Хромосомные нарушения – не допустить «опечатки» — Новости (Здоровье)

Хромосомные нарушения – не допустить «опечатки»

Детей с синдромом Дауна называют солнечными из-за их жизнерадостности, улыбчивости, ласковости. Эта хромосомная патология у всех на слуху и «на глазах», каждый из нас что-то слышал об этом или, может быть, сталкивался в жизни с людьми, имеющими такой диагноз. Однако синдром Дауна – наиболее легкий вариант хромосомных нарушений.

Излишки генного материала

Начиная с середины ХХ века ученым удалось открыть причины большого количества болезней. Произошло это в связи с развитием генетики, гонимой до этого. После того, как генетикам начали даваться знания о строении и функциях хромосом и заключенных в них генов, выяснилось, что некоторые давно известные заболевания связаны с отклонениями в хромосомном наборе. Так, изменение количества хромосом, которых в норме должно быть 23 пары, грозит носителям целой группой синдромов, среди которых синдромы Дауна, Патау, Клайнфельтера, Эдвардса и другие.

Самый распространенный синдром – Дауна, характеризуется так называемой трисомией по 21-й паре хромосом, вместо двух хромосом под номером 21, у больного их три. Казалось бы, какая разница, сколько информационных шаблонов заключено во всех клетках организма? Но нет, значение огромное, в результате нерасхождения 21-й пары хромосом в процессе деления незрелых половых клеток отца или матери рождаются дети с рядом клинических проявлений: задержкой умственного развития, характерным строением скелета (круглая маленькая голова, «плоское лицо», брахицефалия (аномальное укорочение черепа), гиперподвижность суставов, плоский затылок, короткие конечности, плоская переносица и др.), слабым мышечным тонусом и иммунитетом и другими нарушениями. Есть и более «легкие» формы синдрома Дауна – они появляются в результате либо транслокации (переноса фрагмента) 21-й хромосомы на соседние, либо мозаицизма – нерасхождения в клетке зародыша на ранних стадиях его развития, в результате чего нарушение кариотипа (хромосомного набора) затрагивает только некоторые ткани и органы.

Дети, рождающиеся с синдромом Патау, как правило, не доживают и до месяца. Эта патология характеризуется также трисомией, но по другой, 13-й паре хромосом. Ребенок появляется на свет с тяжелейшими врожденными пороками сердца и рядом других грубых дефектов развития.

Трисомия в паре половых хромосом приводит к синдрому Клайнфельтера – умственно отсталые, обладающие вялым темпераментом, когнитивными нарушениями, бесплодные люди, имеют анатомическое строение мужчин одновременно с наличием женских молочных желез. Причем клиническая картина, при всем своем многообразии, почти не связана с тем, какая именно половая хромосома оказалась лишней. Бывает даже, что лишних хромосом оказывается несколько, и трисомия превращается в тетрасомию и пентасомию. Чаще всего больные синдромом Клайнфельтера имеют набор XXY, но аналогичную клиническую картину дают наборы XYY, XXYY, XXXY, XYYY и даже XXXXY и XXXYY.

Вторая по частоте случаев – трисомия по 18-й паре хромосом названа в честь Джона Эдвардса, который в 1960 году доказал, что тяжелые аномалии развития, считавшиеся ранее самостоятельными заболеваниями, вызваны одной и той же причиной. Среди проявлений синдрома Эдвардса большое количество вариантов, большинство из которых так или иначе представлены недоразвитием многих систем и органов. Поэтому такие дети чаще не доживают до полугода.

Недостаток генного материала

Разумеется, где возможны излишки, там же возможны и недостачи – как уже говорилось, порой случаются поломки при делении клеток, когда дочерние клетки получают больше или меньше генного материала и случаются мутации, характеризующиеся сбоем внутри количественно правильного набора. Потеря одной хромосомы из пары называется моносомией, потеря всей пары – нулисомией. Потери частей хромосомы – делеция (потеря участка хромосомы) и дефишенси(выпадение концевого участка хромосомы). Также существует и множество других нарушений – перемещение части одной хромосомы в другую (транслокация) и даже инверсия – перестройка, при которой участок хромосомы переворачивается на 180 градусов, оставаясь при этом на своем месте.

