Анатомо-Лексикон

Мутація хромосом

Визначення - що таке мутація хромосоми?

Геном людини, тобто сукупність генів, поділяється на хромосоми. Хромосоми - це дуже довгі ланцюги ДНК, які можна відрізнити одна від одної в метафазі поділу ядра клітин. Гени розташовані на хромосомах у фіксованому порядку.

При хромосомних мутаціях в цій послідовності спостерігаються мікроскопічно помітні зміни, які викликані порівняно великим пошкодженням хромосом. Можна розрізняти різні форми ушкоджень цього типу. Деякі форми залишаються непоміченими, але інші викликають серйозні клінічні картини. Яке захворювання розвивається залежить від типу пошкодження та від того, в якій хромосомі воно знаходиться.

Причини - чому вони виникають?

Хромосомні мутації виникають у половини людей, уражених мутаціями, що виникли «de novo». De novo означає, що мутація виникла лише в статевих клітинах батьків, тобто яйцеклітині або сперматозоїдах.

Певні отрути можуть викликати мутації хромосом. Ці так звані кластогени викликають розрив хромосом, викликаючи різні форми мутацій хромосом.

Люди мають два типи хромосом: одну материнську та одну батьківську. Коли утворюється зародкова клітина, генетичний склад матері та батьківщини змішується. Цей процес називається "перехрест".

Зазвичай відбувається змішування між хромосомами одного типу. Це схрещування є несправним у випадку мутації хромосом. Буває, що частини хромосоми вбудовані в хромосому іншого типу. Крім того, частини хромосоми можуть бути включені догори дном. Однак іноді зріз хромосоми в статевій клітині повністю втрачається.

Як розпізнати мутацію хромосоми?

Якщо є вади розвитку або розумова відсталість, для підтвердження генетичної причини може бути проведений аналіз на хромосоми. Для проведення хромосомного аналізу у людини відбирають клітини з метою дослідження їх хромосом.

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

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

Крім того, спеціальна методика дозволяє забарвити хромосоми. Під час цього забарвлення розвиваються так звані смуги. Визначивши конкретні смуги, можна визначити, яка з 23 пар хромосом це. Цей метод обв'язки може також використовуватися для виявлення змін у відповідних хромосомах.

Які мутації хромосом існують?

У разі мутацій хромосом проводиться розмежування між різними формами мутації.

Відрізок хромосоми втрачався при делеції. Уражена хромосома вкорочується у відповідній точці. У разі делеції гени втрачаються; ефекти можуть відрізнятися залежно від розділу.

На відміну від делеції, інсерція передбачає введення сегмента хромосоми в іншу хромосому. Якщо сегмент бере свій початок в іншому клітинному ядрі, гени цього сегмента дублюються. Може виникнути перевиробництво генного продукту.

При інверсії розріз знаходиться у правильній хромосомі, але у зворотному порядку.

Також може бути дублювання, при цьому частина хромосоми дублюється.

Найважливіша мутація хромосом - транслокація. Тут хромосомні частини двох різних хромосом змінюють свої місця. Якщо цей обмін не супроводжується втратою генів, говорять про один врівноважений Транслокація. Носії збалансованих транслокацій зазвичай не виявляють жодних відхилень, але у них частіші викидні. Крім того, потомство часто є носіями більш неврівноважений Транслокації. У них генетичний матеріал втрачається, а потомство обмежується.

Дізнайтеся, які зміни в ДНК, крім мутацій, є загальними при: Епігенетика

Що таке зворотна транслокація?

При взаємній транслокації ділянки між двома різними хромосомами обмінюються між собою. При взаємній транслокації важливо, щоб загальний вміст генетичного матеріалу в клітині залишався однаковим.

Однак уражені мають проблеми з утворенням статевих клітин. Якщо в статевій клітці, що розвивається, є хромосома, в якій обміняли шматок, то ця клітина не є життєздатною.

Однак може статися так, що дві хромосоми, в яких обмінявся шматочок, опиняються в статевій клітці. Тоді лише нормальні хромосоми потрапляють в іншу зародкову клітину, яка утворюється. Якщо це так, лише половина статевих клітин не може жити. Інша половина містить нормальний набір хромосом.

Реципрочна трансакація може призвести до різноманітних генетичних захворювань. Перед цим, наприклад, є хронічна мієлоїдна лекемія, де можна виявити велику кількість хромосом Філадельфії.

Синдром котячого крику

Синдром котячого крику, або синдром Кри-дю-Чата, так називають, тому що малюки кричать дуже високо і люблять кішок. Ці високі крики викликані вадою гортані. Причиною синдрому котячого крику є видалення на короткому плечі хромосоми 5.

Постраждалі сильно відсталі та розумово невдалі. Однак інтелектуальна інвалідність дуже мінлива. У них маленька голова і їх зростання порушується. Є й інші фізичні вади. Зміни у внутрішніх органах дуже рідкісні. Тому тривалість життя не суттєво обмежена.

