Hilangnya bagian tengah kromosom. Hilangnya sebagian kromosom disebut. Kelainan kromosom yang kurang umum

Semua penyakit keturunan disebabkan oleh mutasi, yaitu cacat pada materi genetik.

Penyakit kromosom- penyakit yang disebabkan oleh kromosom dan genom dan

Perubahan yang menyebabkan penyakit:

• hilangnya sebagian kromosom;
• menambahkan bagian baru atau bahkan seluruh kromosom

Seperti kita ketahui, ada kromosom non-seks - .

mari kita pertimbangkan autosomal(kromosom) penyakit - mereka yang diwariskan dan tidak bergantung pada gender

Penghapusan- penataan ulang kromosom, di mana sebagian kromosom hilang. Penghapusan ini mungkin disebabkan oleh kerusakan kromosom atau akibat persilangan yang tidak seimbang.

1. Ada kesamaan penghapusan kromosom 5

(sindrom kucing menangis)

Penyakit ini cukup jarang terjadi, gejalanya adalah:

• keterlambatan perkembangan;
• distrofi otot;
• wajah seperti kucing (mata tertuju);
• suatu pelanggaran pada struktur laring, sehingga anak mengeluarkan tangisan yang mirip dengan suara mengeong kucing (sesuai dengan namanya)

2. Penghapusan kromosom ke-3

Organisme seperti itu tidak dapat bertahan hidup.

Ternyata penataan ulang atau hilangnya satu bagian kecil saja dari sebuah kromosom menyebabkan komplikasi yang cukup signifikan.

Penghapusan kromosom ke-21

(pendarahan, leukemia, anemia)

Penyakit kromosom ini ditandai dengan produksi sel darah merah yang sedikit atau berbentuk seperti sabit (anemia sel sabit). Karena sel darah merah bertanggung jawab untuk mengangkut oksigen, penyakit ini parah.

3. Trisomi pada kromosom 21

(Sindrom Down)

Kariotipe organisme semacam itu tidak mengandung dua, tetapi tiga 21 kromosom.

Ini adalah kelainan kromosom yang sangat umum. Frekuensi kelahiran 1:500 (0,2%).

Gejala:

1) Tipe wajah Mongoloid;

2) anggota tubuh yang memendek;

3) keterbelakangan mental (banyak ilmuwan membantah pernyataan ini. Orang dengan sindrom Down memiliki aktivitas mental yang “berbeda” dibandingkan kebanyakan orang normal);

Penyebab trisomi:

Biasanya, setiap sel manusia mengandung 23 pasang kromosom berbeda. Setiap kromosom membawa gen yang diperlukan untuk perkembangan dan pemeliharaan tubuh kita. Secara konseptual, seseorang mewarisi 23 kromosom dari ibu (melalui sel telur) dan 23 kromosom dari ayah (melalui sperma). Namun, terkadang seseorang mewarisi satu set kromosom tambahan dari salah satu orang tuanya. Dalam kasus sindrom Down, penyakit ini paling sering diturunkan dua salinan kromosom 21 dari ibu dan satu kromosom ke-21 dari ayah, sehingga totalnya ada tiga kromosom 21. Karena jenis pewarisan inilah maka sindrom Down disebut trisomi 21.

Masih ada beberapa penyakit kromosom lagi (trisomi), namun kami tidak akan membahasnya secara detail...

Mutasi kromosom seks

1. Trisomi X

Organisme dengan penyakit ini memiliki XXX, bukan dua X. Gangguan morfologi dan fungsional terutama berhubungan dengan sistem reproduksi. Orang dengan mutasi ini mungkin tidak menyadari kariotipenya.

(Ada juga tetrasomi - XXXX, dan pentasomi, tetapi kelainan perkembangan dalam kasus ini sudah serius)

2. Monosomi X

(sindrom Turner)

Terdapat penyimpangan baik dalam perkembangan mental maupun fisik (terutama seksual).

3. Sindrom XXY atau XYU

(Sindrom Kleintelfer)

XXY - memanifestasikan dirinya sebagai tubuh banci (karakteristik seksual sekunder) pada pria. Orang dengan penyakit kromosom seperti itu sehat secara mental, tetapi tidak subur.

XYY - sehat, dapat mempunyai keturunan, tetapi agresif (berbahaya secara sosial).

Ini tidak semua mutasi yang diketahui ilmu pengetahuan dan kedokteran. Banyak di antaranya menyebabkan kematian pada tahap embrionik. Oleh karena itu, berbeda dengan penyakit gen, penyakit kromosom kecil kemungkinannya untuk diwariskan.

Kemarin saya dan suami menonton salah satu episode serial “The Female Doctor” yang menceritakan tentang seorang ibu yang mengandung anak kembar, dimana anak laki-laki tersebut diduga mengidap Down Syndrome. Suami saya mulai menanyai saya secara detail - dari mana asalnya dan mengapa penyakit kromosom terjadi pada anak-anak jika orang tuanya benar-benar sehat dan tidak ada masalah dalam keluarga?

Pertanyaannya benar, serius dan sangat kompleks, sulit dijawab, karena sayangnya kedokteran tidak sepenuhnya mengetahui mengapa kerusakan terjadi pada kromosom. Namun masalahnya memang ada, nyata, dan banyak wanita yang sangat khawatir selama kehamilan ketika dokter menyuruh mereka menjalani tes skrining untuk tes tersebut. Mari kita bicarakan ini secara detail.