К генетическим заболеваниям, связанным с утратой части хромосомы, относится «синдром кошачьего крика» – из-за потери короткого плеча пятой хромосомы рождаются дети с типичным набором клинических проявлений для таких патологий, среди которых и задержка в умственном и физическом развитии, и анатомофизиологические проблемы, схожие с синдромом Дауна, к которым часто добавляется характерный резкий и высокий плач, похожий на кошачье мяуканье.

Читайте также:  Безопасность антибактериальной терапии у беременных

На первый взгляд перемена мест в хромосомах их участков не должна вызывать патологий – какая разница, где стоит код того или иного белка? Ан нет, разница огромная, то, как проявит себя ген, очень сильно зависит от соседствующих кодов. Особенно сильно проявляются транслокации в негомологичных хромосомах, то есть когда фрагмент хромосомы из одной пары переносится в пару с другими номером.

На сегодняшний день установлена причина хронического миелолейкоза – это также нарушения в хромосомах. Так называемая «филадельфийская хромосома» представлена транслокацией части 22-й хромосомы на часть 9-й.

Современная медицина расшифровала геном человека, много чего знает о наследственных заболеваниях и болезнях, связанных с хромосомными нарушениями, и даже есть такая наука, как генная инженерия. Но на пути лечения тысяч выживших детей с синдромом Дауна и другими синдромами лежат две проблемы. Первая – невозможно привести в порядок кариотип десятков триллионов одного организма. Вторая – симптоматическое лечение также вызывает затруднение, т.к. медикам приходится иметь дело не с одной конкретной болезнью, а с глобальной рассогласованностью работы органов, тканей и систем, при которой страдает весь организм. Пока что «переплюнуть» природу в тонких настройках живого тела, то, что дается нормальному младенцу от рождения, невозможно. Тысячи химических согласованных между собой реакций в норме взаимодействуют как хорошо прилаженные друг к другу детали в часах, обеспечивая организму иммунитет, пищеварение, метаболизм, да и саму высшую нервную деятельность. Когда младенец уже появился на свет, то исправлять что-либо пока не представляется возможным.

Но есть и повод порадоваться – хромосомные болезни легко диагностировать. Для этого нужно в начале беременности либо взять пробу околоплодной жидкости, либо даже просто кровь из вены матери (часть генетического материала плода во время беременности находится в крови матери). Выделить из одной из этих субстанций клетки эмбриона и заставить их делиться – это сделать сегодня так же просто, как вырастить культуру бактерий на питательной почве. Увидеть нехватку или излишек хромосом, или их явные повреждения не представляет собой проблемы у квалифицированного персонала. Разумеется, этические моменты никто не отменял, но это индивидуальное право выбора.

В завершении, пожалуй, стоит отметить, что риск родить дитя с синдромом Дауна резко увеличивается у женщин после 40 лет, а у мужчин зачать – после 42-х.

Хромосомные и генные мутации

Хромосомные мутации. В процессе эволюции организма изменяться может не только число и величина хромосом, но и их организация: отдельные участки хро­мосом могут менять свое расположение внутри хромосомы и даже переходить от одних хромосом к другим. Изменения в структуре хромосом, которые можно выявить и изучить под световым мик­роскопом, называют хромосомными мутациями, перестройками или аберра­циями. Известны перестройки разных типов :

1) нехватки, или дефишенси, — это потеря концевых участков хромосо­мы;

2) делеции — выпадение участка хромосомы в средней ее части;

3) дупликации — двух- или много­кратное повторение набора генов, ло­кализованных в определенном учас­тке хромосомы;

4) инверсии — поворот участка хро­мосомы на 180°, в результате чего в этом участке гены расположены в последовательности, обратной по сравнению с нормальной;

5) транслокации — изменение по­ложения какого-либо участка хромо­сомы в хромосомном наборе. К наи­более распространенному типу тран­слокаций относятся реципрокные, при которых происходит обмен учас­тками между двумя негомологичными хромосомами. Участок хромосомы может также изменять свое положе­ние и без реципрокного обмена, оставаясь в той же хромосоме или вклю­чаясь в какую-то другую. Транслока­ции такого типа иногда называют транспозициями.

