Vidurinės chromosomos dalies praradimas. Chromosomos dalies praradimas vadinamas. Rečiau pasitaikančios chromosomų anomalijos

Visas paveldimas ligas sukelia mutacijos – genetinės medžiagos defektai.

Chromosomų ligos- ligos, kurias sukelia chromosominės ir genominės ir

Pokyčiai, sukeliantys ligas:

• chromosomos dalies praradimas;
• pridedant naujų skyrių ar net ištisų chromosomų

Kaip žinome, yra nelytinės chromosomos – .

pasvarstykime autosominis(chromosomų) ligos - tie, kurie yra paveldimi ir nepriklauso nuo lyties

Ištrynimai- chromosomų pertvarkymai, kurių metu prarandama chromosomos dalis. Ištrynimas gali būti dėl chromosomos lūžio arba dėl nevienodo perėjimo.

1. Yra bendras 5 chromosomos ištrynimas

(verkiančios katės sindromas)

Liga yra gana reta, jos simptomai yra:

• vystymosi vėlavimas;
• raumenų distrofija;
• katės veidas (nustatyta akis);
• gerklų struktūros pažeidimas, todėl vaikas verkia, panašus į katės miaukimą (taigi ir pavadinimas)

2. Ištrynimas 3-ioji chromosoma

Tokie organizmai nėra gyvybingi.

Pasirodo, net vienos nedidelės chromosomos atkarpos persitvarkymas ar praradimas sukelia gana reikšmingų komplikacijų.

Ištrynimas 21-oji chromosoma

(kraujavimas, leukemija, anemija)

Šiai chromosomų ligai būdinga tai, kad gaminasi mažai raudonųjų kraujo kūnelių arba jie yra pjautuvo formos (pjautuvinė anemija). Nes raudonieji kraujo kūneliai yra atsakingi už deguonies transportavimą, liga yra sunki.

3. Trisomija 21 chromosomoje

(Dauno sindromas)

Tokio organizmo kariotipe yra ne dvi, o trys 21 chromosomos.

Tai labai dažnas chromosomų sutrikimas. Gimimo dažnis yra 1: 500 (0,2%).

Simptomai:

1) Mongoloidinis veido tipas;

2) sutrumpėjusios galūnės;

3) protinis atsilikimas (daugelis mokslininkų ginčijasi su šiuo teiginiu. Žmonės su Dauno sindromu turi gana „kitokią“ protinę veiklą nei dauguma normalių žmonių);

Trisomijos priežastys:

Paprastai kiekvienoje žmogaus ląstelėje yra 23 skirtingų chromosomų poros. Kiekvienoje chromosomoje yra genų, būtinų tinkamam mūsų kūno vystymuisi ir palaikymui. Konceptualiai, žmogus paveldi 23 chromosomas iš motinos (per kiaušinėlį) ir 23 chromosomas iš tėvo (per spermą). Tačiau kartais žmogus paveldi papildomą chromosomų rinkinį iš vieno iš tėvų. Dauno sindromo atveju jis dažniausiai yra paveldimas dvi 21 chromosomos kopijos iš motinos ir viena 21-oji chromosoma iš tėvo, iš viso trys chromosomos 21. Būtent dėl ​​tokio tipo paveldėjimo Dauno sindromas vadinamas 21 trisomija.

Yra dar kelios chromosominės ligos (trisomijos), tačiau jų plačiau neaptarsime...

Lytinių chromosomų mutacijos

1. Trisomija X

Šia liga sergantis organizmas turi XXX vietoj dviejų X. Morfologiniai ir funkciniai sutrikimai daugiausia susiję su reprodukcine sistema. Žmonės su šia mutacija gali net nežinoti savo kariotipo.

(Taip pat yra tetrasomija - XXXX ir pentasomija, tačiau vystymosi nukrypimai šiais atvejais jau yra rimti)

2. Monosomija X

(Turnerio sindromas)

Yra nukrypimų nuo psichinės ir fizinės (daugiausia seksualinės) raidos.

3. XXY arba XYU sindromas

(Kleintelfer sindromas)

XXY – pasireiškia kaip moteriškas kūno sudėjimas (antrinės seksualinės savybės) vyrams. Žmonės, sergantys tokia chromosomų liga, yra psichiškai sveiki, tačiau nevaisingi.

XYY – sveikas, gali susilaukti palikuonių, bet agresyvus (socialiai pavojingas).

Tai ne visos mutacijos, žinomos mokslui ir medicinai. Daugelis jų sukelia mirtį embriono stadijoje. Todėl skirtingai nuo genų ligų, chromosomų ligų mažesnė tikimybė, kad bus paveldima.

Vakar su vyru žiūrėjome vieną iš serialo „Gydytoja moteris“ serijų, kur buvo pasakojimas apie mamą, nešiojančią dvynius, kur berniukui buvo įtariamas Dauno sindromas. Vyras pradėjo detaliai klausinėti – iš kur tai ir kodėl vaikams pasireiškia chromosomų ligos, jei jų tėvai visiškai sveiki, o šeimoje nėra problemų?

Klausimas teisingas, rimtas ir labai sudėtingas, į jį sunku atsakyti, nes medicina, deja, iki galo nežino, kodėl chromosomose skilimas vyksta. Tačiau problema egzistuoja, tikra, ir daugelis moterų nėštumo metu labai nerimauja, kai gydytojas liepia atlikti atrankinį testą tokiems tyrimams. Pakalbėkime apie tai išsamiai.