Mengapa hal itu terjadi dan bagaimana hal itu terjadi?

Kerusakan gen dan kromosom merupakan kelainan serius pada tubuh, karena gen bertanggung jawab atas perkembangan tubuh, fungsi penuhnya, dan berbagai jenis penyakit. Kembali ke sekolah, Anda mempelajari dasar-dasar genetika dan mendapatkan gambaran umum tentang apa yang terjadi di dalam sel. Inti setiap sel dalam tubuh mengandung informasi tentang program kehidupan dan fungsinya. Dikemas secara padat menjadi 46 kromosom. Semua sel tubuh mempunyai kromosom ganda (genap), tetapi sel kelamin mempunyai setengah set.

Artinya, sel telur atau sperma manusia hanya memiliki 23 kromosom. Oleh karena itu, dari ibu dan ayah, setiap orang menerima setengah dari kumpulan kromosom dan, karenanya, karakteristiknya. Itu sebabnya kami terlihat seperti kedua orang tuanya. Namun tidak semua gen pada kromosom ini berfungsi; ada yang langsung bekerja, ada pula yang tumbuh dan berkembang, ada yang dalam tahap penuaan, dan sebagainya. Gen mana dan bagian kromosom mana yang diterima dari orang tua yang akan bekerja dan tidak bekerja - hanya Alam yang dapat memprediksi hal ini, kita tidak dapat mengetahuinya, setidaknya untuk saat ini...

Kadang-kadang kerusakan terjadi pada set kromosom, mungkin ada cacat pada tingkat satu gen, pada tingkat sekelompok gen - kemudian lebih sering bukan cacat perkembangan yang terjadi, tetapi penyakit dan sindrom keturunan, misalnya fenilketonuria. Kadang-kadang seluruh bagian kromosom (yang disebut lengan kromosom) mungkin menderita, yang dapat putus, berpindah tempatnya, dll.
Kehilangan atau duplikasi beberapa kromosom pada salah satu pasangan dapat terjadi, dan seseorang dilahirkan dengan set kromosom yang berbeda - paling sering ini adalah trisomi (bukan dua kromosom, tiga) pada salah satu pasangan kromosom, seperti misalnya pada sindrom Down (trisomi 21 pasang kromosom), sindrom Edwards (18 pasang kromosom) atau sindrom Patau (13 pasang kromosom).

Hal ini dapat terjadi akibat terganggunya proses pembelahan dan berkurangnya kendali tubuh terhadapnya. Yaitu akibat pembelahan sel (apakah itu sel germinal atau sel embrio). Semua kromosom berpasangan diikat di tengah oleh semacam jembatan atau tali, selama pembelahan jembatan atau tali ini harus terurai dan separuh kromosom harus menyebar ke kutub sel yang berbeda. Kemudian tubuh akan menambahkan salinan cermin serupa ke masing-masing bagian - maka pembelahan sel akan setara.

Jika, akibat pembelahan, jembatan tersebut tidak terlepas, maka dua bagian kromosom akan menuju ke satu sel, dan tidak satu pun ke sel lainnya. Kemudian di satu sel akan ada satu kromosom tambahan - dan di sel lainnya akan hilang. Sel dengan set kromosom yang tidak lengkap biasanya tidak dapat hidup dan mati, tetapi sel dengan set kromosom tambahan dapat bertahan dengan cukup baik. Jika seorang wanita menghasilkan sel telur dengan set tambahan seperti itu, maka jika dibuahi, dia bisa melahirkan anak dengan kelainan kromosom. Ketika tubuh masih muda, ia mengontrol proses pembentukan sel-sel tersebut dengan cukup ketat dan jelas, meskipun kontrolnya masih belum seratus persen, namun seiring bertambahnya usia, kontrolnya semakin berkurang. Oleh karena itu, dokter berbicara tentang peningkatan risiko memiliki anak dengan kelainan keturunan dan kromosom seiring bertambahnya usia seorang wanita (dan pria juga).

Pembelahan sel yang tidak seimbang dan tidak tepat dapat dipengaruhi oleh berbagai faktor lingkungan dan keadaan internal tubuh. Oleh karena itu, ketika perempuan dan laki-laki bekerja di kondisi produksi yang berbahaya, risikonya meningkat, begitu pula mereka yang tinggal di kondisi lingkungan yang buruk, sering sakit, memiliki riwayat penyakit keturunan dalam keluarga, dan lain-lain. Sayangnya, seorang pria tidak mungkin mengetahui kondisi sel telur dan spermanya dari segi kelainan genetik. Hanya satu dari setiap 400 sel telur seumur hidup yang mungkin terbentuk cacat, atau satu dari satu miliar sperma cacat dapat terbentuk. Tidak mungkin menghitungnya. Namun faktor risiko berupa usia adalah kenyataan, namun bukan hukuman mati!

Jenis sindrom kromosom.

