Förlust av den mellersta delen av kromosomen. Förlusten av en sektion av en kromosom kallas. Mindre vanliga kromosomavvikelser

Alla ärftliga sjukdomar orsakas av mutationer – defekter i arvsmassan.

Kromosomala sjukdomar- sjukdomar orsakade av kromosomala och genomiska och

Förändringar som orsakar sjukdomar:

• förlust av en sektion av en kromosom;
• lägga till nya sektioner eller till och med hela kromosomer

Som vi vet finns det icke-könade kromosomer - .

låt oss överväga autosomalt(kromosomalt) sjukdomar - de som går i arv och inte är beroende av kön

Borttagningar- kromosomförändringar, där en del av en kromosom går förlorad. Borttagningen kan bero på kromosombrott eller resultatet av ojämn korsning.

1. Det finns en gemensam deletion av kromosom 5

(gråt-katt-syndrom)

Sjukdomen är ganska sällsynt, dess symtom är:

• utvecklingsförsening;
• muskeldystrofi;
• kattliknande ansikte (satta ögon);
• en kränkning i strukturen av struphuvudet, så barnet producerar ett skrik som liknar en katts mjau (därav namnet)

2. Radering 3:e kromosomen

Sådana organismer är inte livsdugliga.

Det visar sig att omarrangemang eller förlust av till och med en liten del av en kromosom leder till ganska betydande komplikationer.

Radering 21:a kromosomen

(blödning, leukemi, anemi)

Denna kromosomsjukdom kännetecknas av att antingen produceras få röda blodkroppar eller så är de formade som en skära (sicklecellanemi). Därför att röda blodkroppar ansvarar för transport av syre, sjukdomen är allvarlig.

3. Trisomi på kromosom 21

(Downs syndrom)

Karyotypen av en sådan organism innehåller inte två, utan tre 21 kromosomer.

Detta är en mycket vanlig kromosomsjukdom. Födelsefrekvensen är 1:500 (0,2%).

Symtom:

1) Mongoloid typ av ansikte;

2) förkortade lemmar;

3) psykisk utvecklingsstörning (många forskare argumenterar med detta påstående. Personer med Downs syndrom har ganska "annan" mental aktivitet än de flesta normala människor);

Orsaker till trisomi:

Vanligtvis innehåller varje mänsklig cell 23 par olika kromosomer. Varje kromosom bär gener som är nödvändiga för korrekt utveckling och underhåll av vår kropp. Konceptuellt ärver en person 23 kromosomer från modern (via ägget) och 23 kromosomer från fadern (via spermierna). Men ibland ärver en person ytterligare en kromosomuppsättning från en av föräldrarna. Vid Downs syndrom är det oftast ärftligt två kopior av kromosom 21 från mamma och en 21:a kromosom från fadern, totalt tre kromosomer 21. Det är på grund av denna typ av arv som Downs syndrom kallas trisomi 21.

Det finns flera fler kromosomsjukdomar (trisomier), men vi kommer inte att diskutera dem i detalj...

Könskromosommutationer

1. Trisomi X

En organism med denna sjukdom har XXX istället för två X. Morfologiska och funktionella störningar är främst förknippade med reproduktionssystemet. Människor med denna mutation kanske inte ens är medvetna om sin karyotyp.

(Det finns också tetrasomi - XXXX och pentasomi, men utvecklingsavvikelser i dessa fall är redan allvarliga)

2. Monosomi X

(Turnersyndrom)

Det finns avvikelser i både mental och fysisk (främst sexuell) utveckling.

3. XXY- eller XYU-syndrom

(Kleintelfers syndrom)

XXY - manifesterar sig som en feminin kroppsbyggnad (sekundära sexuella egenskaper) hos män. Människor med en sådan kromosomsjukdom är mentalt friska, men infertila.

XYY - frisk, kan få avkomma, men aggressiv (socialt farlig).

Dessa är inte alla mutationer kända för vetenskap och medicin. Många av dem leder till döden på embryonalstadiet. Därför, till skillnad från gensjukdomar, kromosomsjukdomar mindre benägna att ärvas.

Igår tittade min man och jag på ett av avsnitten i serien "The Female Doctor", där det fanns en berättelse om en mamma som bar tvillingar, där pojken misstänktes ha Downs syndrom. Min man började ifrågasätta mig i detalj - var kommer detta ifrån och varför uppstår kromosomsjukdomar hos barn om deras föräldrar är helt friska och det inte finns några problem i familjen?

Frågan är korrekt, allvarlig och mycket komplex, den är svår att svara på, eftersom medicin tyvärr inte helt vet varför nedbrytning sker i kromosomer. Men problemet finns, verkligt, och många kvinnor är mycket oroliga under graviditeten när läkaren säger åt dem att genomgå ett screeningtest för sådana tester. Låt oss prata om detta i detalj.