Kodėl jie atsiranda ir kaip tai vyksta?

Genų ir chromosomų skilimas yra rimti organizmo sutrikimai, nes genai yra atsakingi už organizmo vystymąsi, visavertį jo funkcionavimą ir įvairias ligas. Dar mokykloje studijavote genetikos pagrindus ir turėjote bendrą supratimą apie tai, kas vyksta ląstelių viduje. Kiekvienos kūno ląstelės branduolyje yra informacijos apie jos gyvybės programą ir funkcijas. Tankiai supakuota į 46 chromosomas. Visos kūno ląstelės turi dvigubą (netgi chromosomų rinkinį), tačiau lytinės ląstelės turi pusę.

Tai reiškia, kad žmogaus kiaušinėlis arba sperma turi tik 23 chromosomas. Todėl iš mamos ir tėčio kiekvienas žmogus gauna pusę chromosomų rinkinio ir atitinkamai savybių. Štai kodėl mes atrodome kaip abu tėvai. Tačiau ne visi šiose chromosomose esantys genai veikia; vieni iš jų pradeda veikti iš karto, kiti auga ir vystosi, kiti – senėjimo stadijoje ir pan. Kurie genai ir kurios chromosomų dalys, gautos iš tėvų, bus darbingos ir neveikiančios – tai gali nuspėti tik motina gamta, to mes bent jau kol kas negalime žinoti...

Kartais chromosomų rinkinyje įvyksta gedimų, gali būti defektų vieno geno lygiu, genų grupės lygmeniu – tuomet dažniau atsiranda ne vystymosi defektai, o paveldimos ligos ir sindromai, pavyzdžiui, fenilketonurija. Kartais gali nukentėti ištisos chromosomų dalys (vadinamosios chromosomų rankos), kurios gali nulūžti, pakeisti vietą ir pan.
Vienoje iš porų kai kurios chromosomos gali prarasti arba dubliuotis, o žmogus gimsta su skirtingu chromosomų rinkiniu – dažniausiai tai yra trisomija (vietoj dviejų chromosomų, trys) vienoje iš chromosomų porų, kaip pvz. sergant Dauno sindromu (21 chromosomų poros trisomija), Edvardso sindromu (18 chromosomų porų) arba Patau sindromu (13 chromosomų porų).

Taip gali nutikti sutrikus dalijimosi procesui ir sumažėjus kūno kontrolei. Tai yra, dėl ląstelių dalijimosi (nesvarbu, ar tai gemalo ląstelė, ar embriono ląstelė). Visos poroje esančios chromosomos per vidurį surištos tam tikru tilteliu ar virve, dalijimosi metu šis tiltelis ar virvė turi išsiskleisti, o chromosomos pusės turi išsiskirstyti į skirtingus ląstelės polius. Tada kūnas prie kiekvienos pusės pridės panašią veidrodinę kopiją – tada ląstelių dalijimasis bus lygiavertis.

Jei dėl dalijimosi tiltas nebus atrištas, į vieną ląstelę pateks du chromosomos gabalėliai, o į kitą - nė vienas. Tada vienoje ląstelėje bus viena papildoma chromosoma, o kitoje jos trūks. Ląstelės, turinčios nepilną chromosomų rinkinį, dažniausiai nėra gyvybingos ir miršta, tačiau ląstelės su papildomu rinkiniu išgyvena gana gerai. Jei moteris su tokiu papildomu rinkiniu gamina kiaušialąstę, tada apvaisinta ji gali pagimdyti vaiką su chromosomų anomalijomis. Kol organizmas jaunas, jis gana tvirtai ir aiškiai kontroliuoja tokių ląstelių formavimosi procesą, nors kontrolė dar nėra šimtaprocentinė, tačiau senstant kontrolė mažėja. Todėl gydytojai kalba apie padidėjusią riziką susilaukti vaiko su paveldimais ir chromosomų sutrikimais, kai moteris (ir vyras) sensta.

Neteisingai netolygų ląstelių dalijimąsi gali įtakoti įvairūs aplinkos veiksniai ir vidinė organizmo būklė. Taigi, kai moterys ir vyrai dirba pavojingomis gamybos sąlygomis, didėja rizika, taip pat tiems, kurie gyvena prastomis aplinkos sąlygomis, dažnai serga, kurių šeimoje yra buvę paveldimų ligų ir pan. Deja, vyrui neįmanoma žinoti savo kiaušialąsčių ir spermos būklės pagal genetinius sutrikimus. Tik vienas iš 400 kiaušinėlių per gyvenimą gali susidaryti su defektu arba gali susidaryti vienas iš milijardo sugedusių spermatozoidų. To apskaičiuoti neįmanoma. Tačiau rizikos veiksnys amžiaus pavidalu yra realybė, bet ne mirties nuosprendis!

Chromosominių sindromų tipai.

Nevarginsiu jūsų ilgomis paskaitomis apie genetiką ir molekulines technologijas; bendrais bruožais apibūdinkime galimas anomalijas, kurios gali kilti. Iš viso žinoma daugiau nei du šimtai chromosomų sindromų ir anomalijų, turint omenyje, kad kiekvienoje žmogus turi 23 poras chromosomų. Įskaitant lyties chromosomas, galimi įvairių tipų anomalijos. Variantai gali būti įvairūs – pilna arba nepilna (dalinė trisomija), chromosomų delecija, chromosomų poros monosomija, mozaikos translokacija, genų defektai ir kt. Kiekvienas tipas yra daugiau ar mažiau palankus gyvenimo ir sveikatos prognozės požiūriu.

