ХРОМОСОМНЫЕ МУТАЦИИ (ИЗМЕНЕНИЯ ЧИСЛА И МАКРОСТРУКТУРЫ ХРОМОСОМ)

Изменения числа и макроструктуры хромосом как причины удаления из генома клетки, генотипа организма или добавления к ним определенной совокупности генов могут вызывать патологические состояния клетки (малигнизация и др.), всего организма, синдромы и болезни.

Полиплоидия - увеличение числа хромосом до величины кратной их нормальному гаплоидному набору (23 хромосомы). Нормальное дипло­идное число хромосом соматической клетки составляет 46. Триплоидия - это полиплоидия, при которой общее число хромосом в организме равня­ется 69. При этом каждая хромосома представлена в генотипе организма и геноме клеток своими тремя копиями. Как правило, триплоидия приво­дит к спонтанной гибели плода во чреве матери. В противном случае трип­лоидия обуславливает тяжелые генетические дефекты анатомического строения и работы функциональных систем у новорожденных. Тетрапло- идия - патологическое состояние генотипа организма и (или) генома кле­ток, при котором каждая хромосома представлена своими четырьмя ко­пиями, а общее число хромосом составляет 92. Тетраплоидия в геноме определенной совокупности клеток плода сочетается с нормальным дип­лоидным набором хромосом в другой части и всегда приводит к гибели плода до рождения ребенка.

Анэуплоидия - рост или снижение общего числа хромосом в генотипе; организма (геноме клетки) от его нормальной величины, которые не захва­тывают каждую хромосому в нормальном гаплоидном наборе хромосом.

При анэуплоидии может меняться как число аутосом, так и количество по­ловых хромосом. Трисомия - анэуплоидия, при которой общее число хро­мосом в соматических клетках больше их числа в нормальном диплоидном наборе, так как одна или несколько хромосом представлена своими тремя копиями. Трисомии во всем генотипе организма могут быть причинами ряда синдромов, для которых характерны тяжелые дефекты анатомического стро­ения костей, всего тела и умственного развития.

При моносомии одна из хромосом нормального гаплоидного набора представлена лишь одной копией, что снижает общее число хромосом в нормальном диплоидном наборе от 46 до 45. Это относительно редкая ци­тогенетическая аномалия обычно представляет собой снижение общего числа хромосом группы в (хромосомы 21 и 22). Анэуплоидия может воз­никнуть в результате нерасхождения в анафазе мейоза I одной или несколь­ких пар гомологичных хромосом. При нерасхождении обе гомологичные хромосомы одной пары смещаются к одному полюсу клетки. В результате мейоз приводит к образованию гамет, содержащих на одну или несколько хромосом больше или меньше, чем нормальные гаметы. Когда гамета с не­достающей или лишней хромосомой сливается с гаметой с нормальным гаплоидным набором хромосом, то образуется зигота с нечетным числом хромосом. В такой зиготе нет нормального диплоидного набора гомоло­гичных хромосом. Она вместо каких-либо двух гомологов содержит три или только одну хромосому.

Зигота, в которой число хромосом меньше диплоидного, обычно не раз­вивается. Зиготы с лишними хромосомами часто способны к развитию. Из таких зигот развиваются больные с тяжелыми наследственными аномалия­ми. Одна из наиболее часто встречающихся хромосомных мутаций, возни­кающих в результате нерасхождения, - это трисомия, при которой зигота, из которой развивается организм, содержит три двадцать первые хромосо­мы, две из которых не разошлись в анафазе мейоза I (трисомия-21). Данная трисомия обуславливает синдром Дауна.

Если нерасхождение при мейозе двух половых X хромосом приводит к образованию в организме матери гаметы, содержащей две X хромосомы, которую оплодотворяет спермий, содержащий У-хромосому, то генотип ре­бенка содержит две X хромосомы и одну У хромосому. Такой генотип (ХХУ) в фенотипе проявляет себя синдромом Кляйнфельтера. Мужчина с синдро­мом Кляйнфельтера бесплоден, его яички развиты слабо, волос на лице у пациента мало, а молочные железы развиты избыточно. При этом умствен­ное развитие больного замедлено.

Синдром Тернера обусловлен нерасхождением половых хромосом X и У при мейозе с образованием гамет отца больного. В результате оплодотво­рения материнской гаметы, содержащей одну Х-хромосому, спермием, не содержащим половых хромосом, образуется генотип больного с одной X- хромосомой. У больных женщин с синдромом Тернера отсутствуют обыч­ные половые признаки, длина тела снижена, а соски сближены.

Если при мейозе у матери происходит нерасхождение половых хромо­сом, то оплодотворение материнской гаметы, содержащей две половые хромосомы спермием, гаплотип которого содержит одну Х-хромосому, об­разует генотип ребенка XXX (синдром трисомии X). Больные женщины с таким синдромом внешне нормальны, плодовиты, но отсталы в умствен­ном отношении.