Varför uppstår de och hur går det till?

Nedbrytningar av gener och kromosomer är allvarliga störningar i kroppen, eftersom gener är ansvariga för kroppens utveckling, dess fulla funktion och olika typer av sjukdomar. Tillbaka i skolan studerade du grunderna i genetik och har en allmän uppfattning om vad som händer inuti celler. Kärnan i varje cell i kroppen innehåller information om dess livsprogram och funktioner. Tätt packad i 46 kromosomer. Alla kroppsceller har en dubbel (jämn uppsättning kromosomer), men könsceller har en halv uppsättning.

Det vill säga, ett mänskligt ägg eller sperma har bara 23 kromosomer. Därför, från mamma och pappa, får varje person hälften av uppsättningen kromosomer och följaktligen egenskaper. Det är därför vi ser ut som båda föräldrarna. Men inte alla gener på dessa kromosomer fungerar; vissa av dem träder i funktion omedelbart, andra när de växer och utvecklas, andra i åldrandestadiet, etc. Vilka gener och vilka delar av kromosomerna som tas emot från föräldrar kommer att fungera och inte fungera - bara Moder Natur kan förutsäga detta, vi kan inte veta detta, åtminstone för nu...

Ibland sker nedbrytningar i kromosomuppsättningen, det kan finnas defekter i nivå med en gen, på nivå med en grupp gener - då är det oftare inte utvecklingsfel som uppstår, utan ärftliga sjukdomar och syndrom, till exempel fenylketonuri. Ibland kan hela delar av kromosomerna lida (de så kallade kromosomarmarna), som kan bryta av, byta plats osv.
Förlust eller duplicering av vissa kromosomer i ett av paren kan inträffa, och en person föds med en annan uppsättning kromosomer - oftast är detta trisomi (istället för två kromosomer, tre) i ett av kromosomparen, som t.ex. vid Downs syndrom (trisomi av 21 par kromosomer), Edwards syndrom (18 par kromosomer) eller Patau syndrom (13 par kromosomer).

Detta kan uppstå som ett resultat av störningar av delningsprocessen och minskad kontroll över den av kroppen. Det vill säga som ett resultat av celldelning (oavsett om det är en könscell eller en embryocell). Alla kromosomer i ett par är bundna på mitten av en sorts bro eller rep, under delning måste denna bro eller rep lossna och halvorna av kromosomen måste spridas till olika poler i cellen. Då kommer kroppen att lägga till en liknande spegelkopia till varje halva - då blir celldelningen likvärdig.

Om bron, som ett resultat av delning, inte är obunden, kommer två bitar av kromosom att gå till en cell och ingen till den andra. Sedan kommer det att finnas en extra kromosom i den ena cellen - och i den andra kommer den att saknas. Celler med en ofullständig uppsättning kromosomer är vanligtvis inte livsdugliga och dör, men celler med en extra uppsättning överlever ganska bra. Om en kvinna producerar ett ägg med en sådan extra uppsättning, kan hon när hon är befruktad föda ett barn med en kromosomavvikelse. Medan kroppen är ung styr den ganska hårt och tydligt processen för bildandet av sådana celler, även om kontrollen fortfarande inte är hundra procent, men när du åldras minskar kontrollen. Därför talar läkarna om en ökad risk att få barn med ärftliga och kromosomala avvikelser när en kvinna (och en man också) blir äldre.

Felaktig ojämn celldelning kan påverkas av olika miljöfaktorer och kroppens inre tillstånd. När kvinnor och män arbetar under farliga produktionsförhållanden ökar alltså riskerna, liksom de som lever under dåliga miljöförhållanden, ofta blir sjuka, har en familjehistoria av ärftliga sjukdomar osv. Tyvärr är det omöjligt för en man att veta tillståndet för sina ägg och spermier när det gäller genetiska avvikelser. Endast ett av 400 ägg under en livstid kan bildas med en defekt, eller en av en miljard defekta spermier kan bildas. Det är omöjligt att beräkna detta. Men riskfaktorn i form av ålder är en realitet, men inte en dödsdom!

Typer av kromosomala syndrom.

Jag kommer inte att tråka ut dig med långa föreläsningar om genetik och molekylär teknologi; låt oss skissera möjliga anomalier i allmänna termer som kan uppstå. Totalt är mer än tvåhundra kromosomala syndrom och anomalier kända, givet att en person har 23 par kromosomer i var och en av dem. Inklusive könskromosomer är olika typer av avvikelser möjliga. Alternativen kan vara olika - komplett eller ofullständig (partiell trisomi), kromosomdeletion, monosomi av ett kromosompar, mosaiktranslokation, gendefekter, etc. Varje typ är mer eller mindre gynnsam när det gäller prognos för liv och hälsa.