Prognoziškai palankiausias sindromas chromosomų anomalijų požiūriu yra vadinamosios subalansuotos translokacijos – tai panašių chromosomų pjūvių mainai tarpusavyje. Tokių žmonių kūno išvaizda ir funkcionavimas niekuo nesiskiria nuo paprasto žmogaus, jų genetikos ypatybes galima atskleisti tik specialiais tyrimais. Tačiau tokie žmonės smarkiai padidina vaikų, turinčių genetinių sutrikimų, skaičių. Kadangi jie patys yra patologinių chromosomų nešiotojai. Tokiems tėvams rizika susilaukti kūdikių su anomalijomis padidėja iki 50%, nuo 5% normaliomis sąlygomis.

Kitas chromosomų sutrikimų variantas yra mozaikinė trisomija arba chromosomų delecijos. Tai yra tokių ląstelių buvimas ne visuose organuose ir audiniuose, o kuo daugiau audinių su defektais, tuo blogesnė gyvenimo ir sveikatos prognozė, kalbant apie vystymosi defektų susidarymą. Sunkiausi variantai yra pilnos trisomijos (viena trijų chromosomų pora visose ląstelėse) arba monosomija (viena pora tik vienos chromosomos visose ląstelėse). Esant tokiems defektams, dauguma nėštumų baigiasi nėštumo nutraukimu ankstyvosiose stadijose dėl gamtos suaktyvintos natūralios atrankos mechanizmo.

Jei vaisius vystosi anksčiau nei 20-22 savaites, dažnai pasireiškia sunkios nėštumo patologijos su persileidimu, persileidimo grėsme, padidėjusiu gimdos tonusu, priešlaikiniu placentos senėjimu, hipoksija ir toksikoze. Taip pat gali būti galimybių nėštumui išsivystyti prieš terminą, tada vaiko prognozė priklausys nuo tam tikrų anomalijų sunkumo, vidutinė žmonių, sergančių chromosomų patologija, gyvenimo trukmė yra apie 30 metų. Tokių žmonių sveikatos būklė ir intelekto lygis priklauso nuo pažeidimo laipsnio ir gylio, daugelis vaikų gyvena ir vystosi gana normaliai, gali savimi pasirūpinti. Jie dirba gana įmanomą darbą ir bendrauja su bendraamžiais. Nėštumo metu labai sunku pasakyti, kiek problemiškas bus būsimas kūdikis, daug kas priklauso nuo genetinės medžiagos pažeidimo lygio.

Kaip atlikti tyrimus?

Daugelis būsimų tėvų užduoda klausimą: ar galima iš anksto išsiaiškinti, ar vaikas turi chromosomų patologijų ir kokios? Šiandien medicina bando anksti pastebėti tokius sutrikimus, kad tėvai kartu su gydytojais nuspręstų, ar tęsti nėštumo vystymąsi, ar geriau jį nutraukti. Yra tam tikras rinkinys kriterijų, pagal kuriuos galima įtarti (bet ne šimtaprocentine tikimybe nustatyti) genetinių ir chromosominių ligų buvimą. Tai apima persileidimo grėsmę ankstyvosiose stadijose ir vėliau, viso nėštumo metu, nuolatinį kankinantį pilvo skausmą. Tai nespecifinis simptomas. Nėštumo nutraukimo grėsmė kyla ir esant absoliučiai normaliam vaisiui, jai atsirasti yra daug veiksnių, vien šio fakto įtarimui visiškai nepakanka.

Šie rodikliai gali būti papildomos įtarimų priežastys:

Vaisiaus gimdos kaklelio raukšlės storio padidėjimas ultragarso duomenimis 12 nėštumo savaitę,
- mažas vaisiaus motorinis aktyvumas ir nepakankami judesiai,
- mažas alfa-fetoproterino ir PAPP-A kiekis, atsižvelgiant į padidėjusį žmogaus chorioninio gonadotropino kiekį 12-14 nėštumo savaitę,
- kaulų augimo atsilikimas nuo 20–22 savaičių ir vaisiaus inkstų dubens padidėjimas nuo to paties laikotarpio,
- nepakankamas placentos išsivystymas ir ankstyvas senėjimas,
- vaisiaus hipoksijos požymiai, nepatenkinami doplerometrijos ir KTG duomenys.
- polihidramniono ar oligohidramniono apraiškos.

Tačiau visi šie požymiai nėra šimtaprocentinis įrodymas, kad su vaiku yra problemų, tai galima tiksliai sužinoti tik taikant invazinius tyrimo metodus. Tai chorioninio gaurelio (placentos) biopsija, taip pat vaisiaus vandenų ir virkštelės kraujo mėginių analizė, siekiant ištirti ir nustatyti vaisiaus genotipą.
Rytoj kalbėsime apie tyrimą dėl įtariamo Dauno sindromo, kaip dažniausiai pasitaikančio chromosomų defekto.

Dauno sindromo diagnozavimo nėštumo metu metodai.

Chromosomų mutacijos (kitaip vadinamos aberacijomis, persitvarkymais) – tai nenuspėjami chromosomų struktūros pokyčiai. Dažniausiai jas sukelia problemos, atsirandančios ląstelių dalijimosi metu. Pradinių aplinkos veiksnių poveikis yra dar viena galima chromosomų mutacijų priežastis. Išsiaiškinkime, kokios gali būti tokio pobūdžio chromosomų struktūros pokyčių apraiškos ir kokias pasekmes jie turi ląstelei ir visam organizmui.