Детальніше з цього питання читайте на: Синдром котячого крику

Що таке хромосомна аберація?

Хромосомна аберація - це зміна хромосом, видима під світловим мікроскопом. На відміну від цього є генні мутації, ці зміни значно менші і їх можна розпізнати лише за допомогою більш точної генетичної діагностики.

Хромосомні аберації можна розділити на дві форми. Існують структурні та числові аберації. Структурні аберації обговорювалися в цій главі і їх називають також мутаціями хромосом. Вони супроводжуються зміною самих хромосом.

Числова аберація означає, що є неправильна кількість хромосом. Нормальний людський каріотип, 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 геному у чоловіків і жінок, позначаються літерами.

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 замість двічі. Каріотип людини виглядає приблизно так: 47, XY + 21 для чоловіків і 47, XX + 21 для жінок.

Прикладом відсутності хромосоми є синдром Тернера або моносомія X, в цьому випадку відсутня Х-хромосома, внаслідок чого виникає каріотип 45, X0. Постраждалі люди - жінки з певними фізичними відхиленнями.

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

Синдром Клайнфельтера

Синдром Клайнфельтера - це не хромосомна мутація. Мутації хромосом супроводжуються зміною структури. Неправильна кількість хромосом присутня при синдромі Клайнфельтера. Ця зміна називається числовою хромосомною аберацією.

Лише чоловіки можуть страждати синдромом Клайнфельтера. Зазвичай, крім 44 інших хромосом, у чоловіків є (22 хромосоми, кожна в двох примірниках), одна Х-хромосома і одна Y-хромосома. При синдромі Клайнфельтера одна Х-хромосома занадто багато.

Ця зміна має найбільший вплив на статеві органи. У постраждалих є невеликі яєчки і в більшості випадків не функціонує вироблення сперми, а вироблення тестостерону яєчком обмежене.

Синдром Клайнфельтера часто виявляється лише в контексті консультацій щодо народжуваності. У переважній більшості постраждалих він залишається непоміченим. Розвиток молочної залози може відбуватися в період статевого дозрівання, а волосся на тілі зазвичай лише рідкісні. Однак постраждалі не обмежуються своїм інтелектом.

Більш детальну інформацію з цієї теми можна знайти на: Синдром Клайнфельтера

Що таке точкова мутація?

Точкова мутація - це мутація генів, які присутні у формі ДНК. ДНК складається з чотирьох різних нуклеотидів. У разі точкової мутації один нуклеотид обмінюється на інший. ДНК генів зчитується в складному процесі. Кінцевим продуктом цього процесу є білок.

Який білок виробляється, по суті визначається послідовністю нуклеотидів. Три послідовні нуклеотиди визначають, яка амінокислота приєднана до отриманого білкового ланцюга. Згущення великої кількості амінокислот потім стає білком.

Але якщо один нуклеотид замінити іншим, може статися, що в білок вбудована інша амінокислота. Результат - так звана мутація безглуздя. Отриманий білок може залишатися повністю функціональним шляхом заміни амінокислоти або він також може втратити свою функцію.

Інша можливість полягає у включенні так званого стоп-кодона. Такий тип мутації називають безглуздою мутацією. Стоп-кодон позначає кінець білка; якщо він вставлений у неправильному місці, білок є неповним.

З цими формами точкових мутацій кількість нуклеотидів, які слід прочитати, залишається однаковою. Правильні амінокислоти включені до та після мутації. Таким чином, “сітка читання” зберігається. Мутації, при яких нуклеотид включений або видалений, тобто вставка або делеція, є більш серйозними. При цій мутації після відсутнього або вбудованого нуклеотиду поєднуються три інші нуклеотиди, а це означає, що вбудовані різні амінокислоти і створюється зовсім інший білок.

Наступна наша стаття також може вас зацікавити: Теломери - анатомія, функції та хвороби

Кістозний фіброз

Муковісцидоз - це захворювання, яке є результатом мутації в хлоридному каналі. Ці канали важливі для утворення слизу в організмі, оскільки вода може вийти слідом за хлоридом, роблячи слиз рідшою.

Хоча цією системою уражені всі органи органів, легені стоять на першому плані. Через в’язку слиз легені не можуть виконувати свою функцію самоочищення.

Тонка рідка слиз є необхідною умовою для виведення збудників хвороб та інших речовин з легенів. Відсутність очищення призводить до посилення пневмонії. Це одна з причин, через які у постраждалих різко скорочується тривалість життя.

Мутація каналу обумовлена мутацією гена. Це означає, що послідовність компонентів ДНК всередині гена змінилася. Мутація набагато менша, ніж мутації хромосом, але з дуже серйозними наслідками. Відомо сотні різних мутацій гена, всі вони призводять до дисфункції каналу.

Детальніше про це читайте нижче: Кістозний фіброз