Хромосомные аберрации и болезни связанные с ними
Это группа болезней, в основе развития которых лежат нарушения числа или структуры хромосом, возникающие в гаметах родителей или на ранних стадиях дробления зиготы (оплодотворенной яйцеклетки). История изучения хромосомных болезней берет начало с кинических исследований, проводившихся задолго до описания хромосом человека и открытия хромосомных аномалий. Хромосомные болезни — болезнь Дауна, синдромы: Тернера, Клайнфельтера, Патау, Эдвардса.
Наиболее часто встречающаяся болезнь, трисомия-21 , клинически была описана в 1866 г. английским педиатром Л.Дауном. По его имени и названа эта болезнь — синдром (или болезнь) Дауна . В дальнейшем причина синдрома не раз подвергалась генетическому анализу. Высказывались предположения о доминантной мутации, о врожденной инфекции, о хромосомной природе.
Первое клиническое описание синдрома моносомии по Х-хромосоме как отдельной формы болезни было сделано русским клиницистом Н.А.Шерешевским в 1925 г., в1938 г. Г.Тернер также описал этот синдром. По фамилии этих учёных моносомию по Х-хромосоме называют синдромом Шерешевского-Тернера. В зарубежной литературе в основном используют название синдром Тернера, хотя никто не оспаривает открытие Н.А.Шерешевского. Хромосомные аномалии часто вызывают самопроизвольный аборт , пороки развития , замедление умственного развития и появление опухолей.
Аномалии в системе половых хромосом у мужчин ( трисомия-ХХУ ) как клинический синдром впервые описал Г.Клайнфелтер в 1942 г.
Перечисленные три формы и явились объектом первых клиникоцитогенетических исследований, проведенных в 1959 г. Расшифровка этиологии синдромов Дауна, Шерешевского-Тернера и Клайнфелтера открыла новую главу в медицине — хромосомные болезни. В 60-х годах благодаря широкому развертыванию цитогенетических исследований в клинике полностью сложилась клиническая цитогенетика. Была показана роль хромосомных и геномных мутаций в патологии человека, расшифрована хромосомная этиология многих синдромов врожденных пороков развития, определена частота хромосомных болезней среди новорожденных и при спонтанных абортах. Наряду с изучением хромосомных болезней как врожденных состояний начались интенсивные цитогенетические исследования в онкологии, особенно при лейкозах. Роль хромосомных изменений в опухолевом росте оказалась очень значимой.
С разработкой метода авторадиографии стала возможной идентификация некоторых индивидуальных хромосом, что способствовало открытию группы болезней, связанных со структурными перестройками хромосом. Интенсивное развитие учения о хромосомных болезнях началось в 70-х годах XX века, после разработки методов дифференциального окрашивания хромосом.
Классификация хромосомных болезней основана на типах мутаций, вовлеченных в них хромосом. Мутации в половых клетках приводят к развитию полных форм заболеваний, при которых все клетки организма имеют одну и ту же хромосомную аномалию.
В настоящие время описано 2 варианта нарушений числа хромосомных наборов — тетраплоидия (4 набора хромосом вместо 2 в норме) и триплоидия (з набора хромосом вместо 2 в норме). Другая группа синдромов обусловлена нарушениями числа отдельных хромосом —
трисомиями
(когда имеется добавочная хромосома в диплоидном наборе) или
моносомия
(одна из хромосом отсутствует ).
Моносомии аутосом несовместимы с жизнью
. Трисомии — более часто встречающаяся патология у человека . Ряд хромосомных болезней связан с нарушением числа половых хромосом.
Самая многочисленная группа хромосомных болезней — это синдромы, обусловленные структурными перестройками хромосом.
Выделяют хромосомные синдромы так называемых
частичных моносомий
(увеличение или уменьшение числа отдельных хромосом не на целую хромосому, а на ее часть ). В связи с тем, что подавляющая часть хромосомных аномалий относится к категории летальных мутаций для характеристики их количественных параметров используются 2 показателя — частота распространения и частота возникновения.
Выяснено, что около 170 из 1000 эмбрионов и плодов погибают до рождения, из них около 40% — вследствие влияния хромосомных нарушений. Тем не менее значительная часть мутантов (носителей хромосомной аномалии ) минует действие внутриутробного отбора. Но некоторые из них погибают в раннем, до достижения пубертантного возраста. Больные с аномалиями половых хромосом из-за нарушений полового развития, как правило, не оставляют потомства. Отсюда следует, что все аномалии можно отнести к мутациям. Показано, что в общем случае хромосомные мутации почти полностью исчезают из популяции через 15 — 17 поколений.