Mutacijos. Bendrosios nuostatos

Biologijoje mutacija apibrėžiama kaip nuolatinis genetinės medžiagos struktūros pokytis. Ką reiškia "pastovus"? Jį paveldi organizmo, turinčio mutantinę DNR, palikuonys. Tai atsitinka taip. Viena ląstelė gauna neteisingą DNR. Jis dalijasi, o dvi dukros visiškai nukopijuoja jo struktūrą, tai yra, jose taip pat yra pakitusi genetinė medžiaga. Tada tokių ląstelių atsiranda vis daugiau, o jei organizmas pradeda daugintis, jo palikuonys gauna panašų mutantinį genotipą.

Mutacijos dažniausiai nepraeina nepalikdamos pėdsakų. Kai kurie iš jų taip pakeičia kūną, kad šių pokyčių rezultatas – mirtis. Kai kurios iš jų verčia organizmą veikti naujai, sumažindamos jo gebėjimą prisitaikyti ir sukelti rimtų patologijų. Ir labai mažas mutacijų skaičius yra naudingas organizmui, todėl padidėja jo gebėjimas prisitaikyti prie aplinkos sąlygų.

Mutacijos skirstomos į genų, chromosomines ir genomines. Ši klasifikacija pagrįsta skirtingų genetinės medžiagos struktūrų skirtumais. Taigi chromosomų mutacijos veikia chromosomų struktūrą, genų mutacijos – genų nukleotidų seką, o genominės mutacijos pakeičia viso organizmo genomą, pridedant arba atimant visą chromosomų rinkinį.

Pakalbėkime apie chromosomų mutacijas išsamiau.

Kokie gali atsirasti chromosomų pertvarkymų?

Priklausomai nuo to, kaip yra lokalizuoti pokyčiai, išskiriami šie chromosomų mutacijų tipai.

1. Intrachromosominė – genetinės medžiagos transformacija vienoje chromosomoje.
2. Interchromosominiai - pertvarkymai, dėl kurių dvi nehomologinės chromosomos keičia savo dalis. Nehomologinėse chromosomose yra skirtingų genų ir jos neatsiranda mejozės metu.

Kiekvienas iš šių aberacijų tipų atitinka tam tikrus chromosomų mutacijų tipus.

Ištrynimai

Ištrynimas yra bet kurios chromosomos dalies atskyrimas arba praradimas. Nesunku atspėti, kad šio tipo mutacijos yra intrachromosominės.

Jei tolimiausia chromosomos dalis yra atskirta, delecija vadinama galine. Jei genetinė medžiaga prarandama arčiau chromosomos centro, toks ištrynimas vadinamas intersticiniu.

Šio tipo mutacijos gali turėti įtakos organizmo gyvybingumui. Pavyzdžiui, praradus chromosomos dalį, koduojančią tam tikrą geną, žmogus įgyja imunitetą imunodeficito virusui. Ši adaptyvi mutacija atsirado maždaug prieš 2000 metų, o kai kuriems AIDS sergantiems žmonėms pavyko išgyventi tik todėl, kad jiems pasisekė turėti pakitusios struktūros chromosomas.

Dubliavimai

Kitas intrachromosominių mutacijų tipas yra dubliavimasis. Tai yra chromosomos dalies kopijavimas, atsirandantis dėl klaidos per vadinamąjį kryžminimą arba kryžminimą ląstelių dalijimosi metu.

Taip nukopijuota atkarpa gali išlaikyti savo padėtį, pasisukti 180° ar net kartotis kelis kartus, tada tokia mutacija vadinama amplifikacija.

Augaluose genetinės medžiagos kiekis gali padidėti būtent dėl ​​pakartotinio dubliavimo. Šiuo atveju dažniausiai pakinta visos rūšies gebėjimas prisitaikyti, o tai reiškia, kad tokios mutacijos turi didelę evoliucinę reikšmę.

Inversijos

Taip pat reiškia intrachromosomines mutacijas. Inversija – tai tam tikros chromosomos dalies pasukimas 180°.

Dėl inversijos apsivertusi chromosomos dalis gali būti vienoje centromero pusėje (paracentrinė inversija) arba priešingose ​​jo pusėse (pericentrinė). Centromeras yra vadinamoji pirminio chromosomos susiaurėjimo sritis.

Paprastai inversijos neturi įtakos išoriniams kūno požymiams ir nesukelia patologijų. Tačiau yra prielaida, kad moterims, kurių tam tikra 9-osios chromosomos dalis yra inversija, persileidimo tikimybė nėštumo metu padidėja 30%.

Translokacijos

Translokacija yra vienos chromosomos dalies perkėlimas į kitą. Šios mutacijos yra tarpchromosominio tipo. Yra dviejų tipų translokacijos.

1. Abipusis yra dviejų chromosomų pasikeitimas tam tikrose srityse.
2. Robertsonianas – dviejų chromosomų suliejimas su trumpa ranka (akrocentrinis). Robertsono translokacijos metu prarandamos trumpos abiejų chromosomų dalys.

Dėl abipusio perkėlimo žmonėms kyla vaisingumo problemų. Kartais tokios mutacijos sukelia persileidimą arba lemia vaikų su įgimtomis raidos patologijomis gimimą.