Det mest prognostiskt gynnsamma syndromet när det gäller kromosomavvikelser är de så kallade balanserade translokationerna - detta är utbytet av sektioner av liknande kromosomer med varandra. Hos sådana människor skiljer sig kroppens utseende och funktion inte från en vanlig person; egenskaperna hos deras genetik kan endast avslöjas genom speciell forskning. Men sådana människor har en kraftigt ökad andel av att få barn med genetiska störningar. Eftersom de själva är bärare av patologiska kromosomer. För sådana föräldrar ökar risken för att få barn med anomalier till 50 %, från 5 % under normala förhållanden.

En annan variant av kromosomsjukdomar är mosaiktrisomi eller kromosomdeletioner. Detta är närvaron av sådana celler inte i alla organ och vävnader, och ju fler vävnader med defekter, desto sämre är prognosen för liv och hälsa, när det gäller bildandet av utvecklingsdefekter. De allvarligaste varianterna är kompletta trisomier (ett par av tre kromosomer i alla celler) eller monosomi (ett par av endast en kromosom i alla celler). Med sådana defekter slutar de flesta graviditeter i avbrytande av graviditeten i de tidiga stadierna på grund av utlösandet av mekanismen för naturligt urval av naturen.

Om fostret utvecklas före 20-22 veckor, uppstår ofta allvarliga graviditetspatologier med missfall, hot om missfall, ökad livmodertonus, för tidigt åldrande av moderkakan, hypoxi och toxicos. Det kan också finnas alternativ för utveckling av graviditet före termin, och då kommer prognosen för barnet att bero på svårighetsgraden av vissa avvikelser; i genomsnitt är den förväntade livslängden för personer med kromosomal patologi cirka 30 år. Hälsotillståndet och intelligensnivån hos sådana människor beror på graden och djupet av skadan, många av barnen lever och utvecklas ganska normalt och kan ta hand om sig själva. De gör ganska genomförbart arbete och kommunicerar med sina kamrater. Det är mycket svårt att säga under graviditeten hur problematiskt det ofödda barnet kommer att vara, mycket beror på graden av skada på arvsmassan.

Hur gör man forskning?

Många framtida föräldrar ställer frågan: är det möjligt att ta reda på i förväg i de tidiga stadierna om barnet har kromosomala patologier och vilka? I dag gör medicinen försök att upptäcka sådana störningar tidigt, så att föräldrar tillsammans med läkare kan besluta om de ska fortsätta utvecklingen av graviditeten eller om det är bättre att avbryta den. Det finns en viss uppsättning kriterier som man kan misstänka (men inte med hundra procents sannolikhet avgöra) förekomsten av genetiska och kromosomala sjukdomar. Dessa inkluderar hotet om missfall i de tidiga stadierna och senare, under hela graviditeten, konstant gnagande smärta i buken. Detta är ett ospecifikt symptom. Hotet om avbrytande av graviditeten förekommer också med ett helt normalt foster; det finns många faktorer för dess förekomst; detta faktum i sig är inte alls tillräckligt för misstanke.

Följande indikatorer kan vara ytterligare anledningar till misstankar:

En ökning av tjockleken på livmoderhalsvecket hos fostret enligt ultraljudsdata vid 12 veckors graviditet,
- låg motorisk aktivitet hos fostret och otillräckliga rörelser,
- låga nivåer av alfa-fetoproterin och PAPP-A, mot bakgrund av ökade nivåer av humant koriongonadotropin vid 12-14 veckors graviditet,
- en fördröjning i tillväxten av ben från 20-22 veckor och en ökning av fostrets njurbäcken från samma period,
- underutveckling och tidigt åldrande av moderkakan,
- tecken på fetal hypoxi, otillfredsställande data om dopplerometri och CTG.
- manifestationer av polyhydramnios eller oligohydramnios.

Alla dessa tecken är dock inte ett hundraprocentigt bevis på att det finns ett problem med barnet, detta kan man bara veta säkert genom att utföra invasiva forskningsmetoder. Detta är en biopsi av chorionic villus (placenta), samt en analys av fostervatten och navelsträngsblodprov för undersökning och identifiering av fostrets genotyp.
Imorgon ska vi prata om undersökning för misstänkt Downs syndrom, som den vanligaste kromosomdefekten.

Metoder för att diagnostisera Downs syndrom under graviditet.

