Хромосомные перестройки — Карта знаний

Хромосомные перестройки — Карта знаний

Хромосомная мутация у человека: что это и какие несёт последствия

Хромосомные мутации (их также называют перестройками, аберрациями) вызываются неправильным делением клетки и меняют структуру самой хромосомы. Чаще всего это происходит спонтанно и непредсказуемо под влиянием внешних факторов. Поговорим про виды хромосомных мутаций в генах и вызывающих их причинах. Мы расскажем что такое хромосомная мутация и какие последствия возникают для организма вследствие подобных изменений.

Виды хромосомных мутаций

Хромосомная мутация – это самопроизвольно произошедшая аномалия с отдельной хромосомой либо с участием нескольких из них. Произошедшие изменения бывают:

  • внутри единичной хромосомы, их называют внутрихромосомными;
  • межхромосомными, когда отдельные хромосомы обмениваются между собой определёнными фрагментами.

Что может происходить с носительницей информации в первом случае? В результате утраты хромосомного участка происходит нарушение эмбриогенеза и возникают различные аномалии, приводящие к умственному недоразвитию ребёнка или физическим уродствам (пороки сердца, нарушение строения гортани и других органов). Если происходит разрыв хромосомы, после которого вырванный фрагмент встраивается на своё место, но уже перевёрнутым на 180° – говорят об инверсии. Порядок расположения генов меняется. Ещё одна внутрихромосомная мутация – дупликация. В её процессе происходит удвоение участка хромосомы или он дублируется несколько раз, что приводит к множественным порокам умственного и физического развития.

Если же две хромосомы обмениваются фрагментами, явление носит название «реципрокной транслокации». Если фрагмент одной хромосомы встраивается в другую, это называют «нереципрокной транслокацией». «Центрическим слиянием» называют соединение пары хромосом в районе их центромер с утратой соседних участков. При мутации в виде поперечного разрыва соседних хромосом их называют изохромосомами. Такие изменения не имеют внешних проявлений у родившегося потомства, но делает его носителем аномальных хромосом, что может повлиять на возникновение отклонений у следующих поколений. Все типы хромосомной мутации закрепляются в генах и передаются по наследству.

Основные причины, вызывающие мутации хромосом

Точные причины хромосомных мутаций в каждом конкретном случае нельзя назвать определённо. Вообще мутации ДНК являются инструментом естественного отбора и непременным условием эволюции. Они могут иметь положительное нейтральное или отрицательное значение и передаются по наследству. Все мутагены, способные приводить к изменениям в хромосомах, принято делить на 3 типа:

  • биологические (бактерии, вирусы);
  • химические (соли тяжёлых металлов, фенолы, спирты и другие химические вещества);
  • физические (радиоактивное и ультрафиолетовое излучение, слишком низкие и высокие температуры, электромагнитное поле).

Могут возникать и самопроизвольные хромосомные перестройки, без воздействия ухудшающих факторов, но такие случаи крайне редки. Происходит это под влиянием внутренних и внешних условий (так называемого мутационного давления среды). Такая случайность приводит к изменению генов и их новому распределению в геноме. Дальнейшая жизнеспособность организмов с возникшими изменениями определяется возможностью приспособления к выживанию, что является частью естественного отбора. Для человека, к примеру, мутационные процессы часто становятся источником различных наследственных болезней, порой несовместимых с жизнью.

В чём различие генной, геномной и хромосомной мутаций

Мутации в хромосомах, генах и геноме часто бывают связаны друг с другом. Генной называется мутация, происходящая внутри гена, хромосомной – внутри хромосомы. Мутации, приводящие к изменению числа хромосом, называют геномными.

Читайте также:  Нейромультивит инструкция, отзывы, аналоги, цена в аптеках - Медицинский портал

Эти изменения объединяют в общее понятие «хромосомные аномалии», они имеют общую классификацию, которая подразделяет их на анеуплоидии и полиплоидии.

Всего науке известны около тысячи хромосомных и геномных аномалий, включающих различные синдромы (около 300 видов). Это и хромосомные болезни (яркий пример – синдром Дауна), и внутриутробные патологии, приводящие к выкидышам, и соматические заболевания.

Хромосомные болезни

Об их проявлении говорят при обнаружении тяжёлых врождённых генетически обусловленных заболеваний, проявляющихся врождёнными пороками развития. Такие болезни свидетельствуют о наиболее масштабных изменениях, произошедших в ДНК.

Сбой может возникнуть на любом этапе, даже в момент зачатия, при слиянии нормальных родительских клеток. Учёным пока ещё не удаётся влиять на этот механизм и предотвращать его. Вопрос этот изучен не до конца.