Robertsono translokacijos yra gana dažnos žmonėms. Visų pirma, jei įvyksta translokacija, apimanti 21 chromosomą, vaisiui išsivysto Dauno sindromas, viena iš dažniausiai pasitaikančių įgimtų patologijų.

Izochromosomos

Izochromosomos yra chromosomos, kurios prarado vieną ranką, bet pakeitė ją tikslia kitos rankos kopija. Tai yra, iš esmės tokį procesą galima laikyti ištrynimu ir apvertimu viename butelyje. Labai retais atvejais tokios chromosomos turi du centromerus.

Izochromosomos yra moterų, kenčiančių nuo Shereshevsky-Turner sindromo, genotipo.

Visų tipų chromosomų mutacijos, aprašytos aukščiau, būdingos įvairiems gyviems organizmams, įskaitant žmones. Kaip jie pasireiškia?

Chromosomų mutacijos. Pavyzdžiai

Mutacijos gali atsirasti lytinėse chromosomose ir autosomose (visose kitose suporuotose ląstelės chromosomose). Jei mutagenezė paveikia lytines chromosomas, pasekmės organizmui paprastai būna sunkios. Atsiranda įgimtos patologijos, turinčios įtakos psichiniam individo vystymuisi ir dažniausiai pasireiškiančios fenotipo pokyčiais. Tai reiškia, kad išoriškai mutantiniai organizmai skiriasi nuo normalių.

Genominės ir chromosominės mutacijos augaluose atsiranda dažniau. Tačiau jų randama ir gyvūnams, ir žmonėms. Chromosomų mutacijos, kurių pavyzdžius aptarsime toliau, pasireiškia sunkių paveldimų patologijų atsiradimu. Tai yra Wolf-Hirschhorn sindromas, „raudok katę“, dalinė trisomijos liga trumpoje 9 chromosomos rankoje ir kai kurios kitos.

Katės verksmo sindromas

Ši liga buvo atrasta 1963 m. Tai atsiranda dėl dalinės monosomijos trumpojoje 5 chromosomos rankoje, kurią sukelia delecija. Vienas iš 45 000 vaikų gimsta su šiuo sindromu.

Kodėl ši liga gavo tokį pavadinimą? Šia liga sergantiems vaikams būdingas verksmas, primenantis katės miaukimą.

Panaikinus trumpąją penktosios chromosomos ranką, gali būti prarastos įvairios jos dalys. Klinikinės ligos apraiškos tiesiogiai priklauso nuo to, kurie genai buvo prarasti šios mutacijos metu.

Gerklų struktūra keičiasi visiems pacientams, vadinasi, „katės verksmas“ būdingas visiems be išimties. Daugumai žmonių, kenčiančių nuo šio sindromo, pakinta kaukolės struktūra: sumažėja smegenų sritis, atsiranda mėnulio formos veidas. „Katės verk“ sindromo atveju ausys dažniausiai būna žemai. Kartais pacientai turi įgimtų širdies ar kitų organų patologijų. Būdingu požymiu tampa ir protinis atsilikimas.

Paprastai šiuo sindromu sergantys pacientai miršta ankstyvoje vaikystėje, tik 10% jų išgyvena iki dešimties metų. Tačiau buvo ir ilgaamžiškumo atvejų su „katės verksmo“ sindromu - iki 50 metų.

Wolf-Hirschhorn sindromas

Šis sindromas yra daug rečiau paplitęs – 1 atvejis 100 000 gimimų. Tai sukelia vieno iš ketvirtosios chromosomos trumposios rankos segmentų ištrynimas.

Šios ligos apraiškos yra įvairios: uždelstas fizinės ir psichinės sferos vystymasis, mikrocefalija, būdinga snapo formos nosis, žvairumas, gomurio ar viršutinės lūpos plyšys, maža burna, vidaus organų defektai.

Kaip ir daugelis kitų žmogaus chromosomų mutacijų, Wolf-Hirschhorn liga klasifikuojama kaip pusiau mirtina. Tai reiškia, kad organizmo gyvybingumas sergant tokia liga gerokai sumažėja. Vaikai, kuriems diagnozuotas Wolf-Hirschhorn sindromas, dažniausiai negyvena iki 1 metų amžiaus, tačiau užregistruotas vienas atvejis, kai pacientas išgyveno 26 metus.

Dalinės trisomijos sindromas trumpoje 9 chromosomos rankoje

Ši liga atsiranda dėl nesubalansuotų devintosios chromosomos dubliavimosi, dėl ko šioje chromosomoje yra daugiau genetinės medžiagos. Iš viso žinoma daugiau nei 200 tokių mutacijų atvejų žmonėms.

Klinikinį vaizdą apibūdina sulėtėjęs fizinis vystymasis, lengvas protinis atsilikimas ir būdinga veido išraiška. Širdies ydos nustatomos ketvirtadaliui visų pacientų.

Esant dalinei 9 chromosomos trumposios rankos trisomijos sindromui, prognozė vis dar gana palanki: dauguma pacientų išgyvena iki senatvės.

Kiti sindromai

Kartais chromosomų mutacijos įvyksta net labai mažose DNR dalyse. Ligos tokiais atvejais dažniausiai atsiranda dėl dubliavimosi arba ištrynimų ir atitinkamai vadinamos mikroduplikacijomis arba mikrodelecijomis.