Saya tidak akan membuat Anda bosan dengan ceramah panjang lebar tentang genetika dan teknologi molekuler; mari kita uraikan kemungkinan-kemungkinan anomali secara umum yang mungkin timbul. Secara total, lebih dari dua ratus sindrom dan anomali kromosom diketahui, mengingat seseorang memiliki 23 pasang kromosom di masing-masingnya. Termasuk kromosom seks, berbagai jenis kelainan mungkin terjadi. Pilihannya bisa berbeda - lengkap atau tidak lengkap (trisomi parsial), penghapusan kromosom, monosomi pasangan kromosom, translokasi mosaik, cacat gen, dll. Setiap jenis kurang lebih menguntungkan dalam hal prognosis kehidupan dan kesehatan.

Sindrom yang paling menguntungkan secara prognostik dalam hal kelainan kromosom adalah apa yang disebut translokasi seimbang - ini adalah pertukaran bagian kromosom yang serupa satu sama lain. Pada orang seperti itu, penampilan dan fungsi tubuh tidak berbeda dengan orang biasa, ciri-ciri genetika mereka hanya dapat diungkap melalui penelitian khusus. Namun orang-orang seperti ini mempunyai angka kelahiran anak dengan kelainan genetik yang meningkat tajam. Karena mereka sendiri adalah pembawa kromosom patologis. Bagi orang tua seperti itu, risiko melahirkan bayi dengan kelainan meningkat hingga 50%, dari 5% dalam kondisi normal.

Varian lain dari kelainan kromosom adalah trisomi mosaik atau penghapusan kromosom. Ini adalah keberadaan sel-sel tersebut tidak di semua organ dan jaringan, dan semakin banyak jaringan yang cacat, semakin buruk prognosis kehidupan dan kesehatan, dalam hal pembentukan cacat perkembangan. Varian yang paling parah adalah trisomi lengkap (satu pasang tiga kromosom di semua sel) atau monosomi (satu pasang hanya satu kromosom di semua sel). Dengan cacat seperti itu, sebagian besar kehamilan berakhir dengan terminasi kehamilan pada tahap awal karena terpicunya mekanisme seleksi alam secara alami.

Jika janin berkembang sebelum 20-22 minggu, patologi kehamilan yang parah sering terjadi dengan keguguran, ancaman keguguran, peningkatan tonus rahim, penuaan dini pada plasenta, hipoksia dan toksikosis. Mungkin juga ada pilihan untuk perkembangan kehamilan sebelum aterm, dan kemudian prognosis anak akan tergantung pada tingkat keparahan kelainan tertentu, rata-rata harapan hidup orang dengan kelainan kromosom adalah sekitar 30 tahun. Keadaan kesehatan dan tingkat kecerdasan orang-orang tersebut bergantung pada tingkat dan kedalaman kerusakannya; banyak dari anak-anak tersebut hidup dan berkembang secara normal dan dapat mengurus dirinya sendiri. Mereka melakukan pekerjaan yang cukup layak dan berkomunikasi dengan teman sebayanya. Sangat sulit untuk mengatakan selama kehamilan seberapa bermasalahnya bayi yang belum lahir; banyak hal bergantung pada tingkat kerusakan materi genetik.

Bagaimana cara melakukan penelitian?

Banyak calon orang tua yang bertanya-tanya: apakah mungkin untuk mengetahui terlebih dahulu pada tahap awal apakah anak tersebut memiliki kelainan kromosom dan yang mana? Saat ini, dunia kedokteran berupaya mendeteksi kelainan tersebut sejak dini, sehingga orang tua bersama dokter dapat memutuskan apakah akan melanjutkan perkembangan kehamilan atau lebih baik menghentikannya. Ada seperangkat kriteria tertentu yang dapat digunakan untuk mencurigai (tetapi tidak menentukan dengan kemungkinan seratus persen) adanya penyakit genetik dan kromosom. Ini termasuk ancaman keguguran pada tahap awal dan kemudian, selama kehamilan, nyeri terus-menerus di perut. Ini adalah gejala yang tidak spesifik. Ancaman terminasi kehamilan juga terjadi pada janin yang benar-benar normal; ada banyak faktor yang menyebabkan terjadinya hal tersebut; fakta ini saja tidak cukup untuk dicurigai.

Indikator berikut mungkin menjadi alasan tambahan kecurigaan:

Peningkatan ketebalan lipatan serviks pada janin menurut data USG pada usia kehamilan 12 minggu,
- aktivitas motorik janin rendah dan gerakan tidak mencukupi,
- rendahnya kadar alpha-fetoproterin dan PAPP-A, dengan latar belakang peningkatan kadar human chorionic gonadotropin pada kehamilan 12-14 minggu,
- keterlambatan pertumbuhan tulang dari 20-22 minggu dan peningkatan panggul ginjal janin dari periode yang sama,
- keterbelakangan dan penuaan dini plasenta,
- tanda-tanda hipoksia janin, data Dopplerometri dan CTG yang tidak memuaskan.
- manifestasi polihidramnion atau oligohidramnion.

Namun semua tanda tersebut bukanlah bukti seratus persen adanya masalah pada anak, hal ini hanya dapat diketahui secara pasti dengan melakukan metode penelitian yang invasif. Ini adalah biopsi vili korionik (plasenta), serta analisis cairan ketuban dan pengambilan sampel darah tali pusat untuk pemeriksaan dan identifikasi genotipe janin.
Besok kita akan membahas pemeriksaan dugaan sindrom Down, sebagai cacat kromosom yang paling umum.

Metode untuk mendiagnosis sindrom Down selama kehamilan.