Для человека хромосомные мутации чаще носят негативный характер, что проявляется в возникновении выкидышей, мертворождении, проявлении уродств и отклонений в интеллекте, появлении генетически обусловленных опухолей. Все подобные болезни условно делят на 2 группы:

  1. Те, что вызваны нарушением числа хромосом в геноме. Эти аномалии составляют львиную долю всех хромосомных болезней. Причины, вызывающие их, – моносомии, трисомии и другие количественные нарушения. В эту же группу входят триплоидии и тетраплоидии, вызывающие гибель плода в утробе и его нежизнеспособность, приводящую к младенческой смертности. Самой распространённой и хорошо изученной болезнью этой группы является синдром Дауна, возникающий из-за трисомии или транслокации 21-й хромосомы.
  2. Те, что обусловлены изменениями в структуре самих хромосом. В этом случае происходит частичная дупликация или делеция хромосомных участков. Это влечёт за собой умственную отсталость, задержку роста и развития, характерные внешние проявления, врождённые пороки внутренних органов. Изменения могут коснуться и числа половых хромосом. У таких больных впоследствии выявляется бесплодие.

Можно ли вылечить или предотвратить хромосомные аномалии

В перспективе наукой ставятся задачи научиться вмешиваться в структуру клеток и менять ДНК человека при необходимости, но в текущий момент это невозможно. Как такового лечения хромосомных болезней не существует, разработаны лишь методы перинатальной диагностики (дородового обследования плода). С помощью этого метода возможно выявить синдромы Дауна и Эдвардса, а также врождённые пороки органов ещё не рождённого младенца.

По данным обследования врач вместе с родителями принимает решение о продлении или прерывании текущей беременности. Если патология предполагает возможность вмешательства, может быть проведена реабилитация плода ещё на стадии внутриутробного развития, в том числе и устраняющая порок операция.

Будущие родители ещё на стадии планирования беременности могут посетить генетическую консультацию, которая существует почти в каждом городе. Это особенно необходимо если в роду одного или обоих есть родственники с тяжёлыми наследственными заболеваниями. Генетик составит их родословную и порекомендует исследование кариотипа – полного набора хромосом.

Врачи считают, что такой анализ генов необходим каждой паре, планирующей появление малыша. Это малозатратный универсальный и быстрый метод, позволяющий определить наличие большинства хромосомных болезней любого типа. Будущим родителям всего лишь потребуется сдать кровь. Тем, у кого уже есть в семье ребёнок с генетическим заболеванием, сделать это необходимо в обязательном порядке перед повторной беременностью.

ХРОМОСО́МНЫЕ ПЕРЕСТРО́ЙКИ

Читайте также:  Какой цвет глаз будет у ребенка ~ Я happy МАМА
  • В книжной версии

    Том 34. Москва, 2017, стр. 205-206

    Скопировать библиографическую ссылку:

    ХРОМОСО́МНЫЕ ПЕРЕСТРО́ЙКИ (хро­мо­сом­ные абер­ра­ции), тип му­та­ций, ха­рак­те­ри­зую­щих­ся из­ме­не­ни­ем струк­ту­ры хро­мо­сом. В ос­но­ве Х. п. ле­жат спон­тан­ные или ин­ду­ци­ро­ван­ные му­та­ге­на­ми раз­ры­вы хро­мо­сом с даль­ней­шим не­то­ж­де­ст­вен­ным вос­со­еди­не­ни­ем об­ра­зо­вав­ших­ся хро­мо­сом­ных фраг­мен­тов. Воз­мож­ность су­щест­во­ва­ния та­кой не­го­мо­ло­гич­ной ре­ком­би­на­ции впер­вые пред­по­ло­жил А. С. Се­реб­ров­ский (1929). Ны­не ме­ха­низм ре­па­ра­ции ДНК с дву­ни­те­вы­ми раз­ры­ва­ми об­ще­при­нят. При внут­ри­хро­мо­сом­ных пе­ре­строй­ках – де­ле­ции, де­фи­шен­си (кон­це­вые не­хват­ки хро­мо­сом), ду­п­ли­ка­ции, ин­вер­сии, транс­по­зи­ции – про­ис­хо­дят раз­ры­вы, за­тра­ги­ваю­щие од­ну хро­мо­со­му или две го­мо­ло­гич­ные. Та­кие абер­ра­ции мо­гут при­во­дить к из­ме­не­нию ко­ли­че­ст­ва ге­не­тич. ма­те­риа­ла или из­ме­нять толь­ко ло­ка­ли­за­цию ге­нов, не из­ме­няя их ба­ланс. При меж­хро­мо­сом­ных пе­ре­строй­ках раз­ры­вы за­тра­ги­ва­ют две и бо­лее не­го­мо­ло­гич­ных хро­мо­со­мы. Об­мен фраг­мен­та­ми ме­ж­ду ни­ми при­во­дит к из­ме­не­нию ло­ка­ли­за­ции ге­нов, об­ра­зо­ва­нию но­вых групп сце­п­ле­ния. Осо­бые ти­пы Х. п. пред­став­ля­ют со­бой «сли­яние» не­го­мо­ло­гич­ных хро­мо­сом (т. н. ро­берт­со­нов­ские транс­ло­ка­ции), об­ра­зо­ва­ние коль­це­вых хро­мо­сом из нор­маль­ных «па­лоч­ко­вид­ных» и др. Мно­гие Х. п. мо­гут вы­зы­вать из­ме­не­ние мор­фо­ло­гич. при­зна­ков ор­га­низ­ма, ока­зы­вать на не­го не­бла­го­при­ят­ное воз­дей­ст­вие (см. Хро­мо­сом­ные бо­лез­ни ). Од­на­ко не­ко­то­рые Х. п. мо­гут ока­зать­ся вы­год­ны­ми для по­пу­ля­ции или ви­да и при­об­ре­сти адап­тив­ное и эво­лю­ци­он­ное зна­че­ние. Так, ду­п­ли­ка­ции отд. ге­нов обес­пе­чи­ва­ют вы­со­кий уро­вень син­те­за важ­ных для ор­га­низ­ма мо­ле­кул, соз­да­вая «за­пас проч­но­сти» при реа­ли­за­ции функ­ций этих мо­ле­кул. Напр., у эу­ка­ри­от мно­же­ст­вен­но ду­п­ли­ци­ро­ван­ны­ми яв­ля­ют­ся ге­ны, кон­тро­ли­рую­щие струк­ту­ру ри­бо­сом­ных и транс­порт­ных РНК, гис­то­нов, ту­бу­ли­нов, ак­ти­на и др. Ду­п­ли­ка­ции ге­нов мо­гут при­во­дить к по­яв­ле­нию но­вых ге­нов и псев­до­ге­нов : су­ще­ст­ву­ют ге­ны, кон­тро­ли­рую­щие струк­ту­ру изо­фер­мен­тов , и т. н. се­мей­ст­ва ге­нов, ко­ди­рую­щих раз­ные бел­ки со сход­ной ами­но­кис­лот­ной по­сле­до­ва­тель­но­стью (субъ­е­ди­ни­цы ге­мо­гло­би­нов, ва­риа­бель­ные уча­ст­ки субъ­е­ди­ниц им­му­ног­ло­бу­ли­нов, кон­стант­ные участ­ки тя­жё­лых це­пей раз­ных клас­сов им­му­ног­ло­бу­ли­нов, разл. ти­пов гис­то­нов). След­ст­ви­ем ро­берт­со­нов­ских транс­ло­ка­ций яв­ля­ют­ся раз­ли­чия ка­рио­ти­пов (раз­но­го чис­ла хро­мо­сом) при сход­ст­ве ге­не­тич. ма­те­риа­ла близ­ких ви­дов жи­вот­ных: коз, би­зо­нов и ко­ров ( n= 30), овец и крас­ных буй­во­лов ( n= 27), ов­це­бы­ков ( n= 24). С разл. це­ля­ми Х. п. ис­поль­зу­ют в ге­не­тич. ана­ли­зе (напр., для кар­ти­ро­ва­ния му­тант­ных ал­ле­лей нор­маль­ных ге­нов). Ана­лиз час­то­ты Х. п. в куль­ту­ре кле­ток при дей­ст­вии изу­чае­мо­го фак­то­ра по­зво­ля­ет бы­ст­ро оце­нить его ге­но-ток­си­ко­ло­гич. эф­фект (му­та­ген­ность). Как пра­ви­ло, Х. п. вы­яв­ля­ют и ана­ли­зи­ру­ют ци­то­ло­ги­че­ски, су­ще­ст­ву­ют ге­не­тич. ме­то­ды их ис­сле­до­ва­ния. См. так­же ст. Му­та­ции и лит. при ней.

    Мутации

    Автор статьи — Л.В. Окольнова.

    Сразу на ум приходят Люди Х… или Человек — Паук …

    Но это в кино, в биологии тоже так, но немного более научно, менее фантастично и более обыденно.

    Мута́ция (в переводе — изменение) — устойчивое, передающееся по наследству изменение ДНК, происходящее под влиянием внешних или внутренних изменений.

    Мутагенез — процесс появления мутаций.

    Обыденность в том, что эти изменения (мутации) происходят в природе и у человека постоянно, почти каждодневно.

    В первую очередь, мутации подразделяются на соматические — возникают в клетках тела, и генеративные — появляются только в гаметах.

    Соматические мутации

    Генеративные мутации

    Передаются по наследству.

    Разберем сначала виды генеративных мутаций.