Dažniausias toks sindromas yra Prader-Willi liga. Ji atsiranda dėl 15 chromosomos dalies mikrodelecijos. Įdomu tai, kad šią chromosomą organizmas turi gauti iš tėvo. Dėl mikrodelecijų pažeidžiama 12 genų. Pacientai, sergantys šiuo sindromu, turi protinį atsilikimą, nutukimą, dažniausiai turi mažas pėdas ir rankas.

Kitas tokių chromosomų ligų pavyzdys yra Sotos sindromas. Mikrodelecija atsiranda ant ilgosios 5 chromosomos rankos. Šios paveldimos ligos klinikiniam vaizdui būdingas greitas augimas, rankų ir pėdų padidėjimas, išgaubta kakta ir tam tikras protinis atsilikimas. Šio sindromo dažnis nenustatytas.

Chromosomų mutacijos, tiksliau, mikrodelecijos 13 ir 15 chromosomų srityse, sukelia atitinkamai Wilms naviką ir tinklainės blastomą. Wilms navikas yra inkstų vėžys, kuris dažniausiai pasireiškia vaikams. Retinoblastoma yra piktybinis tinklainės navikas, kuris taip pat pasireiškia vaikams. Šios ligos yra išgydomos, jei diagnozuojamos ankstyvose stadijose. Kai kuriais atvejais gydytojai imasi chirurginės intervencijos.

Šiuolaikinė medicina pašalina daugybę ligų, tačiau išgydyti ar bent jau užkirsti kelią chromosomų mutacijoms dar neįmanoma. Juos galima aptikti tik vaisiaus vystymosi pradžioje. Tačiau genų inžinerija nestovi vietoje. Galbūt netrukus bus rastas būdas išvengti ligų, kurias sukelia chromosomų mutacijos.

Chromosomų mutacijos (pertvarkymai arba aberacijos)– Tai chromosomų struktūros pokyčiai, kuriuos galima nustatyti ir ištirti šviesos mikroskopu.

Yra žinomi įvairūs pertvarkymų tipai:

1. trūkumas, arba nepaisymas,- galinių chromosomos dalių praradimas;
2. ištrynimas- chromosomos dalies praradimas jos vidurinėje dalyje;
3. dubliavimas - dvigubas arba daugkartinis genų, lokalizuotų specifiniame chromosomos regione, pasikartojimas;
4. inversija- chromosomos pjūvio pasukimas 180°, dėl to genai šioje sekcijoje yra atvirkštine seka, palyginti su įprasta;
5. perkėlimas- bet kurios chromosomos dalies padėties pasikeitimas chromosomų rinkinyje. Dažniausiai pasitaikantys translokacijų tipai yra abipusiai, kai regionai keičiasi tarp dviejų nehomologinių chromosomų. Chromosomos dalis gali pakeisti savo padėtį be abipusio keitimosi, išlikdama toje pačioje chromosomoje arba įtraukta į kurią nors kitą.

At trūkumai, išbraukimai Ir dubliavimosi keičiasi genetinės medžiagos kiekis. Fenotipinių pokyčių laipsnis priklauso nuo to, kokio dydžio yra atitinkamos chromosomų sritys ir ar jose yra svarbių genų. Yra žinomi daugelio organizmų, įskaitant žmones, trūkumų pavyzdžiai. Sunki paveldima liga - "katės verksmo" sindromas(pavadintas pagal sergančių kūdikių skleidžiamų garsų prigimtį) sukelia heterozigotiškumas dėl 5-osios chromosomos trūkumo. Šį sindromą lydi sunkus augimo sutrikimas ir protinis atsilikimas. Vaikai su šiuo sindromu dažniausiai miršta anksti, tačiau kai kurie išgyvena

Genominės mutacijos- chromosomų skaičiaus pokytis kūno ląstelių genome. Šis reiškinys pasireiškia dviem kryptimis: link ištisų haploidinių rinkinių skaičiaus padidėjimo (poliploidija) ir link atskirų chromosomų praradimo ar įtraukimo (aneuploidija).

Poliploidija- daugkartinis haploidinio chromosomų rinkinio padidėjimas. Ląstelės, turinčios skirtingą haploidinių chromosomų rinkinių skaičių, vadinamos triploidinėmis (3n), tetraploidinėmis (4n), heksanloidinėmis (6n), oktaploidinėmis (8n) ir kt.

Dažniausiai poliploidai susidaro, kai mejozės ar mitozės metu sutrinka chromosomų nukrypimo į ląstelės polius tvarka. Tai gali sukelti fizikiniai ir cheminiai veiksniai. Cheminės medžiagos, tokios kaip kolchicinas, slopina mitozinio verpstės susidarymą pradėjusiose dalytis ląstelėse, dėl to dubliuojamos chromosomos neatsiskiria ir ląstelė tampa tetraedrinė.

Daugeliui augalų vadinamasis poliploidinė serija. Jie apima formas nuo 2 iki 10n ir daugiau. Pavyzdžiui, 12, 24, 36, 48, 60, 72, 96, 108 ir 144 chromosomų rinkinių poliploidinė serija sudaryta iš Solanum genties atstovų. Kviečių (Triticum) gentis atstovauja serijai, kurios nariai turi 34, 28 ir 42 chromosomas.