Mutasi kromosom (atau disebut penyimpangan, penataan ulang) adalah perubahan struktur kromosom yang tidak dapat diprediksi. Hal ini paling sering disebabkan oleh masalah yang terjadi selama pembelahan sel. Paparan terhadap faktor lingkungan adalah kemungkinan penyebab lain mutasi kromosom. Mari kita cari tahu apa saja manifestasi dari perubahan struktur kromosom semacam ini dan apa konsekuensinya bagi sel dan seluruh organisme.

Mutasi. Ketentuan umum

Dalam biologi, mutasi diartikan sebagai perubahan permanen pada struktur materi genetik. Apa yang dimaksud dengan "gigih"? Itu diwarisi oleh keturunan organisme yang memiliki DNA mutan. Hal ini terjadi sebagai berikut. Satu sel menerima DNA yang salah. Ia membelah, dan dua anak perempuannya menyalin strukturnya sepenuhnya, yaitu, mereka juga mengandung materi genetik yang diubah. Lalu ada lebih banyak sel seperti itu, dan jika organisme melanjutkan reproduksi, keturunannya menerima genotipe mutan yang serupa.

Mutasi biasanya tidak berlalu begitu saja tanpa meninggalkan jejak. Beberapa di antaranya mengubah tubuh sedemikian rupa sehingga akibat dari perubahan tersebut adalah kematian. Beberapa di antaranya memaksa tubuh untuk berfungsi dengan cara baru, mengurangi kemampuannya untuk beradaptasi dan menyebabkan patologi yang serius. Dan sejumlah kecil mutasi menguntungkan tubuh, sehingga meningkatkan kemampuannya beradaptasi dengan kondisi lingkungan.

Mutasi dibagi menjadi gen, kromosom dan genom. Klasifikasi ini didasarkan pada perbedaan yang terjadi pada berbagai struktur materi genetik. Dengan demikian, mutasi kromosom mempengaruhi struktur kromosom, mutasi gen mempengaruhi urutan nukleotida dalam gen, dan mutasi genom membuat perubahan pada genom seluruh organisme, menambah atau mengurangi seluruh rangkaian kromosom.

Mari kita bicara tentang mutasi kromosom lebih detail.

Jenis penataan ulang kromosom apa yang dapat terjadi?

Tergantung pada bagaimana perubahan dilokalisasi, jenis mutasi kromosom berikut ini dibedakan.

1. Intrachromosomal - transformasi materi genetik dalam satu kromosom.
2. Interchromosomal - penataan ulang, sebagai akibat dari dua kromosom non-homolog bertukar bagiannya. Kromosom non-homolog mengandung gen yang berbeda dan tidak terjadi selama meiosis.

Masing-masing jenis penyimpangan ini berhubungan dengan jenis mutasi kromosom tertentu.

Penghapusan

Penghapusan adalah pemisahan atau hilangnya bagian mana pun dari kromosom. Mudah ditebak bahwa jenis mutasi ini bersifat intrachromosomal.

Jika bagian terluar dari suatu kromosom dipisahkan, penghapusannya disebut terminal. Jika materi genetik hilang lebih dekat ke pusat kromosom, penghapusan tersebut disebut interstisial.

Jenis mutasi ini dapat mempengaruhi kelangsungan hidup organisme. Misalnya, hilangnya bagian kromosom yang mengkode gen tertentu membuat seseorang kebal terhadap virus imunodefisiensi. Mutasi adaptif ini muncul sekitar 2.000 tahun yang lalu, dan beberapa penderita AIDS berhasil bertahan hidup hanya karena mereka cukup beruntung memiliki kromosom dengan struktur yang berubah.

Duplikasi

Jenis mutasi intrachromosomal lainnya adalah duplikasi. Ini adalah penyalinan bagian kromosom, yang terjadi sebagai akibat dari kesalahan selama apa yang disebut persilangan, atau persilangan, selama pembelahan sel.

Bagian yang disalin dengan cara ini dapat mempertahankan posisinya, berputar 180°, atau bahkan diulang beberapa kali, dan mutasi seperti itu disebut amplifikasi.

Pada tumbuhan, jumlah materi genetik dapat meningkat justru melalui duplikasi yang berulang-ulang. Dalam hal ini, kemampuan seluruh spesies untuk beradaptasi biasanya berubah, yang berarti bahwa mutasi tersebut memiliki signifikansi evolusioner yang besar.

Inversi

Juga mengacu pada mutasi intrachromosomal. Inversi adalah rotasi bagian tertentu dari kromosom sebesar 180°.

Bagian kromosom yang terbalik akibat inversi dapat berada pada salah satu sisi sentromer (inversi parasentrik) atau pada sisi berlawanan (perikentrik). Sentromer adalah apa yang disebut wilayah penyempitan utama kromosom.

Biasanya, inversi tidak mempengaruhi tanda-tanda eksternal tubuh dan tidak menyebabkan patologi. Namun ada asumsi bahwa pada wanita dengan inversi bagian tertentu dari kromosom sembilan, kemungkinan keguguran selama kehamilan meningkat sebesar 30%.

Translokasi

Translokasi adalah perpindahan suatu bagian dari satu kromosom ke kromosom lainnya. Mutasi ini termasuk dalam tipe interkromosom. Ada dua jenis translokasi.

