Анатомо-Лексикон

Мутація хромосом

Визначення - що таке мутація хромосом?

Геном людини, тобто сукупність генів, розділений на хромосоми. Хромосоми - це дуже довгі ланцюги ДНК, які можна відрізнити один від одного в метафазі поділу ядра клітини. Гени розташовані на хромосомах у фіксованому порядку.

При хромосомних мутаціях у цій послідовності спостерігаються мікроскопічно видимі зміни, які спричинені відносно великим пошкодженням хромосом. Можна розрізнити різні форми цього виду шкоди. Деякі форми залишаються непоміченими, але інші викликають серйозні клінічні картини. Яке захворювання розвивається, залежить від виду пошкодження та від того, в якій хромосомі воно знаходиться.

Причини - чому вони виникають?

Хромосомні мутації виникають у половини людей, які постраждали від мутацій, що виникли “de novo”. De novo означає, що мутація виникла лише в статевих клітинах батьків, тобто яйцеклітині або сперматозоїдах.

Деякі отрути можуть спричинити мутацію хромосом. Ці так звані кластогени змушують хромосоми руйнуватися, викликаючи різні форми мутацій хромосом.

У людей є два типи хромосом - материнська та батьківська. Коли формується статева клітина, генетичний склад матері та батька змішується. Цей процес називається «перетин».

Зазвичай між хромосомами одного типу відбувається лише змішування. У разі мутації хромосом цей кросинговер є несправним. Крім того, частини хромосоми вбудовуються в хромосому, яка не є однотипною. Крім того, частини хромосом можуть бути включені догори дном. Однак у деяких випадках ділянка хромосоми в статевій клітині повністю втрачається.

Як розпізнати мутацію хромосом?

Якщо є вади розвитку або розумова відсталість, хромосомні аналізи можуть бути проведені для підтвердження генетичної причини. Для проведення хромосомного аналізу у людини відбирають клітини, щоб дослідити їх хромосоми.

Для аналізу найчастіше використовують лімфоцити, тобто клітини імунного захисту, які циркулюють у крові. Однак у принципі можуть використовуватися всі клітини, які мають клітинне ядро.

Хромосомні мутації пов'язані зі змінами, деякі з яких можна побачити під світловим мікроскопом. Різні хромосоми мають дуже специфічну форму.

Крім того, спеціальна техніка дозволяє фарбувати хромосоми. При такому забарвленні розвиваються так звані смуги. Визначивши конкретні смуги, можна визначити, яка з 23 пар хромосом бере участь. Цю техніку з'єднання також можна використовувати для виявлення змін у відповідних хромосомах.

Які мутації хромосом існують?

У разі хромосомних мутацій розрізняють різні форми мутацій.

Зріз хромосоми був загублений при делеції. Уражена хромосома вкорочується у відповідній точці. У разі делеції гени втрачаються; ефекти можуть змінюватися залежно від розділу.

На відміну від делеції, інсерція передбачає вставку сегмента хромосоми в іншу хромосому. Якщо сегмент бере початок в іншому ядрі клітини, гени цього сегмента дублюються. Може статися перевиробництво продукту гена.

В інверсії ділянка знаходиться в правильній хромосомі, але в зворотному порядку.

Також може бути дублювання, і в цьому випадку дублюється частина хромосоми.

Найважливішою мутацією хромосом є транслокація. Тут ділянки хрососом 2 різних хромосом міняються місцями. Якщо цей обмін не супроводжується втратою генів, можна говорити про один збалансований Транслокація. Носії збалансованої транслокації зазвичай не виявляють жодних відхилень, але у них частіші викидні. Крім того, потомство часто є носіями більш незбалансованим Транслокації. При цьому генетичний матеріал втрачається, а потомство обмежується.

З’ясуйте, які зміни в ДНК крім мутацій є загальними у: Епігенетика

Що таке взаємна транслокація?

При взаємній транслокації між собою обмінюються частини двох різних хромосом. При взаємній транслокації важливо, щоб загальний вміст генетичного матеріалу в клітині залишався незмінним.

Однак у постраждалих є проблеми з утворенням статевих клітин. Якщо в статевій клітині, що розвивається, є хромосома, у якій обмінявся шматочок, то ця клітина не життєздатна.

Однак може бути і так, що дві хромосоми, у яких обмінювався шматочок, потрапляють у статеву клітину. Тоді лише нормальні хромосоми потрапляють в іншу статеву клітину, яка утворюється. Якщо це так, лише половина статевих клітин не може вижити. Друга половина містить нормальний набір хромосом.

Взаємна трансокація може призвести до різних генетичних захворювань. Наприклад, одним із них є Хронічна мієлоїдна лекемія, де можна виявити велику кількість хромосом Філадельфії.

Синдром котячого крику

Синдром котячого крику, або синдром Кри-дю-Чат, називається так, тому що малюки кричать дуже високо і схожі на котів. Ці високі крики спричинені вадою розвитку гортані. Причиною синдрому котячого крику є видалення на короткому плечі хромосоми 5.

Постраждалі мають важку відсталість та розумові вади. Однак інтелектуальна вада дуже мінлива. У них маленька голова, і ріст у них порушений. Існують також інші фізичні вади розвитку. Зміни у внутрішніх органах дуже рідкісні. Тому тривалість життя суттєво не обмежується.