Для всех форм хромосомных болезней общим признаком является множественность нарушений (врожденные пороки развития).
Общими проявлениями хромосомных болезней являются
: задержка физического и психомоторного развития, умственная отсталость , костно-мышечные аномалии, пороки сердечно — сосудистой, мочеполовой, нервной и др. систем, отклонение в гормональном , биохимическом и иммунологическом статусе и др.
Степень поражения органов при хромосомных болезнях зависит от многих факторов — типа хромосомной аномалии , недостающего или избыточного материала индивидуальной хромосомы, генотипа организма, условий среды, в котором развивается организм.
Этиологическое лечение этого вида болезней в настоящее время не разработано.
Источник
Для данной мутации характерны структурные изменения хромосом. Выделяют несколько видов хромосомных аберраций.
- Делеция — утрата части хромосомы. Протяженность утраченного участка может быть разная, начиная от одного нуклеотида и заканчивая субхромосомными структурами, например целым плечом хромосомы. При такой хромосомной аберрации может утрачиваться как концевой участок, так и внутренний. Одной из крупных делеций у человека является потеря короткого плеча 5-й хромосомы, которая приводит к развитию синдрома кошачьего крика. Микроделеции являются причиной таких патологий, как синдром Вильямса, Прадера — Вилли и др.
- Дупликация — дублирование участка хромосомы, появление его дополнительной копии. При этом копия может локализоваться рядом с дуплицированным районом, в другом месте этой же хромосомы или вообще на другой хромосоме. Может даже формировать свою микрохромосому с центромерой и теломерой. Такая мутация называется свободной дупликацией. Обычно дополнительные копии генов не сказываются на здоровье и даже не имеют эволюционного значения, формируя генные кластеры и семейства.
- Инверсия — переворот участка хромосомы на 180о. Может осуществляться вокруг центромеры, тогда говорят о перицентрических инверсиях, а может располагаться по одну сторону центромеры, тогда ее называют перицентрической. Фенотипически, т. е. внешне, такие мутации практически не проявляются. Большинство их носителей не имеет проблем со здоровьем. Однако при определенных мутациях могут быть проблемы с фертильностью.
- Транслокации — перенос одного участка хромосомы на другую негомологичную хромосому. Как и другие хромосомные аберрации, транслокации имеют большое значение при бесплодии, врожденных наследственных патологиях и онкологических заболеваниях. Так, например, робертсоновская транслокация der (13;14) является одной из наиболее часто встречающихся врожденных аномалий человека. При этом фенотипически ее носители являются здоровыми, но могут иметь проблемы с репродуктивной функцией.
Более 500 известных транслокаций специфически связаны со злокачественными новообразованиями. Первой такой обнаруженной аномалией была филадельфийская хромосома, которая определяет до 95 % случаев хронического миелолейкоза и большинство случаев острого лимфобластного лейкоза.
Причины хромосомных аберраций
Большинство хромосомных аберраций происходят случайно, без видимых причин. Однако есть определенные факторы, при действии которых риски перестроек увеличиваются:
- возраст;
- действие ионизирующего излучения;
- прием некоторых медикаментов или химических веществ.
Методы выявления хромосомных аберраций
Необходимость поиска хромосомных аберраций может возникнуть в рамках пренатальной диагностики, когда имеются данные о высоком риске тех или иных врожденных аномалий. В других случаях исследование назначают при подозрении на врожденные патологии у детей и взрослых.
Кроме того, определение хромосомных аберраций является краеугольным камнем при типировании злокачественных солидных и опухолей кроветворения, иммунной системы. В этом случае наличие мутаций будет определять протоколы лечения и прогноз выздоровления и/или выживаемости.
Для выявления хромосомных аберраций используются специальные молекулярно-генетические и цитогенетические методы. В пренатальной диагностике анализ перестроек проводят с помощью G-бэндинга в метафазной стадии деления клетки. Однако для забора материала требуется инвазивное вмешательство, которое несет определенные риски как для матери, так и для плода.
Медико-генетический центр «Геномед» проводит определение таких патологий по крови матери. Эта услуга называется неинвазивный пренатальный тест НИПТ. Мы обладаем современным высокотехнологичным лабораторным оборудованием, позволяющим выполнять большой спектр генетических исследований, в том числе и по поиску хромосомных аберраций в опухолевых клетках.
Источник
Тема урока: «Хромосомные болезни», мы рассмотрим их примеры и причины.