1. Timbal balik adalah pertukaran dua kromosom pada area tertentu.
2. Robertsonian - peleburan dua kromosom dengan lengan pendek (akrosentrik). Selama translokasi Robertsonian, bagian pendek dari kedua kromosom hilang.

Translokasi timbal balik menyebabkan masalah dalam melahirkan anak pada manusia. Terkadang mutasi seperti itu menyebabkan keguguran atau menyebabkan kelahiran anak dengan kelainan perkembangan bawaan.

Translokasi Robertsonian cukup umum terjadi pada manusia. Khususnya, jika terjadi translokasi yang melibatkan kromosom 21, janin mengalami sindrom Down, salah satu kelainan bawaan yang paling sering dilaporkan.

Isokromosom

Isokromosom adalah kromosom yang kehilangan salah satu lengannya, namun digantikan dengan salinan persis dari lengan lainnya. Artinya, pada hakikatnya proses seperti itu dapat dianggap penghapusan dan pembalikan dalam satu botol. Dalam kasus yang sangat jarang, kromosom tersebut memiliki dua sentromer.

Isokromosom terdapat pada genotipe wanita yang menderita sindrom Shereshevsky-Turner.

Semua jenis mutasi kromosom yang dijelaskan di atas melekat pada berbagai organisme hidup, termasuk manusia. Bagaimana mereka memanifestasikan diri mereka?

Mutasi kromosom. Contoh

Mutasi dapat terjadi pada kromosom seks dan autosom (semua kromosom sel berpasangan lainnya). Jika mutagenesis mempengaruhi kromosom seks, akibatnya bagi tubuh biasanya parah. Muncul patologi bawaan yang mempengaruhi perkembangan mental individu dan biasanya dinyatakan dalam perubahan fenotipe. Artinya, organisme mutan secara lahiriah berbeda dari organisme normal.

Mutasi genom dan kromosom lebih sering terjadi pada tumbuhan. Namun, mereka ditemukan pada hewan dan manusia. Mutasi kromosom, contoh yang akan kita bahas di bawah, memanifestasikan dirinya dalam terjadinya patologi keturunan yang parah. Ini adalah sindrom Wolf-Hirschhorn, sindrom “menangis kucing”, penyakit trisomi parsial pada lengan pendek kromosom 9, dan beberapa lainnya.

Tangisan sindrom kucing

Penyakit ini ditemukan pada tahun 1963. Ini terjadi karena monosomi parsial pada lengan pendek kromosom 5 yang disebabkan oleh penghapusan. Satu dari 45.000 anak dilahirkan dengan sindrom ini.

Mengapa penyakit ini mendapat nama seperti itu? Anak yang menderita penyakit ini memiliki ciri khas tangisan yang menyerupai suara mengeong kucing.

Ketika lengan pendek kromosom kelima dihilangkan, bagian-bagian lain dari kromosom tersebut mungkin hilang. Manifestasi klinis penyakit ini secara langsung bergantung pada gen mana yang hilang selama mutasi ini.

Struktur laring berubah pada semua pasien, yang berarti “tangisan kucing” merupakan ciri khas setiap orang tanpa kecuali. Kebanyakan orang yang menderita sindrom ini mengalami perubahan struktur tengkorak: penurunan area otak, wajah berbentuk bulan. Dalam kasus sindrom “menangis kucing”, telinga biasanya terletak rendah. Terkadang pasien memiliki kelainan bawaan pada jantung atau organ lainnya. Keterbelakangan mental juga menjadi ciri khasnya.

Biasanya penderita sindrom ini meninggal pada masa kanak-kanak, hanya 10% di antaranya yang bertahan hingga usia sepuluh tahun. Namun, ada juga kasus umur panjang dengan sindrom “tangisan kucing” - hingga 50 tahun.

Sindrom Wolf-Hirschhorn

Sindrom ini jauh lebih jarang terjadi - 1 kasus per 100.000 kelahiran. Hal ini disebabkan oleh penghapusan salah satu segmen lengan pendek kromosom keempat.

Manifestasi penyakit ini bermacam-macam: keterlambatan perkembangan lingkungan fisik dan mental, mikrosefali, ciri khas hidung berbentuk paruh, strabismus, langit-langit mulut sumbing atau bibir atas, mulut kecil, kelainan organ dalam.

Seperti banyak mutasi kromosom manusia lainnya, penyakit Wolf-Hirschhorn diklasifikasikan sebagai penyakit semi-mematikan. Ini berarti kelangsungan hidup tubuh dengan penyakit seperti itu berkurang secara signifikan. Anak-anak yang didiagnosis dengan sindrom Wolf-Hirschhorn biasanya tidak hidup melebihi usia 1 tahun, namun ada satu kasus yang tercatat dimana pasien hidup selama 26 tahun.

Sindrom trisomi parsial pada lengan pendek kromosom 9

Penyakit ini terjadi karena duplikasi yang tidak seimbang pada kromosom kesembilan, akibatnya materi genetik pada kromosom tersebut lebih banyak. Secara total, lebih dari 200 kasus mutasi pada manusia diketahui.

Gambaran klinisnya digambarkan dengan keterlambatan perkembangan fisik, keterbelakangan mental ringan, dan ekspresi wajah yang khas. Cacat jantung ditemukan pada seperempat dari seluruh pasien.

Dengan sindrom trisomi parsial pada lengan pendek kromosom 9, prognosisnya masih relatif baik: sebagian besar pasien bertahan hidup hingga usia tua.