При дефишенси, делециях и дупликациях изменяется количество генети­ческого материала. Степень фенотипического изменения зависит от того, на­сколько велики соответствующие участ­ки хромосом и содержат ли они важные гены. Примеры дефишенси известны у многих организмов, включая человека. Тяжелое наследственное заболевание — синдром «кошачьего крика» (назван так по характеру звуков, издаваемых больны­ми младенцами) обусловлен гетерозиготностью по дефишенси в 5-й хромосоме. Этот синдром сопровождается сильным нарушением роста и умственной отста­лостью. Обычно дети с таким синдромом рано умирают, но некоторые доживают до взрослого возраста.

Читайте также:  Чем опасна ветрянка и как её лечить три совета от врача Москва

Дупликации играют существенную роль в эволюции генома, поскольку могут служить материалом для возникновения новых генов, так как в каждом из двух ра­нее одинаковых участков могут происхо­дить различные мутационные процессы.

При инверсиях и транслокациях общее количество генетического матери­ала остается прежним, изменяется толь­ко его расположение. Такие мутации то­же играют значительную роль в эволю­ции, так как скрещивание мутантов с ис­ходными формами затруднено, а их гиб­риды F1 чаще всего стерильны. Поэтому здесь возможно только скрещивание ис­ходных форм между собой. Если у таких мутантов окажется благоприятный фено­тип, они могут стать исходными формами для возникновения новых видов.

Генные мутации. Генные, или точковые мутации — результат изменения нуклеотидной последовательности моле­кулы ДНК в определенном участке хро­мосомы. Такое изменение последователь­ности оснований в гене воспроизводится при транскрипции в структуре иРНК и

приводит к изменению последователь­ности аминокислот в полипептидной це­пи, образующейся в результате трансля­ции на рибосомах. В результате синтези­руется белок с измененными свойствами.

Эффекты генных мутаций чрезвычай­но разнообразны. Большая часть генных мутаций фенотипически не проявляется, поскольку они рецессивны. Это очень важно для существования вида, так как в большинстве своем вновь возникающие мутации оказываются вредными. Однако их рецессивный характер позволяет им длительное время сохраняться у особей вида в гетерозиготном состоянии без вре­да для них и проявиться в будущем при переходе в гомозиготное состояние. Вместе с тем известен ряд случаев, когда изменение лишь одного основания в оп­ределенном гене оказывает заметное влияние на фенотип. Одним из примеров служит серповидноклеточная ане­мия — заболевание, вызываемое у чело­века заменой основания в одном из генов, ответственных за синтез гемоглобина. Это приводит к тому, что в крови эритро­циты с таким гемоглобином деформиру­ются (из округлых становятся серповид­ными) и быстро разрушаются. При этом развивается острая анемия и снижение количества кислорода, переносимого кровью. Анемия вызывает физическую слабость и даже может привести к нару­шениям деятельности сердца и почек и к ранней смерти людей, гомозиготных по мутантному аллелю.

Закон гомологических рядов в нас­ледственной изменчивости. Крупней­шим обобщением работ по изучению из­менчивости в начале XX в. стал закон гомологических рядов в наследствен­ной изменчивости. Закон был сформу­лирован выдающимся русским ученым Н. И. Вавиловым в 1920 г. в докла­де на III Всероссийском селекционном съезде в Саратове. Сущность закона сос­тоит в том, что виды и роды, генетически близкие, связанные друг с другом един­ством происхождения, характеризуются сходными рядами наследственной измен­чивости. Зная, какие формы изменчивости встречаются у одного вида, можно предвидеть нахождение аналогичных форм у родственного ему вида.