Kromosomala mutationer (annars kallade aberrationer, omarrangemang) är oförutsägbara förändringar i kromosomernas struktur. De orsakas oftast av problem som uppstår under celldelning. Exponering för initierande miljöfaktorer är en annan möjlig orsak till kromosomala mutationer. Låt oss ta reda på vilka manifestationer av denna typ av förändringar i kromosomernas struktur kan vara och vilka konsekvenser de har för cellen och hela organismen.

Mutationer. Allmänna bestämmelser

Inom biologi definieras en mutation som en permanent förändring av genetiskt materials struktur. Vad betyder "beständig"? Det ärvs av ättlingar till en organism som har muterat DNA. Detta sker enligt följande. En cell tar emot fel DNA. Den delar sig, och två döttrar kopierar dess struktur helt, det vill säga de innehåller också förändrat genetiskt material. Sedan finns det fler och fler sådana celler, och om organismen fortsätter till reproduktion får dess ättlingar en liknande mutant genotyp.

Mutationer går vanligtvis inte över utan att lämna spår. Vissa av dem förändrar kroppen så mycket att resultatet av dessa förändringar är döden. Vissa av dem tvingar kroppen att fungera på ett nytt sätt, vilket minskar dess förmåga att anpassa sig och leder till allvarliga patologier. Och ett mycket litet antal mutationer gynnar kroppen och ökar därmed dess förmåga att anpassa sig till miljöförhållanden.

Mutationer delas in i gen, kromosomal och genomisk. Denna klassificering är baserad på skillnader som förekommer i olika strukturer av genetiskt material. Kromosomala mutationer påverkar alltså kromosomernas struktur, genmutationer påverkar sekvensen av nukleotider i gener, och genomiska mutationer gör förändringar i hela organismens genom genom att lägga till eller subtrahera en hel uppsättning kromosomer.

Låt oss prata om kromosomala mutationer mer i detalj.

Vilka typer av kromosomförändringar kan förekomma?

Beroende på hur förändringarna är lokaliserade urskiljs följande typer av kromosomala mutationer.

1. Intrakromosomal - transformation av genetiskt material inom en kromosom.
2. Interkromosomala - omarrangemang, som ett resultat av vilka två icke-homologa kromosomer byter ut sina sektioner. Icke-homologa kromosomer innehåller olika gener och förekommer inte under meios.

Var och en av dessa typer av avvikelser motsvarar vissa typer av kromosomala mutationer.

Borttagningar

En deletion är separation eller förlust av någon del av en kromosom. Det är lätt att gissa att denna typ av mutation är intrakromosomal.

Om den yttersta delen av en kromosom separeras kallas deletionen terminal. Om genetiskt material går förlorat närmare centrum av kromosomen kallas en sådan deletion interstitiell.

Denna typ av mutation kan påverka organismens livsduglighet. Till exempel ger förlusten av en sektion av en kromosom som kodar för en viss gen en person med immunitet mot immunbristviruset. Denna adaptiva mutation uppstod för cirka 2 000 år sedan, och vissa personer med AIDS lyckades överleva bara för att de hade turen att ha kromosomer med en förändrad struktur.

Duplikationer

En annan typ av intrakromosomal mutation är duplicering. Detta är kopieringen av en sektion av en kromosom, som uppstår som ett resultat av ett fel under den så kallade crossover, eller cross over, under celldelning.

En sektion som kopieras på detta sätt kan behålla sin position, rotera 180°, eller till och med upprepas flera gånger, och då kallas en sådan mutation för amplifiering.

Hos växter kan mängden genetiskt material öka just genom upprepade dubbleringar. I det här fallet förändras vanligtvis en hel arts anpassningsförmåga, vilket gör att sådana mutationer är av stor evolutionär betydelse.

Inversioner

Avser även intrakromosomala mutationer. Inversion är en rotation av en viss sektion av en kromosom med 180°.

Den del av kromosomen som vänds som ett resultat av inversion kan vara på ena sidan av centromeren (paracentrisk inversion) eller på motsatta sidor av den (pericentrisk). Centromeren är den så kallade regionen av den primära sammandragningen av kromosomen.

Vanligtvis påverkar inversioner inte kroppens yttre tecken och leder inte till patologier. Det finns dock ett antagande att hos kvinnor med en inversion av en viss del av kromosom nio, ökar sannolikheten för missfall under graviditeten med 30 %.

Translokationer

Translokation är förflyttningen av en del av en kromosom till en annan. Dessa mutationer är av den interkromosomala typen. Det finns två typer av translokationer.

1. Reciprokt är utbyte av två kromosomer i vissa områden.
2. Robertsonian - fusion av två kromosomer med en kort arm (akrocentrisk). Under den Robertsonska translokationen förloras korta delar av båda kromosomerna.

