14.3.2. Хромосомные мутации

Хромосомные мутации - это структурные изменения отдельных хромосом, как правило, видимые в световом микроскопе. В хромосомную мутацию вовлекается большое число (от десятков до нескольких сотен) генов, что приводит к изменению нормального диплоидного набора. Несмотря на то что хромосомные аберрации, как правило, не изменяют последовательность ДНК в специфических генах, изменение числа копий генов в геноме приводит к генетическому дисбалансу вследствие недостатка иди избытка генетического материала. Различают две большие группы хромосомных мутаций: внутрихромосомные и межхромосомные (рис. 14.3.3).

Рис. 14.3.3. Виды хромосомных мутаций

Внутрихромосомные мутации - это аберрации в пределах одной хромосомы. К ним относятся:

- делеции (от лат. deletio - уничтожение) - утрата одного из участков хромосомы, внутреннего или терминального (рис. 14.3.4). Это может обусловить нарушение эмбриогенеза иформирование множественных аномалий развития (например, делеция в регионе короткого плеча 5-й хромосомы, обозначаемая как 5р-, приводит к недоразвитию гортани, порокам сердца, отставанию умственного развития). Этот симптомокомплекс известен как синдром "кошачьего крика", поскольку у больных детей из-за аномалии гортани плач напоминает кошачье мяуканье (рис. 14.3.5);

Рис. 14.3.4. Схематическое изображение делеции.

А – нормальная хромосома, Б – делетированная хромосома

А                                             Б

Рис. 14.3.5. Синдром "кошачьего крика".

А – дети с синдромом Лежена в возрасте 8 месяцев, 2, 4 и 8 лет соответственно;

Б - хромосомный набор больного с синдромом Лежена: групповая (от А до G) и индивидуальная идентификация хромосом (стрелкой указан дефект короткого плеча хромосомы 5-й пары, вторая хромосома не изменена).

 

- дупликации (от лат. duplcatio - удвоение) - удвоение (или умножение) какого-либо участка хромосомы(например, трисомияпо одному из коротких плеч 9-й хромосомы обусловливает множественные пороки, включая микроцефалию, задержку физического, психического и интеллектуального развития) (рис. 14.3.6);

Рис. 14.3.6. Схематическое изображение дупликации.

А – нормальная хромосома, Б – дуплицированная хромосома.

- инверсии (от лат. inversio - перевертывание). В результате двух точек разрывов хромосомы образовавшийся фрагмент встраивается на прежнее место после поворота на 180°. В результате нарушается только порядок расположения генов (рис. 14.3.7);

Рис. 14.3.7. Схематическое изображение инверсии.

А – нормальная хромосома, Б – инвертированная хромосома.

Межхромосомные мутации , илимутации перестройки - обмен фрагментами между негомологичными хромосомами. Такие мутации получили название транслокации (от лат. trans - за, через + locus - место) (рис. 14.3.8).

Рис. 14.3.8. Схематическое изображение транслокации хромосом.

А – нормальные хромосомы, Б – транслоцированные хромосомы.

 

Это:

- реципрокная транслокация, когда две хромосомы обмениваются своими фрагментами;

- нереципрокная транслокация, когда фрагмент одной хромосомы транспортируется на другую;

- "центрическое" слияние (робертсоновская транслокация) – соединение двух акроцентрических хромосом в районе их центромер с потерей коротких плеч.

При поперечном разрыве хроматид через центромеры "сестринские" хроматиды становятся "зеркальными" плечами двух разных хромосом, содержащих одинаковые наборы генов. Такие хромосомы называют изохромосомами.

Как внутрихромосомные (делеции, инверсии и дупликации), так и межхромосомные (транслокации) аберрации и изохромосомы связаны с физическими изменениями структуры хромосом, в том числе с механическими разломами.