В основе закона гомологических рядов фенотипической изменчивости у род­ственных видов лежит представление о единстве их происхождения путем дивер­генции (расхождения) от одного предка в процессе естественного отбора. Посколь­ку общие предки имели специфический набор генов, то и их потомки должны об­ладать примерно таким же набором.

Более того, у родственных видов, име­ющих общее происхождение, возникают и сходные мутации. Это означает, что у представителей разных семейств и клас­сов растений и животных со сходным на­бором генов можно встретить паралле­лизм — гомологические ряды мутаций по морфологическим, физиологическим и биохимическим признакам и свойствам. Так, например, у разных классов позво­ночных встречаются сходные мутации: альбинизм и отсутствие перьев у птиц, альбинизм и бесшерстность у млекопита­ющих, гемофилия у многих млекопитаю­щих и человека. У растений наследствен­ная изменчивость отмечена по таким признакам, как пленчатое или голое зер­но, остистый или безостый колос и др.

Закон гомологических рядов, отражая общую закономерность мутационного процесса и формообразования организ­мов, представляет широкие возможности для его практического использования в сельскохозяйственном производстве, се­лекции, медицине. Знание характера из­менчивости нескольких родственных ви­дов дает возможность поиска признака, который отсутствует у одного из них, но характерен для других. Таким путем были собраны и изучены голозерные формы злаков, односеменные сорта сахарной свеклы, не нуждающиеся в прорывке, что особенно важно при механизированной обработке почв.

Дата добавления: 2015-08-12 ; просмотров: 2336 . Нарушение авторских прав

Делеции и дефишенси

В процессе жизнедеятельности организмов хромосомы укорачиваются, и физическое отсутствие участка одного из гомологов приводит к геми- зиготному состоянию генов, находящихся в нормальном гомологе. Если теряются доминантные аллели одного из гомологов гетерозиготы, то наблюдается фенотипическое проявление рецессивных аллелей хромосомы, не затронутой аберрацией.

Читайте также:  Аналоги Омника сравнение препаратов и инструкция по применению

В ^-хромосоме D. melanogaster известна доминантная мутация Notch, приводящая в гетерозиготе к появлению вырезки на крыле. В гомозиготном или гемизиготном состоянии эта мутация легальна, т. е. обладает летальным действием, поэтому она всегда поддерживается в гетерозиготе. При скрещивании гетерозиготных самок N / + с самцами ywf в F половина самок имеет дикий фенотип, половина — вырезку на крыле и белые глаза. Это объясняется тем, что Notch представляет собой делецию, захватывающую локус w, но не у и f находящиеся слева и справа от w (рис. 9.2).

Поскольку вследствие делеций теряются участки хромосом, у гетерозигот по этим перестройкам наблюдаются характерные нарушения конъюгации гомологов. Более длинная нормальная хромосома образует петлю на участке, соответствующем делеции.

Делеции и дефишенси используются для сравнения генетических и цитологических карт хромосом. Наборы независимо полученных и перекрывающихся делеций в одной хромосоме используют для точной локализации гена на цитологической карте. Это возможно для объектов с хорошо различимой дифференциацией хромосом по длине, например пахитенных хромосом кукурузы или политенных хромосом двукрылых, а также благодаря дифференциальной окраске хромосом. Границы делеций уточняют по нарушению конъюгации и изменению рисунка хромосом. По проявлению или непроявлению рецессивного аллеля в гетерозиготе с делецией устанавливают, захватывает ли данная делеция исследуемый ген. Таким образом, сопоставляя данные по перекрыванию делеций и их влиянию на экспрессию рецессивного аллеля, локализуют ген на хромосомной (цитологической) карте.