Ömsesidiga translokationer leder till problem med barnafödande hos människor. Ibland orsakar sådana mutationer missfall eller leder till födseln av barn med medfödda utvecklingspatologier.

Robertsoniska translokationer är ganska vanliga hos människor. I synnerhet, om en translokation inträffar som involverar kromosom 21, utvecklar fostret Downs syndrom, en av de mest frekvent rapporterade medfödda patologierna.

Isokromosomer

Isokromosomer är kromosomer som har tappat ena armen, men som har ersatt den med en exakt kopia av sin andra arm. Det vill säga, i huvudsak kan en sådan process betraktas som borttagning och inversion i en flaska. I mycket sällsynta fall har sådana kromosomer två centromerer.

Isokromosomer finns i genotypen av kvinnor som lider av Shereshevsky-Turners syndrom.

Alla typer av kromosomala mutationer som beskrivs ovan är inneboende i olika levande organismer, inklusive människor. Hur visar de sig?

Kromosomala mutationer. Exempel

Mutationer kan förekomma i könskromosomer och i autosomer (alla andra parade kromosomer i cellen). Om mutagenes påverkar könskromosomerna är konsekvenserna för kroppen vanligtvis allvarliga. Medfödda patologier uppstår som påverkar individens mentala utveckling och brukar uttryckas i förändringar i fenotypen. Det vill säga att utåt muterade organismer skiljer sig från normala.

Genomiska och kromosomala mutationer förekommer oftare i växter. De finns dock hos både djur och människor. Kromosomala mutationer, exempel på vilka vi kommer att överväga nedan, manifesterar sig i förekomsten av allvarliga ärftliga patologier. Dessa är Wolf-Hirschhorns syndrom, "gråt katten" syndrom, partiell trisomisjukdom på den korta armen av kromosom 9, samt några andra.

Cry of the cat syndrome

Denna sjukdom upptäcktes 1963. Det uppstår på grund av partiell monosomi på den korta armen av kromosom 5, orsakad av en deletion. Ett av 45 000 barn föds med detta syndrom.

Varför fick denna sjukdom ett sådant namn? Barn som lider av denna sjukdom har ett karakteristiskt skrik som liknar en katts mjau.

När den korta armen på den femte kromosomen raderas kan olika delar av den gå förlorade. De kliniska manifestationerna av sjukdomen beror direkt på vilka gener som gick förlorade under denna mutation.

Struphuvudets struktur förändras hos alla patienter, vilket innebär att "kattens gråt" är karaktäristiskt för alla utan undantag. De flesta som lider av detta syndrom upplever en förändring i skallstrukturen: en minskning av hjärnregionen, ett månformat ansikte. Vid "gråt katten"-syndrom är öronen vanligtvis lågt placerade. Ibland har patienter medfödda patologier i hjärtat eller andra organ. Mental retardation blir också ett karakteristiskt drag.

Typiskt dör patienter med detta syndrom i tidig barndom, endast 10% av dem överlever till tio års ålder. Men det har också förekommit fall av livslängd med "kattens gråt"-syndrom - upp till 50 år.

Wolf-Hirschhorns syndrom

Detta syndrom är mycket mindre vanligt - 1 fall per 100 000 födslar. Det orsakas av radering av ett av segmenten i den korta armen av den fjärde kromosomen.

Manifestationerna av denna sjukdom är varierande: försenad utveckling av den fysiska och mentala sfären, mikrocefali, karakteristisk näbbformad näsa, skelning, gomspalt eller överläpp, liten mun, defekter i inre organ.

Liksom många andra mänskliga kromosomala mutationer klassificeras Wolf-Hirschhorns sjukdom som halvdödlig. Detta innebär att kroppens livsduglighet med en sådan sjukdom minskar avsevärt. Barn med diagnosen Wolf-Hirschhorns syndrom lever vanligtvis inte längre än 1 års ålder, men ett fall har registrerats där patienten levde i 26 år.

Partiellt trisomisyndrom på den korta armen av kromosom 9

Denna sjukdom uppstår på grund av obalanserade duplikationer i den nionde kromosomen, som ett resultat av vilket det finns mer genetiskt material på denna kromosom. Totalt är mer än 200 fall av sådana mutationer hos människor kända.

Den kliniska bilden beskrivs av försenad fysisk utveckling, lindrig mental retardation och ett karakteristiskt ansiktsuttryck. Hjärtfel finns hos en fjärdedel av alla patienter.

Med partiellt trisomisyndrom i den korta armen av kromosom 9 är prognosen fortfarande relativt gynnsam: de flesta patienter överlever till hög ålder.

Andra syndrom

Ibland inträffar kromosomala mutationer även i mycket små delar av DNA. Sjukdomar i sådana fall orsakas vanligtvis av duplikationer eller deletioner, och kallas mikrodupliceringar respektive mikrodeletioner.