Хромосомные болезни
Хромосомные болезни – это большая группа врожденных наследственных болезней, вызываемых аномалиями в количестве или структуре хромосом, то есть мутациями. Заболевания, которые вызываются геномными и хромосомными мутациями, называются хромосомными болезнями.
Патологические изменения возникают как при потере генетического материала, так и при добавлении новых хромосом.
Заболевания, вызываемые мутациями аутосом (Рис. 1):
Рис. 1. Болезни, вызываемые мутациями аутосом (Источник)
— делеция в 5-й хромосоме вызывает синдром кошачьего крика, у новорожденных больных отмечается нарушение строения гортани, мяукающий тембр голоса, слабоумие, отсталость психомоторики, такие больные редко доживают до зрелого возраста;
— делеция в 3-й хромосоме, как правило, приводит к прерыванию беременности, при рождении дети не способны сидеть и есть твердую пищу;
— делеция в 21-й хромосоме вызывает хроническое белокровие, нехватку красных кровяных телец;
— трисомия по 21-й хромосоме (болезнь Дауна) (Рис. 2) – в кариотипе у больных не две, а три 21-х хромосомы – это самая распространенная аномалия, частота рождения составляет 1:500, зависит от возраста матери и резко возрастает после 35 лет. До 40 % детей с такой болезнью рождаются у возрастных матерей.
Рис. 2. Синдром Дауна (Источник)
У таких больных наблюдается монголоидный тип лица, укороченные конечности, психическая отсталость.
— трисомия по 13-й хромосоме (Синдром Патау) – довольно редкий синдром, частота возникновения 1:14 500, у больных аномалии сердца и почек, серьезные нарушения внешности, продолжительность жизни не более года;
— трисомия по 18-й хромосоме (синдром Эдвардса) – у больных множественные пороки органов, умственная отсталость, смертность в раннем возрасте.
Встречаются трисомии по 8-й, 9-й, 14-й и 22-й хромосоме, они все летальны на раннем этапе.
Существует единичное описание даже тетросомии (умственная отсталость разной степени) и пентосомии (тяжелые поражения организма и умственных способностей) аутосом.
Болезни, связанные с нарушениями половых хромосом у женщин
Рис. 3. Болезни, связанные с нарушениями половых хромосом у женщин (Источник)
— трисомия ХХХ (синдром трипло-Х) – частота возникновения 1:700, не резкие отклонения в физическом развитии, нарушения функции яичников, преждевременный климакс. Больные с такой мутацией даже не догадываются о своем кариотипе;
— тетросомия ХХХХ приводит к умственной недостаточности разной степени;
— пентосомия ХХХХХ сопровождается тяжелыми повреждениями органов и сознания;
— моносомия Х0 (синдром Тернера) – единственная совместимая с жизнью, частота возникновения 1:4000, недоразвитые яичники и матка, физическая и умственная отсталость.
Болезни, связанные с нарушениями половых хромосом у мужчин
— синдром Клайнфельтера встречается в двух формах – полисомия по Х-хромосоме и полисомия по Y-хромосоме, больные с кариотипом ХХ Y – это мужчины женоподобного типа, у них развита грудь, женский голос, длинные ноги, недоразвиты семенники. Они бесплодны, но психически совершенно нормальны;
Рис. 4. Болезни, связанные с нарушениями половых хромосом у мужчин (Источник)
— больные с кариотипом Х Y Y – нормальные высокие мужчины, умственно и психически здоровы, но склонны к агрессии, асоциальны.
Приведенные мутации не вызывают гибель организма, прочие, как правило, приводят к гибели еще на этапе внутриутробного развития. Нарушения, вызванные этими патологиями, обычно не совместимы с половым процессом, такие больные не доживают до репродуктивного возраста или являются стерильными. Поэтому хромосомные болезни, в отличие от генных, гораздо хуже передаются по наследству, но есть и исключение – больные с синдромом Дауна способны к размножению.
Заключение
В результате интенсивного изучения хромосом человека и хромосомных болезней на протяжении 35–40 лет сложилось учение о хромосомной патологии, которая имеет большое значение в современной медицине.
Список литературы
- Беляев Д.К. Общая биология. Базовый уровень. – 11 издание, стереотипное. – М.: Просвещение, 2012.
- Пасечник В.В., Каменский А.А., Криксунов Е.А. Общая биология, 10-11 класс. – М.: Дрофа, 2005.
- Агафонова И.Б., Захарова Е.Т., Сивоглазов В.И. Биология 10-11 класс. Общая биология. Базовый уровень. – 6-е изд., доп. – Дрофа, 2010.
Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет
- Bibliofond.ru (Источник).