Рис. 9.2. Локализация генов в районе локуса w в Л’-хромосоме D. melanogaster.

В таблице показано перекрывание нескольких делеций, дающих эффект white — Notch в гетерозиготе с мутацией w. Цифры и буквы по горизонтали в таблице — обозначения дисков на политенных хромосомах; по вертикали — номера делеций.

Вверху — генетическая карта: рп — prune, Wwhite, rslroughest, fa — facet, dt — diminutive, ec — echinus. Над генами — их расстояния в морганидах от конца Л’-хромосомы

Делеции обычно детальны в гомозиготе, что указывает на выпадение каких-либо жизненно важных генов. Очень короткие делеции могут не нарушать жизнеспособность в гомозиготе.

Концевые нехватки, или дефишенси, устанавливают по тем же критериям, что и делеции, однако вследствие их расположения при конъюгации не образуется петля, а одна хромосома оказывается короче другой. Примеры дефишенси известны у многих организмов, включая человека. Тяжелое наследственное заболевание синдром кошачьего крика, названное так по характеру звуков, издаваемых больными младенцами, обусловлено гетеро- зиготностью по дефишенси по 5-й хромосоме. Этот синдром сопровождается умственной отсталостью. Обычно дети с таким синдромом рано умирают.

Фрагмент хромосомы при отделении как правило теряется, если не содержит центромеру. Фрагмент, содержащий центромеру, реплицируется, и его копии нормально распределяются при клеточных делениях. Иногда наблюдается фрагментация хромосомы непосредственно в области центромеры. В этом случае могут возникнуть две телоцентрические хромосомы. Известны примеры, когда в результате разрыва в области центромеры возникали метацентрические хромосомы вследствие удвоения сохранившегося плеча без репликации центромеры. Это так называемые изохромосомы, содержащие одинаковый набор генов в обоих плечах в инвертированной последовательности: АСОЕОЕОСА, где О — центромера.

Фрагменты хромосом не теряются и в случае диффузной центромеры. По-видимому, различия по числу хромосом у некоторых видов ожики (род ??««/а) возникли вследствие фрагментации хромосом с диффузной центромерой. Так, при скрещивании Ь. зидейса, имеющей в диплоидном наборе 48 мелких хромосом, и Е. сатрез1пз с 12 хромосомами образуются гибриды с 30 хромосомами, которые в мейозе обнаруживают 6 унивалентов и 6 тетравалентов. При этом с каждой из шести длинных хромосом Ь. сатре81т конъюгируют по три короткие хромосомы Ь. зидейса, располагаясь друг за другом вдоль длинной хромосомы.

Большие возможности для выявления делений, дефишенси и других хромосомных аберраций открывает метод дифференциальной окраски хромосом. Он основан на том, что некоторые красители, например краситель Гимза, дифференциально окрашивают разные участки хромосом. Благодаря этому хромосомы приобретает характерную поперечную исчерченносгь. Таким методом определяют хромосомные перестройки на метафазных хромосомах.

Ссылка на основную публикацию
Хлорфенамина малеат от чего назначают (таблетки), дозировка, противопоказания
Колдфри (Coldfri) Владелец регистрационного удостоверения: Лекарственная форма Форма выпуска, упаковка и состав препарата Колдфри Таблетки светло-желтые ("дневные") (6 шт. в...
Характер человека как узнать по губам
Определение характера человека по его губам Характер человека и некоторые особенности поведения можно определить по его лицу. Считается, что лицо...
Характеристика нормальной экг 1
Расшифровка ЭКГ у взрослых и детей, нормы в таблицах и другая полезная информация Патология сердечно-сосудистой системы – одна из наиболее...
Хлюпает в ухе при глотании возможные причины
Щелканье в ухе: возможные причины и варианты лечения Бывает, что беспокоят посторонние звуки в ухе и заставляют беспокоится. Какие причины...
Adblock detector