Det vanligaste syndromet är Prader-Willis sjukdom. Det uppstår på grund av mikrodeletion av en sektion av kromosom 15. Intressant nog måste denna kromosom tas emot av kroppen från fadern. Som ett resultat av mikrodeletioner påverkas 12 gener. Patienter med detta syndrom har mental retardation, fetma och har vanligtvis små fötter och händer.

Ett annat exempel på sådana kromosomsjukdomar är Sotos syndrom. En mikrodeletion sker på den långa armen av kromosom 5. Den kliniska bilden av denna ärftliga sjukdom kännetecknas av snabb tillväxt, en ökning av storleken på händer och fötter, närvaron av en konvex panna och viss mental retardation. Förekomsten av detta syndrom har inte fastställts.

Kromosomala mutationer, närmare bestämt mikrodeletioner i områden av kromosom 13 och 15, orsakar Wilms tumör respektive retinblastom. Wilms tumör är en njurcancer som förekommer främst hos barn. Retinoblastom är en malign tumör i näthinnan som även förekommer hos barn. Dessa sjukdomar är behandlingsbara om de diagnostiseras i ett tidigt skede. I vissa fall tillgriper läkare kirurgiskt ingrepp.

Modern medicin eliminerar många sjukdomar, men det är ännu inte möjligt att bota eller åtminstone förhindra kromosomala mutationer. De kan bara upptäckas i början av fosterutvecklingen. Men gentekniken står inte stilla. Kanske kommer snart ett sätt att förebygga sjukdomar orsakade av kromosomala mutationer att hittas.

Kromosomala mutationer (omarrangemang eller aberrationer)– Det är förändringar i kromosomernas struktur som kan identifieras och studeras i ljusmikroskop.

Olika typer av omarrangemang är kända:

1. en brist på, eller trots,- förlust av de terminala sektionerna av kromosomen;
2. radering- förlust av en del av en kromosom i dess mellersta del;
3. dubbelarbete - dubbel eller multipel upprepning av gener lokaliserade i en specifik region av kromosomen;
4. inversion- rotation av en kromosomsektion med 180°, som ett resultat av vilket gener i denna sektion är lokaliserade i omvänd sekvens jämfört med den vanliga;
5. translokation- förändring i positionen av någon del av en kromosom i kromosomuppsättningen. Den vanligaste typen av translokationer är reciproka, där regioner byts ut mellan två icke-homologa kromosomer. En sektion av en kromosom kan ändra sin position utan ömsesidigt utbyte, förbli i samma kromosom eller inkluderas i någon annan.

På brister, strykningar Och dubbletter mängden genetiskt material förändras. Graden av fenotypisk förändring beror på hur stora motsvarande kromosomregioner är och om de innehåller viktiga gener. Exempel på brister är kända hos många organismer, inklusive människor. Svår ärftlig sjukdom - "kattens gråt"-syndrom(uppkallad efter karaktären hos de ljud som görs av sjuka spädbarn) orsakas av heterozygositet för brist på den 5:e kromosomen. Detta syndrom åtföljs av allvarlig tillväxtstörning och mental retardation. Barn med detta syndrom dör vanligtvis tidigt, men vissa överlever

Genomiska mutationer- förändring av antalet kromosomer i genomet av kroppsceller. Detta fenomen inträffar i två riktningar: mot en ökning av antalet hela haploida uppsättningar (polyploidi) och mot förlust eller inkludering av individuella kromosomer (aneuploidi).

Polyploidi- multipel ökning av den haploida uppsättningen kromosomer. Celler med olika antal haploida uppsättningar av kromosomer kallas triploida (3n), tetraploida (4n), hexanloida (6n), oktaploida (8n), etc.

Oftast bildas polyploider när kromosomavvikelsens ordning till cellpolerna störs under meios eller mitos. Detta kan orsakas av fysikaliska och kemiska faktorer. Kemikalier som kolchicin undertrycker bildningen av den mitotiska spindeln i celler som har börjat dela sig, vilket gör att de duplicerade kromosomerna inte separerar och cellen blir tetraedrisk.

För många växter den sk polyploid serie. De inkluderar former från 2 till 10n och mer. Till exempel består en polyploid serie av uppsättningar av 12, 24, 36, 48, 60, 72, 96, 108 och 144 kromosomer av representanter för släktet Solanum. Släktet vete (Triticum) representerar en serie vars medlemmar har 34, 28 och 42 kromosomer.

