشکیل میکروتوبول ها و برهمکنش های اکتومینیوزین، اختلال در تامین انرژی برای تقسیم و غیره است.