- Rh-conflict.narod.ru (Источник).
- Vse-pro-geny.ru (Источник).
Домашнее задание
- Дать определение хромосомным болезням.
- Каковы основные заболевания, вызываемые мутациями аутосом?
- От чего зависит вероятность рождения ребенка с синдромом Дауна?
Источник
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 4 марта 2020;
проверки требует 1 правка.
Хромосомные болезни — наследственные заболевания, обусловленные изменением числа или структуры хромосом (геномными или хромосомными мутациями соответственно).
Хромосомные болезни возникают в результате мутаций в половых клетках одного из родителей. Из поколения в поколение передаются не более 3—5 % из них. Хромосомными нарушениями обусловлены примерно 50 % спонтанных абортов и 7 % всех мертворождений.
Все хромосомные болезни принято делить на две группы: аномалии числа хромосом и нарушения структуры хромосом.
Аномалии числа хромосом[править | править код]
Болезни, обусловленные нарушением числа хромосом в клетках человека[править | править код]
- синдром Дауна — трисомия по 21-й хромосоме (или наличие дополнительных копий генетического материала этой хромосомы по другим причинам — за счёт транслокации или дупликации);
- синдром Патау — трисомия по 13-й хромосоме, характеризуется множественными пороками развития, идиотией, часто — полидактилия, нарушения строения половых органов, глухота; большинство больных не доживают до одного года;
- синдром Эдвардса — трисомия по 18-й хромосоме, нижняя челюсть и ротовое отверстие маленькие, глазные щели узкие и короткие, ушные раковины деформированы; 60 % детей умирают в возрасте до 3 месяцев, до года доживают лишь 10 %, основной причиной служит остановка дыхания и нарушение работы сердца.
Болезни, связанные с нарушением числа половых хромосом[править | править код]
- Синдром Шерешевского — Тёрнера — отсутствие одной Х-хромосомы у женщин (45 Х0) вследствие нарушения расхождения половых хромосом; к признакам относится низкорослость, половой инфантилизм и бесплодие, различные соматические нарушения (микрогнатия, короткая шея и др.);
- полисомия по Х-хромосоме — включает трисомию (кариотип 47, XXX), тетрасомию (48, ХХХХ), пентасомию (49, ХХХХХ), отмечается незначительное снижение интеллекта, повышенная вероятность развития психозов и шизофрении с неблагоприятным типом течения;
- полисомия по Y-хромосоме — как и полисомия по X-хромосоме, включает трисомию (кариотип 47, XYY), тетрасомию (48, ХYYY), пентасомию (49, ХYYYY), клинические проявления также схожи с полисомией X-хромосомы;
- Синдром Клайнфельтера — полисомия по X-хромосомам у мальчиков (47, XXY), признаки: евнухоидный тип сложения, гинекомастия, слабый рост волос на лице, в подмышечных впадинах и на лобке, половой инфантилизм, бесплодие; умственное развитие отстает, однако иногда интеллект нормальный.
Болезни, причиной которых является полиплоидия[править | править код]
- триплоидии, тетраплоидии и т. д.; причина — нарушение процесса мейоза вследствие мутации, в результате чего дочерняя половая клетка получает вместо гаплоидного (23) диплоидный (46) набор хромосом, то есть 69 хромосом (у мужчин кариотип 69, XYY, у женщин — 69, XXX); почти всегда летальны до рождения.
Нарушения структуры хромосом[править | править код]
- Транслокации — обменные перестройки между негомологичными хромосомами.
- Делеции — потери участка хромосомы. Например, синдром кошачьего крика связан с делецией короткого плеча 5-й хромосомы. Признаком его служит необычный плач детей, напоминающий мяуканье или крик кошки. Это связано с патологией гортани или голосовых связок. Наиболее типичным, помимо «кошачьего крика», является умственное и физическое недоразвитие, микроцефалия (аномально уменьшенная голова).
- Инверсии — повороты участка хромосомы на 180 градусов.
- Дупликации — удвоения участка хромосомы.
- Изохромосомия — хромосомы с повторяющимся генетическим материалом в обоих плечах.
- Возникновение кольцевых хромосом — соединение двух концевых делеций в обоих плечах хромосомы.
В настоящее время[когда?] у человека известно более 700 заболеваний, вызванных изменением числа или структуры хромосом. Около 25 % приходится на аутосомные трисомии, 46 % — на патологию половых хромосом. Структурные перестройки составляют 10,4 %. Среди хромосомных перестроек наиболее часто встречаются транслокации и делеции.