Dėl poliploidijos pasikeičia organizmo savybės, todėl ji yra svarbus evoliucijos ir atrankos kitimo šaltinis, ypač augaluose. Taip yra dėl to, kad augalų organizmuose labai paplitęs hermafroditizmas (savidulkė), apomiksė (partenogenezė) ir vegetatyvinis dauginimasis. Todėl apie trečdalis mūsų planetoje paplitusių augalų rūšių yra poliploidai, o aukštai kalnuotame Pamyre smarkiai žemyninėmis sąlygomis auga iki 85% poliploidų. Beveik visi auginami augalai taip pat yra poliploidai, kurie, skirtingai nei laukiniai giminaičiai, turi didesnius žiedus, vaisius ir sėklas, o kaupimo organuose (stiebuose, gumbuose) susikaupia daugiau maisto medžiagų. Poliploidai lengviau prisitaiko prie nepalankių gyvenimo sąlygų ir lengviau toleruoja žemą temperatūrą bei sausrą. Štai kodėl jie yra plačiai paplitę šiauriniuose ir aukštų kalnų regionuose.

Smarkiai išaugusio kultūrinių augalų poliploidinių formų produktyvumo pagrindas yra reiškinys polimerai.

aneuploidija, arba heteroploidija,- reiškinys, kai kūno ląstelėse yra pakitęs chromosomų skaičius, kuris nėra haploidinio rinkinio kartotinis. Aneuploidai atsiranda, kai atskiros homologinės chromosomos neatsiskiria arba prarandamos mitozės ir mejozės metu. Dėl chromosomų nesusijungimo gametogenezės metu gali atsirasti lytinės ląstelės su papildomomis chromosomomis, o vėliau, susiliejus su normaliomis haploidinėmis lytinėmis ląstelėmis, jos sudaro zigotą 2n + 1. (trisominė) konkrečioje chromosomoje. Jei gametoje yra viena chromosoma mažiau, vėliau apvaisinimas veda prie zigotos 1n - 1 susidarymo. (monosominis) bet kurioje iš chromosomų. Be to, yra formos 2n - 2, arba nulisomika, kadangi nėra homologinių chromosomų poros, o 2n + X, arba polisomika.

Aneuploidai randami augaluose ir gyvūnuose, taip pat žmonėms. Aneuploidiniai augalai turi mažą gyvybingumą ir vaisingumą, o žmonėms šis reiškinys dažnai sukelia nevaisingumą ir šiais atvejais nėra paveldimas. Vaikams, gimusiems vyresnėms nei 38 metų motinoms, aneuploidijos tikimybė padidėja (iki 2,5 proc.). Be to, žmonių aneuploidijos atvejai sukelia chromosomų ligas.

Dvinamiuose gyvūnuose tiek natūraliomis, tiek dirbtinėmis sąlygomis poliploidija yra itin reta. Taip yra dėl to, kad poliploidija, sukelianti lytinių chromosomų ir autosomų santykio pasikeitimą, sukelia homologinių chromosomų konjugacijos sutrikimą ir taip apsunkina lyties nustatymą. Dėl to tokios formos pasirodo sterilios ir mažiau gyvybingos.

Ląstelės genetinės programos pažeidimo priežastys yra kelios.

Genų biocheminės struktūros pokyčiai apima:

• taškinės mutacijos su bet kurio iš nukleotidų praradimu, dėl kurių atsiranda genetinės informacijos programavimo disfunkcija;
• chromosomos dalies praradimas;
• polimerizacija susidarant papildomoms chromosomų sritims.

Gali trūkti arba atsirasti vienos ar daugiau naujų chromosomų.

Patologinių genų aktyvinimas gali būti susiję:

• su struktūriniais reguliavimo genų pokyčiais,
• su mirtinų genų aktyvacija dėl homozigotiškumo autosominiams recesyviniams genams arba patogeninių genų, susijusių su lytimi, pasireiškimo.

Be to, patogeninio autosominio recesyvinio požymio pasireiškimas gali būti susijęs su kitu genu (susijusiais genais ir požymiais).

Svetimo DNR fragmento, turinčio patogeninių savybių, įvedimas į genomą, pavyzdžiui, virusas, gali sukelti ląstelių mirtį arba viruso išlikimą jos viduje. Šis išlikimas dažnai sukelia piktybinio naviko augimą. Eksperimentinėmis sąlygomis mokslininkai į ląstelę įveda ir patologinius, ir trūkstamus genus (genų inžinerija).

Visi išvardyti genomo sutrikimai gali būti perduodami pagal paveldėjimą, jei jie atsirado lytinėse ląstelėse arba sukelia somatinius gyvūno organizmo pokyčius be paveldėjimo (somatinėse ląstelėse pasikeičia genomas).

Genetinė medžiaga gali būti pakeista taip grubiai, kad ji tampa aiškiai matoma net tiriant chromosomas, naudojant šviesos mikroskopiją dalijimosi metu. Tai vadinamieji genominės ir chromosominės mutacijos.

Genominės mutacijos Vesti į didelis struktūros pokytis branduolinė paveldima medžiaga apskritai. Lydimas chromosomų skaičiaus ir formos pokyčių, jų kiekio skirtingose ​​ląstelėse santykio. Dažnai genominėms mutacijoms būdinga aneuploidija, heteroploidija arba poliploidija, kuri dažnai stebima piktybinių navikų ląstelėse, kai yra sutrikusi mitozė (su sumažėjusia mitoze). Genominė mutacija gali atsirasti dėl to, kad vieną iš chromosomų vaizduoja ne dvi, kaip įprasta somatinėje ląstelėje, o trys ar daugiau kopijų. Tokios mutacijos pavyzdys yra Dauno sindromas.