    Генные мутации

    Что такое ген? Это участок ДНК (т.е. несколько нуклеотидов), соответственно, это и участок РНК, и участок белка, и какой-либо признак организма.

    Читайте также:  Низкоуглеводная диета при диабете и беременности - Лечим сахарный диабет

    Т.е. генная мутация — это выпадение, замена, вставка, удвоение, изменение последовательности участков ДНК.

    Вообще, это не всегда ведет к болезни. Например, при удвоении ДНК случаются такие “ошибки”. Но они возникают редко, это очень малый процент от всего количества, поэтому они незначительны, что практически не влияют на организм.

    Бывают и серьезные мутагенезы:
    — серповидно-клеточная анемия у человека;
    — фенилкетонурия — нарушение обмена веществ, вызывающее довольно серьезные нарушения умственного развития
    — гемофилия
    — гигантизм у растений

    Геномные мутации

    Вот классическое определение термина “геном”:

    — совокупность наследственного материала, заключенного в клетке организма;
    — геном человека и геномы всех остальных клеточных форм жизни, построены из ДНК;
    — совокупность генетического материала гаплоидного набора хромосом данного вида в парах нуклеотидов ДНК на гаплоидный геном.

    Для понимания сути мы очень сильно упростим, получится такое определение:

    Геном — это количество хромосом

    Геномные мутации — изменение числа хромосом организма. В основном, их причина — нестандартное расхождение хромосом в процессе деления.

    — синдром Дауна — в норме у человека 46 хромосом (23 пары), однако при этой мутации образуются 47 хромосом
    рис. синдром Дауна

    — полиплойдия у растений (для растений это вообще норма — большинство культурный растений — полиплойдные мутанты)

    Хромосомные мутации — деформации самих хромосом.

    Примеры (некоторые перестройки такого рода есть у большинства людей и вообще никак не отражаются ни внешне, ни на здоровье, но есть и неприятные мутации):
    — синдром кошачьего крика у ребенка
    — задержка в развитии
    и т.д.

    Цитоплазматические мутации — мутации в ДНК митохондрий и хлоропластов.

    Есть 2 органеллы со своими собственными ДНК (кольцевыми, в то время как в ядре — двойная спираль) — митохондрия и растительные пластиды.

    Соответственно, есть мутации, вызванные изменениями именно в этих структурах.

    Есть интересная особенность — этот вид мутации передается только женским полом, т.к. при образовании зиготы остаются только материнские митохондрии, а “мужские” отваливаются с хвостом при оплодотворении.

    Примеры:
    — у человека — определенная форма сахарного диабета, туннельное зрение;
    — у растений — пестролистность.

    Соматические мутации.

    Это все описанные выше виды, но возникают они в клетках тела ( в соматических клетках).
    Мутантных клеток обычно намного меньше, чем нормальных, и они подавляются здоровыми клетками. (Если не подавляются, то организм перерождаться или болеть).

    Примеры:
    — у дрозофилы глаз красный, но может иметь белые фасеты
    — у растения это может быть целый побег, отличающийся от других (И.В. Мичурин таким образом выводил новые сорта яблок).

    — раковые клетки у человека

    Примеры вопросов ЕГЭ:

    Синдром Дауна является результатом мутации

    Генные мутации связаны с изменением

    А) числа хромосом в клетках;

    Б) структуры хромосом;

    B) последовательности генов в аутосоме;

    Г) нуклеогидов на участке ДНК.

    Мутации, связанные с обменом участками негомологичных хромосом, относят к

    Животное, в потомстве которого может появиться признак, обусловленный соматической мутацией

    Ссылка на основную публикацию
    Хориоидпапиллома (атипичная киста, папиллома) симптомы, причины возникновения, лечение, профилактика
    Хориоидпапиллома – симптомы и лечение атипичной кисты Хориодная папиллома – это подвид доброкачественной внутричерепной опухоли. Заболевание поражает головной мозг. Новообразование...
    Хлорофиллипт аналоги — справочник лекарств, отзывы о клиниках и врачах, запись на прием онлайн
    ХЛОРОФИЛЛИПТ Действующее вещество Состав и форма выпуска препарата ◊ Раствор для приема внутрь и местного применения спиртовой 1% 1 мл...
    Хлорофиллипт для полоскания горла как разводить
    Как полоскать горло спиртовым раствором Хлорофиллипта Хлорофиллипт — известное антибактериальное лекарственное средство, производимое в виде раствора на основе масла или...
    Хорионический гонадотропин человека (ХГЧ бета ХГЧ)
    Что показывает анализ крови на ХГЧ и как подготовиться к исследованию ХГЧ (хорионический гонадотропин человека) часто называют «гормоном беременности», поскольку...
    Adblock detector