Polyploidi resulterar i förändringar i en organisms egenskaper och är därför en viktig källa till variation i evolution och urval, särskilt hos växter. Detta beror på det faktum att hermafroditism (självpollinering), apomixis (parthenogenes) och vegetativ förökning är mycket utbredd i växtorganismer. Därför är ungefär en tredjedel av de växtarter som är vanliga på vår planet polyploider, och i de skarpt kontinentala förhållandena i högberget Pamirs växer upp till 85% av polyploider. Nästan alla odlade växter är också polyploider, som till skillnad från sina vilda släktingar har större blommor, frukter och frön och mer näring samlas i lagringsorgan (stjälkar, knölar). Polyploider anpassar sig lättare till ogynnsamma levnadsförhållanden och tolererar lättare låga temperaturer och torka. Det är därför de är utbredda i de norra och höga bergsregionerna.

Grunden för den kraftiga ökningen av produktiviteten hos polyploida former av odlade växter är fenomenet polymerer.

Aneuploidi, eller heteroploidi,- ett fenomen där kroppens celler innehåller ett förändrat antal kromosomer som inte är en multipel av den haploida uppsättningen. Aneuploider uppstår när enskilda homologa kromosomer inte separeras eller går förlorade under mitos och meios. Som ett resultat av kromosom icke-disjunktion under gametogenes, kan könsceller med extra kromosomer uppstå, och sedan, vid efterföljande fusion med normala haploida gameter, bildar de en zygot 2n + 1 (trisomisk) på en specifik kromosom. Om det finns en kromosom mindre i gameten, leder efterföljande befruktning till bildandet av en zygot 1n - 1 (monosomisk) på någon av kromosomerna. Dessutom finns formerna 2n - 2, eller nullisomics, eftersom det inte finns något par homologa kromosomer, och 2n + X, eller polysomik.

Aneuploider finns i växter och djur, såväl som hos människor. Aneuploida växter har låg livsduglighet och fertilitet, och hos människor leder detta fenomen ofta till infertilitet och går i dessa fall inte i arv. Hos barn födda av mödrar över 38 år är sannolikheten för aneuploidi ökad (upp till 2,5%). Dessutom orsakar fall av aneuploidi hos människor kromosomsjukdomar.

Hos tvåbodjur, både under naturliga och artificiella förhållanden, är polyploidi extremt sällsynt. Detta beror på det faktum att polyploidi, som orsakar en förändring i förhållandet mellan könskromosomer och autosomer, leder till störningar av konjugationen av homologa kromosomer och därigenom komplicerar könsbestämning. Som ett resultat visar sig sådana former vara sterila och mindre livskraftiga.

Det finns flera orsaker till brott mot en cells genetiska program.

Förändringar i den biokemiska strukturen hos gener inkluderar:

• punktmutationer med förlust av någon av nukleotiderna, vilket leder till dysfunktion i programmeringen av genetisk information;
• förlust av en del av en kromosom;
• polymerisation med bildning av ytterligare kromosomregioner.

En eller flera nya kromosomer kan saknas eller dyka upp.

Aktivering av patologiska gener kan vara relaterat:

• med strukturella förändringar i regulatoriska gener,
• med aktivering av dödliga gener på grund av homozygositet för autosomala recessiva gener eller manifestation av patogena gener associerade med sex.

Dessutom kan manifestationen av en patogen autosomal recessiv egenskap vara associerad med en annan gen (kopplade gener och egenskaper).

Införande av ett främmande DNA-fragment med patogena egenskaper i genomet t.ex. ett virus kan leda till celldöd eller att viruset kvarstår inuti det. Denna uthållighet leder ofta till förekomsten av maligna tumörtillväxt. Under experimentella förhållanden introducerar forskare både patologiska och saknade gener i en cell (genteknik).

Alla de listade genomiska sjukdomarna kan överföras genom arv, om de uppstod i könsceller, eller leder till somatiska förändringar i djurets kropp utan nedärvning (genomet förändras i somatiska celler).

Det genetiska materialet kan förändras så kraftigt att det blir tydligt även när man studerar kromosomer med hjälp av ljusmikroskopi under delning. Dessa är de så kallade genomiska och kromosomala mutationer.

Genomiska mutationer leda till grov strukturförändring nukleärt ärftligt material i allmänhet. Åtföljs av förändringar i antalet och formen av kromosomer, förhållandet mellan deras innehåll i olika celler. Ofta kännetecknas genomiska mutationer av aneuploidi, heteroploidi eller polyploidi, vilket ofta observeras i maligna tumörceller när mitosen är nedsatt (med minskad mitos). En genomisk mutation kan bero på att en av kromosomerna inte representeras av två, som vanligt i en somatisk cell, utan av tre eller fler kopior. Ett exempel på en sådan mutation är Downs syndrom.

