Генні і хромосомні мутації у людини

Як приклад хромосомних мутацій приведемо делецію — синдром 5 р — втрата короткого плеча (р) 5-ї хромосоми, або синдром «котячого крику» (назва обумовлена схожістю плачу дитини з нявканням кішки).

Такий крик пояснюється не аномалією голосового апарату, а порушеннями центральної нервової системи. Для синдрому 5 р характерні мікрогнатія (від грец. гнатос — щелепа) і синдак­тилія, які доповнюють фенотипічну картину синдрому. У хворих спостерігається пониження опору до інфекцій, тому вони вмирають рано. Обтяжуючим чинником є різні порушення внутрішніх органів (аномалії серця, нирок, грижі). Зустрічається і інша важка хромосомна аберація типу делецій: синдром 4 р, синдром 13 q — втрата довгого плеча (q) 13-й хромосоми, синдром 18 р і 18 q і ін. У людини спостерігаються й інші форми хромосомних мутацій. Слід зауважити, що якщо хромосомні перебудови виникають в аутосомах в результаті кросинговеру, вони проявляються у чоловіків і жінок, а перебудови статевих хромосом зустрічаються тільки у жінок (оскільки кон’югують під час мейозу тільки Х-хромосоми).

Транслокації можуть бути незбалансованими, що приводить до патологічних проявів у їх носіїв, і збалансованими, які фенотипічно не виявляються. В потомстві носія (частіше жінки, оскільки вона дає своєму нащадку звичайно тільки одну клітину, запліднену одним з безлічі сперматозоїдів) можливі аномалії.

Геномні мутації

Геномні мутації, пов’язані з втратою або збільшенням пари аутосом або статевих хромосом до трьох, чотирьох і більше, називаються анеуплоідією.

Причина анеуплодії — в анафазі І мейозу гомологічні хромосоми однієї або декількох пар не розійдуться, направляються до одного полюса і утворюють гамети зі змінами кількості хромосом.

Гетероплоїдія за статевими хромосомами

Порушення хромосомних комплексів — гетероплоїдія — в переважній більшості випадків приводить до важких захворювань.

Гетероплоїдія може бути двох типів: моносомія, коли хромосомний комплекс зменшений (2п – 1), і поліплоїдія, коли число окремих хромосом збільшене, наприклад трисомія (2п + 1).

Особливо важкі моносомії. Вважають, що близько 20% випадків моносомії закінчуються летально ще на перших днях ембріонального розвитку або приводять до загибелі зародка на пізніших стадіях (спонтанно). Зустрічаються моносомії і серед новонароджених.

У період дозрівання гамет спостерігаються випадки нерозходження статевих хромосом (в І, ІІ або обох поділах дозрівання). У цих випадках гамети несуть не 22 аутосоми + 1 статеву хромосому (X або Y), а спостерігається більше або менше порушення нормальної парності хромосом.

Наведемо короткий опис деяких з цих важких порушень.

Трисомія X (рис. 5), тобто збільшення числа Х-хромосом до трьох (47 хромосом = 44+XXX), проявляється, як правило, у розумовій відсталості, недорозвиненні яєчників і матки у жінок. Проте відомі випадки плодючості таких жінок. В потомстві їх буває значно більше хлопчиків, ніж дівчаток, і серед дітей спостерігається часто порушення хромосомних наборів. В літературі описані жінки більш ніж з трьома Х-хромосомами. Всі жінки з полісомією відрізняються від норми розладом психомоторних функцій.

Для жінок з моносомією — синдром Шерешевського-Тернера (45 хромосом = 44+ ХО) характерні патологічні зміни статури (малий ріст, коротка шия, воронкоподібна грудина), порушення статевої системи (безплідність внаслідок недорозвинення яєчників) і будови вторинних статевих ознак (рис. 6). У хворих встановлено стеноз аорти і злиття хребців, вони розумово обмежені. Зустрічається таке захворювання приблизно в однієї з 5 тисяч новонароджених дівчаток. Моносомія X залежить виключно від батька (порушення сперматогенезу). Збільшення числа Х-хромосом у чоловіків більш ніж на одну викликає синдром Кляйнфельтера, який спостерігається в одного з 400–600 новонароджених хлопчиків.

Рис. 5. Каріограма людини при трисомії Х.

Рис. 6. Каріограма при моносомії Х (синдром Шерешевського-Тернера).

У людей з хворобою Кляйнфельтера (XXY, XXXY, XXXXY, XXXXXY) відбувається порушення розвитку і активності статевих залоз, спостерігається євнухоїдизм: більш вузькі, ніж таз, плечі, обволосіння і відкладення жиру на тілі по жіночому типу, довгі в порівнянні з тулубом руки і ноги, високий ріст. Ці ознаки в поєднанні з деякою психічною відсталістю (більш виражена у хворих з великим числом Х-хромосом) виявляються у відносно нормального хлопчика, починаючи з моменту статевого дозрівання. Плодючість знижена. В потомстві зустрічаються порушення числа хро­мосом.

Іншим варіантом синдрому Кляйнфельтера є полісомія по Y-хромосомі. Описані випадки полісомії XYY (47 хромосом) —фенотипічно це нормальні чоловіки високого росту, діти яких іноді виявляються гетероплоїдами.

Існують дані, що індивідууми, в каріотипі яких виявляється зайва Y-хромосома, дуже жорстокі, агресивні та іноді соціально небезпечні.

Дуже рідко серед хворих з полісомією спостерігаються індивідууми з набором XYYY або навіть XYYYY.

Окрім описаних випадків, зустрічається мозаїцизм по статевих хромосомах, коли одні клітини містять XX-, а інші XY-хромосоми. Таке явище приводить до гермафродитизму.