Литература[править | править код]
- Бочков Н. П. Клиническая генетика. — М.: Медицина, 1997.
- Тоцкий В. М. Генетика. — Одесса: Астропринт, 2002.
- Шевченко В. А. Генетика человека. — М. : ВЛАДОС, 2002.
См. также[править | править код]
- Наследственные заболевания
- Генные болезни
- Полигенные болезни
- Анеуплоидия
Источник
.(
Генетика :Глава 3, 13 страница)
Хромосомные
перестройки (хромосомные мутации,
или хромосомные
аберрации) —
тип мутаций, которые изменяют
структуру хромосом.
Классифицируют следующие виды хромосомных
перестроек : делеции (утрата
участка хромосомы), инверсии(изменение
порядка генов участка хромосомы на
обратный), дупликации (повторение
участка хромосомы), транслокации (перенос
участка хромосомы на другую), а также
дицентрические и кольцевые хромосомы.
Все
хромосомные перестройки могут быть
подразделены на сбалансированные
и несбалансированнные .При
сбалансированных перестройках изменяется
порядок сегментов(локусов ,генов) на
хромосоме , но не происходит количественных
нарушений генетического материала.(Например,
инверсия и взаимные транслокации). При
возникновении несбалансированных
перестроек всегда имеет место нарушение
«дозы» определенных сегментов хромосомы.
Это сопровождается изменением баланса
генов и манифестацией той или иной формы
хромосомной болезни.
Примеры
заболеваний:
Синдром
Вольфа-Хиршхорна (делеция короткого
плеча хромосомы 4)
Синдром
кошачьего крика (делеция короткого
плеча хромосомы 5)
Синдром
частичной трисомии по короткому плечу
хромосомы 9
Синдром
Прадера-Вилли и Ангельмана.
245. Виды генных мутаций. Примеры заболеваний (Генетика .Глава 3.Стр.10)
1.Делеция—
утрата одного ,нескольких нуклеотидов
или целого гена.
Миопатии
Дюшена и Беккера
2.Инсерция
— вставка одного, нескольких нуклеотидов
или гена.
Болезнь
Лиддла
3.Дупликация—
повторное дублирование участка ДНК
размером от одного до нескольких
нуклеотидов или целого гена
Семейная
Х-сцепленная кардиомиопатия
4.Инверсия—
встраивание от одного до двух нуклеотидов
на прежнее место ДНК после поворота на
180 градусов. В результате нарушается
порядок нуклеотидов в гене.
Гемофилия
А
5.Сплайсинговая
мутация—
возникают на стыке экзонов и интронов
.При процессировании мРНК вместе с
интроном, может удаляться экзон , или
интрон остается в составе зрелой мРНК.
При этой мутации изменяется рамка
считывания, что приводит к трансляции
мутированного белка.
6.Миссенс
мутация—
замена нуклеотида в кодирующей части
гена, что приводит к замене аминокислоты
в полипептиде.
7.Трансверсия—
замена пуринового основания(А,Г) на
пиримидиновое (Ц,Т,У) ,или наоборот в
одном из кодонов.
8.Транзиция-в
нуклеотидном остатке замена одного
пуринового основание на другое пуриновое
или одного пиримидинового на другое в
структуре кодона.
Серповидно-клеточный
Hb
9.Нонсенс-мутация—
замена нуклеотида в кодирующей части
гена- приводит к образованию стоп-кодона
и прекращению трансляции.
Латеральная
неонатальная гипераммониемия
10.Динамические
мутации—
мутации , обусловленные увеличением
числа тринуклеотидных повторов в
функционально значимых частях гена
Хорея
Хаттингтона
11.Генные мутации ,вызывающие заболевания ,могут быть обусловлены разными дефектами днк гена-мишени
Фенилкетонурия.
247. Современные методы цитогенетики.
1.флуоресцентная
гибридизация in situ (FISH)
2.сравнительная
геномная гибридизация(CGH)
3.
мечение хромосом с помощью полимеразной
реакции с использованием специфических
праймеров (PRINS)
4.
флуоресцентная гибридизация пептидно
– нуклеиновых соединений(PNA)
Это
просто дополнение( не факт что
правильно).Цитогенетика: методы
1)Микрометод для хромосомного анализа
по Аракаки .2) Определение полового
хроматина Клетки костного мозга для
хромосомного анализа .3)Изготовление
ацетокарминовых препаратов.
4)Колхицинированные митозы у животных.5)
Методика окрашивания корешков,
бутонов.6).Давленные ацетокарминовые
препараты 7)Дифференциальные окраски
хромосом
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
Источник