Анатомо-Лексикон

Аберація хромосом - що це означає?

Вступ - що таке хромосомні аберації?

Аберація хромосом описує відхилення від нормальної структури хромосом людини. Звичайний набір хромосом людини має 23 пари хромосом одного типу, які містять весь генетичний матеріал. Аберація хромосом може бути як числовим, так і структурним відхиленням набору хромосом.

Хромосомні аберації є найпоширенішою причиною внутрішньоутробного викидня. Однак існують також життєздатні форми хромосомних аберацій, такі як синдром Дауна (Трисомія 21) або синдром Клайнфельтера (XXY синдром).

Аберацію хромосом можна розпізнати, створивши каріограму. Це можна порівняти зі здоровою каріограмою, так що відхилення відразу помітні.

Детальніше про це читайте в: Хромосомна мутація

Що таке числові хромосомні аберації?

Числові аберації хромосом описують набір хромосом, які мають різну кількість хромосом. Окремі хромосоми можуть дублюватися або відсутні (Анеуплоїдія) або повний набір хромосом дублюється (Поліплоїдія).

Найвідомішою та найпоширенішою числовою хромосомною аберацією є трисомія 21 (синдром Дауна). При цьому захворюванні 21-а хромосома присутня в трьох примірниках. Шанс народити дитину з трисомією 21 зростає з віком матері. Діти з синдромом Дауна зазнають невдачі:

Невисокий зріст
Чотирипальцеві борозни
(Монголоїдні) віки повік, які косо виходять назовні
зниження моторики та інтелекту

Особливо розумова відсталість сильно варіюється у окремих пацієнтів, тому індивідуальне лікування, підтримка та догляд виходять на перший план.

Тризомія 21 лише мінімально скорочує тривалість життя. Це стосується інших форм трисомії, таких як трисомія 13 (Синдром Патау) і трисомія 18 (Синдром Едвардса) не так, тут тривалість життя менше одного року.

Іншими числовими хромосомними абераціями, які впливають на статеві хромосоми, є синдром Клайнфельтера та синдром Улліха-Тернера.

Синдром Клайнфельтера вражає чоловіків. Замість однієї вони мають дві Х-хромосоми. Найпомітнішим симптомом є високий зріст, спричинений нестачею тестостерону.

При синдромі Тернера у постраждалих жінок не вистачає Х-хромосоми. Через брак естрогену та гестагену сполучна тканина проростає через яєчники, а жінки залишаються стерильними на все життя.

Детальніше про це читайте на: Трисомія 13 у майбутньої дитини

Що таке структурні аберації хромосом?

Структурні аберації хромосом - це відхилення від хромосом за своєю структурою. На відміну від числових аберацій хромосом, зберігається нормальна кількість хромосом (23 гомологічні пари, 46 хромосом в цілому). Існує кілька форм структурних хромосомних аберацій, таких як:

ВИДАЛЕННЯ: У разі делеції втрачається сегмент хромосоми і, отже, частина генетичного матеріалу. Це приклад такої хвороби Синдром котячого крику. Такі діти виділяються високими криками, часто низького зросту, мають слабо розвинені м’язи і маленьку голову.
Синдром Вольфа-Гіршхорна також спричинений делецією. Характерним для цього захворювання є численні напади епілепсії у пацієнта.
ТРАНСЛОКАЦІЯ: Ще однією структурною хромосомною аберацією є транслокація. Тут сегмент хромосоми зміщується до іншої, негомологічної хромосоми. Потім розрізняють зворотну та невзаємну транслокацію.
ІНВЕРСІЯ: Інверсія описує структурну аберацію хромосом, при якій сегмент хромосоми обернений.

Взагалі розрізняють збалансовану та незбалансовану зміну хромосомних структурних аберацій хромосом. Збалансований не має значення для хворого, оскільки незбалансований призводить до фізичних симптомів.

Вас також може зацікавити: Набір хромосом

Причини хромосомних аномалій

Існують різні причини числових та структурних хромосомних аберацій. Числові аберації хромосом мають різну кількість хромосом, завдяки чому самі хромосоми виглядають нормально.

На Анеуплоїдія якщо поодинокі хромосоми дублюються або відсутні, як, наприклад, при трисомії 21. Найпоширенішою причиною цього є недиз'юнкція (Нероздільність) хромосом під час мейозу. Мейоз має функцію продукування статевих клітин. Вони містять одну хроматидну хромосому як генетичний матеріал, який доступний для запліднення.

Якщо гомологічні хромосоми не відокремлені (Мейоз I.) або до невідділення сестринських хроматид (Мейоз II), у статевій клітині є дві хроматиди. Якщо ця яйцеклітина запліднена, в клітині є три хроматиди, і одна говорить про одну Трисомія.

У разі структурних хромосомних аберацій причина не в відділах мейозу. При цьому типі аберацій хромосом набір хромосом складається з бажаних 23 гомологічних пар хромосом, хоча окремі хромосоми мають іншу структуру.