Sindrom lainnya

Terkadang mutasi kromosom terjadi bahkan pada bagian DNA yang sangat kecil. Penyakit dalam kasus seperti ini biasanya disebabkan oleh duplikasi atau penghapusan, dan masing-masing disebut mikroduplikasi atau mikrodelesi.

Sindrom yang paling umum adalah penyakit Prader-Willi. Hal ini terjadi akibat mikrodelesi pada salah satu bagian kromosom 15. Menariknya, kromosom tersebut harus diterima tubuh dari sang ayah. Akibat mikrodelesi, 12 gen terpengaruh. Penderita sindrom ini mengalami keterbelakangan mental, obesitas, dan biasanya memiliki kaki dan tangan yang kecil.

Contoh lain dari penyakit kromosom tersebut adalah sindrom Sotos. Mikrodelesi terjadi pada lengan panjang kromosom 5. Gambaran klinis penyakit keturunan ini ditandai dengan pertumbuhan yang cepat, peningkatan ukuran tangan dan kaki, adanya dahi yang cembung, dan beberapa keterbelakangan mental. Insiden sindrom ini belum diketahui.

Mutasi kromosom, lebih tepatnya mikrodelesi pada area kromosom 13 dan 15, masing-masing menyebabkan tumor Wilms dan retinblastoma. Tumor Wilms adalah kanker ginjal yang terutama terjadi pada anak-anak. Retinoblastoma merupakan tumor ganas pada retina yang juga terjadi pada anak-anak. Penyakit-penyakit ini bisa diobati jika didiagnosis pada tahap awal. Dalam beberapa kasus, dokter melakukan intervensi bedah.

Pengobatan modern menghilangkan banyak penyakit, namun belum memungkinkan untuk menyembuhkan atau setidaknya mencegah mutasi kromosom. Mereka hanya dapat dideteksi pada awal perkembangan janin. Namun, rekayasa genetika tidak tinggal diam. Mungkin akan segera ditemukan cara untuk mencegah penyakit yang disebabkan oleh mutasi kromosom.

Mutasi kromosom (penataan ulang, atau penyimpangan)- Ini adalah perubahan struktur kromosom yang dapat diidentifikasi dan dipelajari di bawah mikroskop cahaya.

Berbagai jenis penataan ulang diketahui:

1. kekurangan, atau tantangan,- hilangnya bagian terminal kromosom;
2. penghapusan- hilangnya sebagian kromosom di bagian tengahnya;
3. duplikasi - pengulangan gen ganda atau ganda yang terlokalisasi di wilayah kromosom tertentu;
4. inversi- rotasi bagian kromosom sebesar 180°, akibatnya gen di bagian ini terletak dalam urutan terbalik dibandingkan dengan urutan biasanya;
5. translokasi- perubahan posisi bagian mana pun dari kromosom dalam kumpulan kromosom. Jenis translokasi yang paling umum adalah resiprokal, yaitu pertukaran wilayah antara dua kromosom non-homolog. Suatu bagian dari suatu kromosom dapat berubah posisinya tanpa pertukaran timbal balik, tetap berada dalam kromosom yang sama atau dimasukkan ke dalam kromosom lain.

Pada kekurangan, penghapusan Dan duplikasi jumlah perubahan materi genetik. Tingkat perubahan fenotipik bergantung pada seberapa besar daerah kromosom yang bersangkutan dan apakah daerah tersebut mengandung gen penting. Contoh defisiensi diketahui pada banyak organisme, termasuk manusia. Penyakit keturunan yang parah - sindrom "tangisan kucing".(dinamai berdasarkan sifat suara yang dikeluarkan oleh bayi yang sakit) disebabkan oleh heterozigositas karena kekurangan kromosom ke-5. Sindrom ini disertai dengan gangguan pertumbuhan yang parah dan keterbelakangan mental. Anak-anak dengan sindrom ini biasanya meninggal lebih awal, namun ada pula yang bertahan hidup

Mutasi genom- perubahan jumlah kromosom pada genom sel tubuh. Fenomena ini terjadi dalam dua arah: menuju peningkatan jumlah seluruh himpunan haploid (poliploidi) dan menuju hilangnya atau dimasukkannya kromosom individu (aneuploidi).

Poliploidi- peningkatan berganda pada set kromosom haploid. Sel dengan jumlah set kromosom haploid yang berbeda disebut triploid (3n), tetraploid (4n), heksanloid (6n), oktaploid (8n), dll.

Paling sering, poliploid terbentuk ketika urutan divergensi kromosom ke kutub sel terganggu selama meiosis atau mitosis. Hal ini dapat disebabkan oleh faktor fisik dan kimia. Bahan kimia seperti colchicine menekan pembentukan gelendong mitosis pada sel yang mulai membelah, akibatnya kromosom yang diduplikasi tidak terpisah dan sel menjadi tetrahedral.

Bagi banyak tanaman, apa yang disebut seri poliploid. Mereka termasuk formulir dari 2 hingga 10n dan lebih banyak lagi. Misalnya, rangkaian poliploid yang terdiri dari 12, 24, 36, 48, 60, 72, 96, 108 dan 144 kromosom terdiri dari perwakilan genus Solanum. Genus gandum (Triticum) mewakili rangkaian yang anggotanya memiliki 34, 28 dan 42 kromosom.