Детальніше про це читайте за адресою: Синдром котячого крику

Що таке хромосомні аберації?

Аберація хромосом - це зміна хромосом, яка видно під світловим мікроскопом. На відміну від цього, є генні мутації, ці зміни набагато менші і їх можна розпізнати лише за допомогою більш точної генетичної діагностики.

Аберації хромосом можна розділити на дві форми. Розрізняють структурні та числові аберації. Структурні аберації обговорювались у цій главі, їх також називають хромосомними мутаціями. Вони супроводжуються зміною самих хромосом.

Числові аберації означають, що існує неправильна кількість хромосом. Нормальний каріотип людини, тобто кількість хромосом, становить 46, XY у чоловіків і 46, XX у жінок. Слід зазначити, що хромосоми дублюються, єдиним винятком є статеві хромосоми у чоловіків.Статеві хромосоми, які представляють єдину різницю в геномі у чоловіків і жінок, позначаються буквами.

При числових абераціях хромосоми можуть з’являтися частіше або відсутні. Найвідоміший приклад - синдром Дауна, трисомія 21, з назви випливає, що 21-а хромосома присутня тричі, а не в двох примірниках. Каріотип людини виглядає так: 47, XY + 21 для чоловіків і 47, XX + 21 для жінок.

Прикладом відсутності хромосоми є синдром Тернера або моносомія X, у цьому випадку X-хромосома відсутня, що призводить до каріотипу 45, X0. Постраждалі люди - жінки з певними фізичними відхиленнями.

Ви можете знайти більше на цю тему за адресою: Аберація хромосом - що це?

Синдром Клайнфельтера

Синдром Клайнфельтера не є хромосомною мутацією. Мутації хромосом супроводжуються зміною структури. Неправильна кількість хромосом присутня при синдромі Клайнфельтера. Ця зміна називається числовою хромосомною аберацією.

Синдром Клайнфельтера може вразити лише чоловіків. Зазвичай у чоловіків крім 44 інших хромосом є (22 хромосоми, кожна у двох примірниках), одна Х-хромосома і одна Y-хромосома. У синдромі Клайнфельтера є одна Х-хромосома забагато.

Ця зміна найбільше впливає на статеві органи. У постраждалих є невеликі яєчка, і, в більшості випадків, відсутність функціонування сперми функціонує, а вироблення тестостерону обмежене.

Синдром Клайнфельтера часто діагностується лише в контексті консультування з питань фертильності.У переважної більшості постраждалих він залишається непоміченим. Розвиток грудей може відбуватися в період статевого дозрівання, а волосся на тілі, як правило, лише рідкісні. Однак постраждалі не мають обмежень у своєму інтелекті.

Додаткову інформацію з цієї теми можна знайти за адресою: Синдром Клайнфельтера

Що таке точкова мутація?

У разі точкової мутації говорять про мутацію генів, які присутні у формі ДНК. ДНК складається з чотирьох різних нуклеотидів. У разі точкової мутації один нуклеотид обмінюється іншим. ДНК генів зчитується у складному процесі. Кінцевим продуктом цього процесу є білок.

Який білок виробляється, по суті визначається послідовністю нуклеотидів. Три послідовні нуклеотиди визначають, яка амінокислота приєднується до отриманого білкового ланцюга. Потім об’єднання великої кількості амінокислот стає білком.

Але якщо один нуклеотид замінити іншим, може статися так, що інша амінокислота включена в білок. Результатом є так звана мутація помилок. Отриманий білок може залишатися повністю функціональним, замінюючи амінокислоту, або він також може втратити свою функцію.

Інша можливість полягає у включенні так званого стоп-кодону. Такий тип мутації відомий як нісенітна мутація. Стоп-кодон позначає кінець білка; якщо він вставлений в неправильне місце, білок є неповним.

При цих формах точкових мутацій кількість нуклеотидів, які слід прочитати, залишається незмінною. Правильні амінокислоти включаються до і після точкової мутації. Отже, «сітка зчитування» зберігається. Більш серйозними є мутації, при яких нуклеотид включається або видаляється, тобто інсерція або делеція. За допомогою цієї мутації після відсутнього або вбудованого нуклеотиду поєднуються ще три нуклеотиди, а це означає, що в них вбудовані різні амінокислоти і створений зовсім інший білок.

Наша наступна стаття також може зацікавити вас: Теломери - анатомія, функції та хвороби

Кістозний фіброз

Муковісцидоз - це захворювання, яке виникає в результаті мутації хлоридного каналу. Ці канали важливі для утворення слизу в організмі, оскільки вода може виходити слідом за хлоридом, роблячи слиз рідшою.

Хоча цим захворюванням уражені всі системи органів, легені стоять на передньому плані. В’язка слиз заважає легеням виконувати свою функцію самоочищення.

Рідка рідка слиз є необхідною умовою для виведення патогенних мікроорганізмів та інших речовин з легенів. Відсутність очищення призводить до збільшення пневмонії. Це одна з причин, чому у постраждалих різко скорочується тривалість життя.

Мутація каналу зумовлена генною мутацією. Це означає, що послідовність компонентів ДНК всередині гена змінилася. Мутація значно менша, ніж хромосомна, але з дуже серйозними наслідками. Відомі сотні різних мутацій гена, кожна з яких призводить до порушення функції каналу.

Детальніше про це читайте в: Кістозний фіброз