Це відхилення може бути, наприклад, генними мутаціями, вже описаними вище:

Видалення (шматочок хромосоми відсутній)
Дублювання (шматочок хромосоми дублюється)
Транслокація (частина однієї хромосоми була включена в іншу хромосому)

Причиною цих відхилень, як правило, є неправильний перехід під час мейозу. Друга причина - неправильний ремонт дволанцюжкових розривів геному.

Це також може вас зацікавити: Поділ ядра клітини

Що таке тест на аберацію хромосом?

Існують різні тести, за допомогою яких можна виявити хромосомні аберації у майбутньої дитини. Однак існують також так звані тести на аберацію хромосом in vitro та in vivo, які застосовуються в токсикології.

Тест на хромосомні аберації in vitro

Тест хромосомних аберацій in vitro включає обробку культури клітин речовиною, яка, як підозрюється, спричиняє хромосомні аберації. Культура клітин складається з клітин, що походять від ссавців. Наприклад, можливі клітини мишей або лімфоцити з крові людини.

Ці клітини спочатку культивують, щоб вони росли в оптимальних умовах. Далі вони обробляються досліджуваною речовиною. Наприклад, це може бути розчинена речовина, яка додається до культури клітин.

Після певного часу впливу клітини досліджують під мікроскопом. Зокрема, дивляться на хромосоми в метафазі та перевіряють їх на наявність змін.

Також корисно створити контрольну культуру, яка не була оброблена досліджуваною речовиною. За допомогою цього контролю набори хромосом можна краще порівняти один з одним.

Тест на хромосомні аберації in vivo

Тест на аберацію хромосом in vivo аналогічний тесту in vitro, з тією різницею, що досліджувана речовина вводиться безпосередньо в кістковий мозок живого ссавця. Це створило реалістичні умови, оскільки речовина знаходиться в організмі.

Тут також перевіряється набір хромосом на відхилення. Ці два методи можна використовувати для перевірки речовин на їх мутагенну дію.

Які тести існують?

Існує кілька тестів, які можна використовувати для вивчення хромосомних аберацій. З одного боку, існують варіанти обстеження, за допомогою яких можна перевірити, чи є речовина (наприклад, нікотин) Спрацьовує хромосомні аберації і, таким чином, збільшує ймовірність розвитку раку. Ці тести називаються В пробірці- і Тести на хромосомні аберації in vivo і проводяться токсикологами.
Однак існують також тести, які можна зробити у вагітних, щоб перевірити, чи є у майбутньої дитини хромосомні аберації. Тут є кілька варіантів.

Перший варіант - хромосомний аналіз, який і сьогодні є золотим стандартом. Наприклад, навколоплідну рідину або пуповинну кров можна використовувати в якості досліджуваного матеріалу. Під мікроскопом можна діагностувати як числові, так і структурні хромосомні аберації.

Другим варіантом буде просте ультразвукове дослідження, яке часто може виявити зміну хромосоми. Однією з ознак порушення хромосом є відсутність носової кістки.

Ще один тест, який займає менше часу, ніж хромосомний аналіз (Тривалість: приблизно кілька днів) - тест FISH (Тривалість: максимум 2 дні). За допомогою тесту FISH (Тест на гібридизацію флуоресценції in situ) хромосоми 13, 18, 21 та X і Y хромосоми у плодовому матеріалі (напр. навколоплідних вод) відображаються кольором. Таким чином, числову аберацію хромосоми можна визначити, просто підрахувавши її.

Вас також може зацікавити тема: Функції клітинного ядра

КЛІНІКА: Які захворювання викликані хромосомними абераціями?

Хромосомні аберації відповідають за велику кількість спонтанних абортів до народження та за багато захворювань. З них усіх п’ять, зокрема, широко поширені.

Синдром Дауна

Найвідомішою серед них є трисомія 21, більш відома як синдром Дауна.
Ці діти помітні своїм невисоким зростом, борознами на руках на чотирьох пальцях і часто зниженим інтелектом. Це також пов’язано із збільшенням частоти вад серця та вад розвитку шлунково-кишкового тракту.
Однак при хорошому лікуванні та підтримці діти можуть мати майже нормальну тривалість життя.

Синдром Патау проти синдрому Едвардса

До хвороб трисомії також належать синдром Патау (трисомія 13) та синдром Едвардса (трисомія 18), причому тривалість життя обох захворювань становить менше одного року.

Синдром Патау, зокрема, спричиняє велику кількість викиднів, саме тому багато дітей помирають до народження. Однак також були описані випадки, коли ступінь вад розвитку менша і вони досягають віку 10 років.

Детальніше про це: Трисомія 13 у майбутньої дитини

Синдром Клайнфельтера

Як і трисомії, синдром Клайнфельтера - це числова хромосомна аберація. При цьому захворюванні пацієнти чоловічої статі мають додаткову Х-хромосому і помітні своїм вираженим високим зростом і недостатньо активними яєчками з супутніми гормональними змінами.

Синдром Улліха-Тернера

На відміну від цього, у синдромі Улліха-Тернера бракує Х-хромосоми, тому ці пацієнти мають лише 45 хромосом. Постраждали лише жінки.
Пацієнти мають деформацію статевих органів і залишаються стерильними протягом усього життя. Крім того, вони часто виділяються за рахунок розширення шиї за рахунок так званої шкіри крила.