Poliploidi mengakibatkan perubahan karakteristik suatu organisme dan oleh karena itu merupakan sumber penting variasi dalam evolusi dan seleksi, terutama pada tumbuhan. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa hermafroditisme (penyerbukan sendiri), apomiksis (partenogenesis) dan perbanyakan vegetatif tersebar luas pada organisme tumbuhan. Oleh karena itu, sekitar sepertiga spesies tumbuhan yang umum di planet kita adalah poliploid, dan dalam kondisi benua yang tajam di pegunungan tinggi Pamir, hingga 85% poliploid tumbuh. Hampir semua tanaman budidaya juga bersifat poliploid, yang, tidak seperti kerabat liarnya, memiliki bunga, buah, dan biji yang lebih besar, serta lebih banyak unsur hara yang terakumulasi di organ penyimpanan (batang, umbi). Poliploid lebih mudah beradaptasi terhadap kondisi kehidupan yang tidak menguntungkan dan lebih mudah mentolerir suhu rendah dan kekeringan. Itu sebabnya mereka tersebar luas di daerah utara dan pegunungan tinggi.

Dasar dari peningkatan tajam produktivitas tanaman budidaya bentuk poliploid adalah fenomena tersebut polimer.

Aneuploidi, atau heteroploidi,- sebuah fenomena di mana sel-sel tubuh mengandung sejumlah kromosom yang berubah yang bukan merupakan kelipatan dari himpunan haploid. Aneuploid muncul ketika kromosom homolog individu tidak terpisah atau hilang selama mitosis dan meiosis. Akibat nondisjungsi kromosom selama gametogenesis, sel germinal dengan kromosom ekstra dapat muncul, dan kemudian, setelah fusi berikutnya dengan gamet haploid normal, mereka membentuk zigot 2n + 1 (trisomi) pada kromosom tertentu. Jika terdapat satu kromosom lebih sedikit dalam gamet, maka pembuahan selanjutnya mengarah pada pembentukan zigot 1n - 1 (monosomik) pada salah satu kromosom. Selain itu ada bentuk 2n - 2, atau nulisomik, karena tidak ada pasangan kromosom homolog, dan 2n+ X, atau polisomik.

Aneuploid ditemukan pada tumbuhan dan hewan, serta pada manusia. Tanaman aneuploid memiliki viabilitas dan kesuburan yang rendah, dan pada manusia fenomena ini sering menyebabkan kemandulan dan dalam kasus ini tidak diturunkan. Pada anak yang lahir dari ibu berusia di atas 38 tahun, kemungkinan terjadinya aneuploidi meningkat (hingga 2,5%). Selain itu, kasus aneuploidi pada manusia menyebabkan penyakit kromosom.

Pada hewan dioecious, baik dalam kondisi alami maupun buatan, poliploidi sangat jarang terjadi. Hal ini disebabkan poliploidi yang menyebabkan perubahan rasio kromosom seks dan autosom menyebabkan terganggunya konjugasi kromosom homolog sehingga mempersulit penentuan jenis kelamin. Akibatnya, bentuk-bentuk tersebut menjadi steril dan kurang layak digunakan.

Ada beberapa penyebab pelanggaran program genetik suatu sel.

Perubahan struktur biokimia gen meliputi:

• mutasi titik dengan hilangnya salah satu nukleotida, yang menyebabkan disfungsi dalam pemrograman informasi genetik;
• hilangnya sebagian kromosom;
• polimerisasi dengan pembentukan daerah kromosom tambahan.

Satu atau lebih kromosom baru mungkin hilang atau muncul.

Aktivasi gen patologis mungkin terkait:

• dengan perubahan struktural pada gen pengatur,
• dengan aktivasi gen mematikan karena homozigositas gen resesif autosom atau manifestasi gen patogen yang berhubungan dengan seks.

Selain itu, manifestasi sifat resesif autosomal patogen mungkin berhubungan dengan gen lain (gen dan sifat terkait).

Pengenalan fragmen DNA asing dengan sifat patogen ke dalam genom, misalnya virus, dapat menyebabkan kematian sel atau bertahannya virus di dalamnya. Kegigihan ini seringkali berujung pada terjadinya pertumbuhan tumor ganas. Dalam kondisi eksperimental, peneliti memasukkan gen patologis dan gen yang hilang ke dalam sel (rekayasa genetika).

Semua kelainan genom yang terdaftar dapat ditularkan berdasarkan warisan, jika mereka muncul di sel germinal, atau menyebabkan perubahan somatik pada tubuh hewan tanpa pewarisan (dalam sel somatik, genom berubah).

Materi genetik dapat diubah sedemikian rupa sehingga menjadi terlihat jelas bahkan ketika kromosom dipelajari menggunakan mikroskop cahaya selama pembelahan. Inilah yang disebut mutasi genom dan kromosom.

Mutasi genom menuju ke perubahan besar dalam struktur bahan herediter nuklir pada umumnya. Disertai dengan perubahan jumlah dan bentuk kromosom, perbandingan kandungannya dalam sel yang berbeda. Seringkali, mutasi genom ditandai dengan aneuploidi, heteroploidi atau poliploidi, yang sering diamati pada sel tumor ganas ketika mitosis terganggu (dengan berkurangnya mitosis). Mutasi genom mungkin disebabkan oleh fakta bahwa salah satu kromosom diwakili bukan oleh dua, seperti biasa dalam sel somatik, tetapi oleh tiga salinan atau lebih. Contoh mutasi tersebut adalah sindrom Down.

