Хромосомные мутации, их классификация: делеции, дупликации, инверсии, транслокации. Причины и механизмы возникновения. Значение в развитии патологических состояний человека.
Хромосомные мутации связаны с изменениями числа и структуры хромосом.
Изменения в числе хромосом определяются добавлением или уменьшением всего набора хромосом,ведущим к полиплоидии или гаплоидии,а так же добавлением или удалением одной или больше хромосом из набора,что ведет к гетероплоидии или анеуплоидии.
-Делеции представляют собой потери сегмента хромосомы,несущего один или несколько генов. Они являются наиболее частой и опасной для человека формой генетических макроповреждений.
У гаплоидных организмов крупные делеции летальны.
Эффект делеции у диплоидных организмов зависит от числа делетированных генов.
В диплоидных клетках или в организмах,гомозиготных по данной делеции,последняя летальна.
-Дубликации представляют собой добавления какого-либо сегмента хромосомы,несущего один или несколько генов,в результате того,что один и тот же сегмент хромосомы может быть повторен несколько раз.
Дубликации часто безвредны для их носителей. Предполагают,что они способствуют формированию полигенов или являются способом введения новых генов в геномы. Некоторые Дубликации однако вредны и даже летальны.
-Инверсии заключаются в поворотах на 180 сегментов,освобождающихся в результате парных разрывов в хромосомах.
Инверсии оказывают влияние на мейоз,что приводит к пониженной фертильности гибридов.
-Транслокация- это обмен частями гомологичной и негомологичной хромосом,образованными разрывами по длине последних.
Хромосомные мутации чаще всего возникают при нарушении деления клеток. Их последствия для организма могут быть разными. Наиболее опасны утрата и делеция, так как может быть потеряна информация о жизненно важном белке.
Патологии:
Болезнь Дауна-монголоидность,открытый рот с большим языком,умственная отсталость Трисомия 13- глухота,аномалии сердца,полилактилия.
Трисомия 18- множественные врождённые пороки многих органов.
Синдром Шершевского-Тернера- женщины с недостаточным половым развитием,короткой фигурой,нарушением сердечн-сосуд системы.
Синдром Клайнфельтера- мужчины с недоразвитыми тестисами,но развитой грудью,женским голосом
Синдром трипло-х -больные женщины внешне не отличаются от нормальных,но их фолликулы недостаточно развиты.
Геномные мутации: классификация, причины, механизмы возникновения хромосомных синдромов на примере синдрома Дауна.
Геномные мутации: классификация, причины, механизмы возникновения хромосомных синдромов на примере синдрома Дауна.
Классификация:
Геномные синдромы
Структурные аберрации
Причина геномных мутаций изменения числа хромосом.Различают полиплоидию и анеуплоидию.
Человек как объект генетических исследований. Цитогенетический метод; его значение для диагностики хромосомных синдромов. Правила составления идиограмм здоровых людей. Идиограммы при хромосомных синдромах (аутосомных и гоносомных). Примеры.
Основные генетические закономерности имеют универсальное значение и в полной мере приложимы к человеку.
Для человека характерны все известные в генетике типы наследования признаков: доминантные, кодоминантные, рецессивные, аутосомные и сцепленные с половыми хромосомами, ограниченные и контролируемые полом.
Человек, как объект генетических исследований, имеет специфику, которая создает значительные трудности (недостатки) в изучении его наследственности и изменчивости:
невозможно использовать основной метод в генетике – гибридологический, невозможно скрещивать в искусственных условиях, т.е. проведения прямых экспериментов;
сложный кариотип - большое число хромосом в кариотипе: 2п - 46,
большое число групп сцепления – у женщин – 23, у мужчин – 24. Аутосомных – 22 и две по половым хромосомам: по Х и У хромосомам;
немногочисленное потомство – невозможно проводить статистический анализ. Человек - одноплодная особь (за одну беременность, как правило, рождается один ребенок), исключение - рождение близнецов,
малое количество детей в браке,
невозможность формировать необходимую схему брака, так как
люди свободно вступают в брак (в основе браков лежат любые мотивы, кроме научно-исследовательских целей)
позднее половое созревание- продолжительность цикла развития до наступления половой зрелости,
редкая смена поколений – одно поколение у человека 25 лет
продолжительность жизни соизмерима с жизнью исследователя, одновременно можно наблюдать и проанализировать 3 – 4 поколения.
невозможность создания одинаковых условий, среда для человека более широкое понятие, чем для животных и растений. Наряду с питанием, климатом и др. абиотическими и биотическими факторами, средой для человека являются и социальные факторы, трудно изменяемые по желанию исследователя
характерен большой генотипический и фенотипический полиморфизм(наличие в пределах одного вида резко различаться особей друг от друга)
Достоинства:
исчерпывающие знания по анатомии и физиологии человека,
большое число изученных мутаций, пополняемых и в настоящее время,
многочисленность человеческой популяции в целом, позволяют всегда выбрать нужную схему брака.
В связи с этим исследования в области генетики человека и медицинской генетики проводятся с помощью методов, учитывающих особенность человека, как генетического объекта. К таким методам относятся: основные и дополнительные методы.
Основные: генеалогический, близнецовый, цитогенетический, популяционно-статистический.
Дополнительные: биохимический, микробиологический, гибридизация соматических клеток, дерматоглифический, моделирование, клинический.
Цитогенетический метод используется для изучения кариотипа человека и диагностики наследственных заболеваний, вызванных хромосомными мутациями. Также он представляет диагностическую ценность при выявлении мутагенного воздействия лекарственных веществ.
Идиограмма - это систематизированный кариотпп. в котором хромосомы располагаются по мере убывания их величины. Точно расположить хромосомы по величине удается далеко не всегда, так как некоторые пары хромосом имеют близкие размеры
Принципы составления идиограмм:
Если расположить фотографии гомологичных хромосом по мере возрастания их размеров, то можно получить так называемую идиограмму кариотипа. Таким образом, идиограмма - это графическое изображение хромосом. На идиограмме пары гомологов располагаются рядами в порядке убывающего размера.
У человека на идиограмме среди 46 хромосом различают три типа хромосом в зависимости от положения в хромосоме центромер:
Метацентрические - центромера занимает центральное положение в хромосоме, оба плеча хромосомы имеют почти одинаковую длину
2. Субметацентрические - центромера располагается ближе к одному концу хромосомы, в результате чего плечи хромосомы разной длины.