Kromosomala mutationer uppstår när strukturen hos enskilda kromosomer förändras, armarnas storlek ökar eller minskar, en sektion av en kromosom förflyttas till en annan eller en sektion av en kromosom roteras 180°. Avsaknaden av en av kromosomsektionerna kallas radering. Förlusten av betydande delar av en kromosom leder vanligtvis till att organismen dör. Duplicering av en del av en kromosom - duplicering En 180° omkastning av en kromosomsektion betecknas som en inversion och kanske inte manifesteras fenotypiskt. Utbyte av regioner mellan icke-homologa kromosomer - translokation- leder vanligtvis till utvecklingsstörningar i kroppen som är oförenliga med livet.

Gen- eller punktmutation är en ersättning av enskilda nukleotider eller små sektioner av genomet inom en gen. Genmutationen är osynlig vid histologisk undersökning, men förändrar cellens fenotyp, vilket leder till att nya egenskaper bildas i cellen och/eller i kroppen som helhet.

Markera konformationella mutationer när en nukleotid ersätts av en annan, förändrar DNA-dubbelhelixen.

Ibland ändrar inte en mutation informationen som lagras av genomet. Denna förändring i arvsmassan kallas tyst mutation . Om en mutation orsakar en förvrängning av informationen som lagras av genomet, kallas den en mutation som förvränger den biologiska betydelsen av ärftlig information. Detta leder till bildandet av enzymer med förändrad aktivitet, vilket ger nya egenskaper som är ovanliga för cellen och hela organismen.

Under en mutation som inte är meningsfull , förstå en genmutation som ändrar strukturen hos en gen på ett sådant sätt att det blir omöjligt att läsa information från den, eller så bildas en mRNA-sekvens som inte kan översättas av ribosomen.

Mutagener - dessa är faktorer av vilken karaktär som helst som förändrar genomets struktur och orsakar mutationer. Markera endogena och exogena mutagener. Dessa kan vara effekter fysisk natur(joniserande strålning, ultraviolett strålning, skada, förhöjd temperatur). Kemiska mutagenerär vissa bekämpningsmedel, industrigifter (bensen, bensopyren, epoxider, vissa aldehyder), kvicksilverföreningar, cytostatika. Vissa har en mutagen effekt kosttillskott(cyklamater, aromatiska kolhydrater), lipidperoxidföreningar, fria syreradikaler som finns i väteperoxid och ozon.

Som ett resultat av mutationer uppstår genetiska sjukdomar.

• Sjukdomar orsakade helt av påverkan av en patologisk gen. Dessa störningar uppträder alltid oavsett de egenskaper som föregår den vitala aktiviteten hos celler och organismen som helhet. Typiskt kan manifestationer orsakade av sådana mutationer observeras från det ögonblick då djuret eller personen föds.
• Sjukdomar där den genetiska faktorn manifesterar sig endast i närvaro av lämpliga miljöförhållanden och egenskaper hos individuell utveckling. Således kan en tendens till diabetes mellitus visa sig beroende på kostvanor. Denna typ av ärftlig sjukdom upptäcks nästan alltid efter födseln, ibland i hög ålder.
• Sjukdomar där ärftlighet är den främsta orsaksfaktorn. Sjukdomen manifesterar sig, men dess grad, hastighet och svårighetsgrad är olika på grund av nivån av ackumulering i kroppen av konsekvenserna av påverkan av etiologiska faktorer som uppstår i livets process.

Ärftliga sjukdomar kan överföras genom en autosomalt dominant, autosomal recessiv nedärvningsmekanism och vara könsbundna.

Ärftliga sjukdomar associerade med sex orsakas av överföring av genstörningar i könskromosomerna, därför är sjukdomens manifestationer direkt relaterade till individens kön.

Ibland överförs genmutationer genom somatiska kromosomer och deras förekomst är könsberoende. Till exempel utvecklas vaskulär ateroskleros, under samma förhållanden, tidigare hos män, eftersom kvinnliga könshormoner blockerar utvecklingen av sjukdomen.

Brott i genomförandet av det genetiska programmet är förknippade med följande fenomen.

Mitosrubbningar åtföljs av ojämn fördelning av kromosomerna (minskad mitos eller amitos) och leder till dysplasi (bildandet av monsterceller).

En annan möjlig konsekvens är bildandet av polyploida eller multinukleära celler. Massivt undertryckande av mitos när celler förlorar förmågan att dela sig leder till försämrad regenerering av organ och vävnader. Orsakerna är förändringar i regleringen av operonet, skador på cellcentrum eller mikrotubuli, förändringar i cytotomi mot bakgrund av försämrad bildning av mikrotubuli och actominiyosin-interaktioner, försämrad energiförsörjning för delning m.m.