Mutasi kromosom terjadi ketika struktur kromosom individu berubah, ukuran lengan bertambah atau berkurang, bagian dari satu kromosom ditranslokasi ke yang lain, atau bagian dari kromosom diputar 180°. Kurangnya salah satu bagian kromosom disebut penghapusan. Hilangnya sebagian besar kromosom biasanya menyebabkan kematian suatu organisme. Duplikasi bagian kromosom - duplikasi Pembalikan 180° pada bagian kromosom disebut sebagai inversi dan mungkin tidak termanifestasi secara fenotip. Pertukaran wilayah antara kromosom non-homolog - translokasi- biasanya menyebabkan gangguan perkembangan tubuh yang tidak sesuai dengan kehidupan.

Mutasi gen atau titik adalah penggantian nukleotida individu atau bagian kecil genom dalam satu gen. Mutasi gen tidak terlihat pada pemeriksaan histologis, tetapi mengubah fenotipe sel, yang mengarah pada pembentukan sifat-sifat baru pada sel dan/atau tubuh secara keseluruhan.

Menyorot mutasi konformasi ketika satu nukleotida digantikan oleh yang lain, mengubah heliks ganda DNA.

Terkadang mutasi tidak mengubah informasi yang disimpan oleh genom. Perubahan genom ini disebut mutasi diam-diam . Jika mutasi menyebabkan distorsi informasi yang disimpan oleh genom, maka disebut mutasi mutasi yang mendistorsi makna biologis dari informasi keturunan. Hal ini mengarah pada pembentukan enzim dengan aktivitas yang berubah, memberikan karakteristik baru yang tidak biasa bagi sel dan seluruh organisme.

Di bawah mutasi yang tidak masuk akal , memahami mutasi gen yang mengubah struktur gen sedemikian rupa sehingga membaca informasi darinya menjadi tidak mungkin, atau terbentuk urutan mRNA yang tidak dapat diterjemahkan oleh ribosom.

Mutagen - ini adalah faktor apa pun yang mengubah struktur genom dan menyebabkan mutasi. Menyorot mutagen endogen dan eksogen. Ini mungkin merupakan dampak sifat fisik(radiasi pengion, radiasi ultraviolet, cedera, suhu tinggi). Mutagen kimia adalah beberapa pestisida, racun industri (benzena, benzopyrene, epoksida, beberapa aldehida), senyawa merkuri, sitostatika. Beberapa memiliki efek mutagenik suplemen nutrisi(siklamat, karbohidrat aromatik), senyawa lipid peroksida, radikal oksigen bebas yang terkandung dalam hidrogen peroksida dan ozon.

Akibat mutasi, timbullah penyakit genetik.

• Penyakit sepenuhnya disebabkan oleh pengaruh gen patologis. Gangguan ini selalu muncul terlepas dari ciri-ciri yang mendahului aktivitas vital sel dan organisme secara keseluruhan. Biasanya, manifestasi yang disebabkan oleh mutasi tersebut dapat diamati sejak hewan atau manusia dilahirkan.
• Penyakit di mana faktor genetik hanya muncul dengan adanya kondisi lingkungan yang sesuai dan karakteristik perkembangan individu. Dengan demikian, kecenderungan diabetes melitus dapat muncul tergantung pada kebiasaan pola makan. Penyakit keturunan jenis ini hampir selalu terdeteksi setelah lahir, terkadang di usia tua.
• Penyakit yang faktor utamanya adalah faktor keturunan. Penyakit ini memanifestasikan dirinya, tetapi derajat, kecepatan dan tingkat keparahannya berbeda karena tingkat akumulasi dalam tubuh akibat pengaruh faktor etiologi yang timbul dalam proses kehidupan.

Penyakit keturunan dapat ditularkan melalui mekanisme pewarisan autosomal dominan, autosomal resesif, dan terkait seks.

Penyakit keturunan yang berhubungan dengan jenis kelamin disebabkan oleh kelainan pewarisan gen pada kromosom seks, sehingga manifestasi penyakit berhubungan langsung dengan jenis kelamin individu.

Terkadang mutasi gen ditularkan melalui kromosom somatik dan kejadiannya bergantung pada gender. Misalnya, aterosklerosis vaskular, dalam kondisi yang sama, berkembang lebih awal pada pria, karena hormon seks wanita menghambat perkembangan penyakit.

Pelanggaran dalam pelaksanaan program genetik dikaitkan dengan fenomena berikut.

Gangguan mitosis disertai dengan distribusi kromosom yang tidak merata (berkurangnya mitosis atau amitosis) dan menyebabkan displasia (pembentukan sel monster).

Konsekuensi lain yang mungkin terjadi adalah pembentukan sel poliploid atau berinti banyak. Penekanan mitosis secara besar-besaran ketika sel kehilangan kemampuan untuk membelah menyebabkan gangguan regenerasi organ dan jaringan. Penyebabnya adalah perubahan regulasi operon, kerusakan pusat sel atau mikrotubulus, perubahan sitotomi dengan latar belakang gangguan pembentukan mikrotubulus dan interaksi aktominiyosin, gangguan suplai energi untuk pembelahan, dll.