Chromosomų mutacijos atsiranda, kai keičiasi atskirų chromosomų struktūra, didėja arba mažėja rankų dydis, vienos chromosomos atkarpa perkeliama į kitą arba chromosomos dalis pasukama 180°. Vieno iš chromosomų skyrių trūkumas vadinamas ištrynimas. Reikšmingų chromosomos dalių praradimas paprastai sukelia organizmo mirtį. Chromosomos dalies dubliavimasis - dubliavimas Chromosomos sekcijos apvertimas 180° yra inversija ir gali nepasireikšti fenotipiškai. Regionų mainai tarp nehomologinių chromosomų - perkėlimas– dažniausiai sukelia su gyvybe nesuderinamus organizmo raidos sutrikimus.

Geno arba taško mutacija yra atskirų nukleotidų arba mažų genomo dalių pakeitimas viename gene. Genų mutacija histologinio tyrimo metu nepastebima, tačiau pakeičia ląstelės fenotipą, dėl ko ląstelėje ir/ar visame organizme formuojasi naujos charakteristikos.

Paryškinti konformacinės mutacijos kai vienas nukleotidas pakeičiamas kitu, keičiasi DNR dviguba spiralė.

Kartais mutacija nepakeičia genomo saugomos informacijos. Šis genomo pokytis vadinamas tylioji mutacija . Jei mutacija sukelia genomo saugomos informacijos iškraipymą, tada ji vadinama mutacija, kuri iškreipia paveldimos informacijos biologinę prasmę. Dėl to susidaro pakitusio aktyvumo fermentai, suteikiantys naujų savybių, neįprastų ląstelei ir visam organizmui.

Pagal mutaciją, kuri neturi prasmės , suprasti genų mutaciją, kuri taip pakeičia geno struktūrą, kad informacijos iš jo nuskaityti tampa neįmanoma, arba susidaro iRNR seka, kurios ribosoma negali išversti.

Mutagenai – tai bet kokio pobūdžio veiksniai, keičiantys genomo struktūrą ir sukeliantys mutacijas. Paryškinti endogeniniai ir egzogeniniai mutagenai. Tai gali būti poveikis fizinė prigimtis(jonizuojanti spinduliuotė, ultravioletinė spinduliuotė, sužalojimas, pakilusi temperatūra). Cheminiai mutagenai yra kai kurie pesticidai, pramoniniai nuodai (benzenas, benzopirenas, epoksidai, kai kurie aldehidai), gyvsidabrio junginiai, citostatikai. Kai kurie turi mutageninį poveikį maisto papildai(ciklamatai, aromatiniai angliavandeniai), lipidų peroksido junginiai, laisvieji deguonies radikalai, esantys vandenilio perokside ir ozone.

Dėl mutacijų atsiranda genetinės ligos.

• Ligos, kurias sukelia tik patologinio geno įtaka. Šie sutrikimai visada atsiranda neatsižvelgiant į ypatybes, kurios būdingos gyvybinei ląstelių ir viso organizmo veiklai. Paprastai tokių mutacijų sukeltas apraiškas galima stebėti nuo gyvūno ar žmogaus gimimo momento.
• Ligos, kai genetinis veiksnys pasireiškia tik esant atitinkamoms aplinkos sąlygoms ir individo raidos ypatybėms. Taigi polinkis į cukrinį diabetą gali pasireikšti priklausomai nuo mitybos įpročių. Šios rūšies paveldima liga beveik visada nustatoma po gimimo, kartais vyresniame amžiuje.
• Ligos, kurių pagrindinis priežastinis veiksnys yra paveldimumas. Liga pasireiškia savaime, tačiau jos laipsnis, greitis ir sunkumas skiriasi dėl etiologinių veiksnių, atsirandančių gyvenimo procese, pasekmių kaupimosi organizme lygio.

Paveldimos ligos gali būti perduodamos autosominiu dominuojančiu, autosominiu recesyviniu paveldėjimo mechanizmu ir būti susijusios su lytimi.

Paveldimas ligas, susijusias su lytimi, sukelia genų sutrikimų perdavimas lytinėse chromosomose, todėl ligos apraiškos yra tiesiogiai susijusios su individo lytimi.

Kartais genų mutacijos perduodamos per somatines chromosomas ir jų atsiradimas priklauso nuo lyties. Pavyzdžiui, kraujagyslių aterosklerozė tomis pačiomis sąlygomis vyrams išsivysto anksčiau, nes moteriški lytiniai hormonai blokuoja ligos vystymąsi.

Genetinės programos įgyvendinimo pažeidimai yra susiję su šiais reiškiniais.

Mitozės sutrikimus lydi netolygus chromosomų pasiskirstymas (sumažėjusi mitozė arba amitozė) ir sukelia displaziją (pabaisos ląstelių susidarymą).

Kita galima pasekmė – poliploidinių arba daugiabranduolių ląstelių susidarymas. Masinis mitozės slopinimas, kai ląstelės praranda gebėjimą dalytis, sutrikdo organų ir audinių regeneraciją. Priežastys – operono reguliavimo pakitimai, ląstelės centro ar mikrovamzdelių pažeidimai, citotomijos pokyčiai sutrikus mikrovamzdelių formavimuisi ir aktominiozino sąveika, sutrikęs energijos tiekimas dalijimuisi ir kt.