Геномні мутації 2
Полиплоидия - збільшення числа хромосом на величину кратну гаплоидному набору (3n, 4n.). У людини описана триплоїдія (3n = 69 хромосом) і тетраплоидия (4n = 92 хромосоми).
Гетероплоїдія (або анеуплоїдія) - збільшення або зменшення числа хромосом на 1,2 або більше число. Види гетероплоїдії: моносомия, нулісомія, полісоміі (три-, тетра-, пентасоміі).
Ми бачимо по дві хромосоми кожної пари в гіпотетичній клітині з 6 хромосомами або 3 парами.
а) Моносомія - відсутність однієї хромосоми (2n-1)
б) Нулісомія - відсутність однієї пари хромосом (2n-2)
в) Трисомія - одна зайва хромосома (2n + 1)
г) Тетрасомія - дві зайве хромосоми (2n + 2)
д) Пентасомія - (2n + 3)
Причини формування геномних мутацій.
1) Найбільш важливим механізмом є нерозходження хромосом при мітозі або мейозе. Хромосо-ми, які в нормі повинні розділитися під час клітинного деле-ня, залишаються з'єднаними разом і в анафазе відходять до одного полюса. Це може статися в ході мітотичного поділу, але ча-ще спостерігається під час мейозу. У людини акроцентріческіе хромосоми мають тенденцію частіше вовле-каться в нерасхождение. Мейотіческое нерасхождение було відкрито вперше Бріджесом (1916) у дрозофіли. На кожну гамет з однієї добавоч-ної хромосомою доводиться інша, без однієї хромосоми. Після оп-лодотворенія гаметой з нормальним набором хромосом зигота окази-ється або трісомной (із зайвою хромосомою), або моносомной (не вистачає однієї хромосоми). Нижче наведені деякі приклади нерасхожденія.
Схема нормального мейозу
у чоловіків у жінок
23, Х 23, У 23, Х 23, Х
Мейоз з нерозходженням статевих хромосом у чоловіків
Після злиття з яйцеклітиною (23, Х) утворюються зиготи 47, ХХУ (синдром Клайнфельтера) або 45, ХО (синдром Шерешевского- Тернера).
Мейоз з нерозходженням статевих хромосом у жінок
Після запліднення нормальними сперматозоїдами (23, Х) утворюються зиготи 47, ХХХ (трисомія Х) або 45, ХО (синдром Шерешевського-Тернера). Після запліднення сперматозоїдами (23, У) утворюються зиготи 47, ХХУ (синдром Клайнфельтера) або 45, УО (летальна мутація).
Нерасхожденіе 21 хромосоми при мейозі у жінки.
гамети 21,21 0 21
синдром Дауна летальна мутація
Якщо хромосоми не розходяться при мітозі в процесі дроблення або інших стадій ембріонального розвитку, то утворюються мозаїки. Схема освіти мозаїчної форми синдрому Дауна.
21,21 21,21 21.0 21,21,21
нормальний клон клітин моносомия по клітини з
21 хромосомі, трисомія по
летальна му- 21 хромосомі
В результаті такої мутації утворюється мозаїк типу 46, ХХ / 47, ХХ, + 21 або
46, ХХ / 47, ХХ, + 21. Чим пізніше в ембріональному розвитку порушиться мітоз, тим менше утворюється аномальних клітин.
2.Второй механізмом, що обумовлює геномні мутації, яв-ляется втрата окремої хромосоми внаслідок "анафазного отстава-ня": під час руху в анафазе одна хромосома може відстати від всіх інших. Вона не включається в ядро і руйнується ферментами цитоплазми. Втрата хромосоми веде до мозаїцизму, при якому є одна трісомная і одна нормальна клітинна популяція.
Аномальне число хромосом в клітині (анеуплоїдія) увеличи-кість ризик подальших порушень, таких як втрата хромосом слідом-ствие анафазного відставання в наступних клітинних діленнях.
3. Народження хворих дітей у батьків з хромосомними хворобами (синдроми Клайнфельтера, полісоміі Х і ін.). У батьків з трисомія утворюється рівне число нормальних або аномальних гамет. Теоретично ймовірність народження дитини з геномної мутацією становить 50%. Однак, це фактично зустрічається рідше (приблизно в 10%), тому що анеуплоїди характеризуються зниженою життєздатністю і фертильністю.
Причини формування полиплоидии.
1. Полиплоидия може бути наслідком нерозходження всіх хромосом при мейозі в одного з батьків. В результаті утворюється диплоидная статева клітина (2n). Після запліднення нормальної гаметой сформується Триплоїд (3n).
2. Може спостерігатися соматическая мутація - нерасхождение всіх хромосом при діленні клітин ембріона (порушення мітозу). Це призводить до появи тетраплоїда (4 n) повного або мозаїчної форми.
3. Можливо також злиття диплоидной зиготи з направітельним тільцем або запліднення яйцеклітини двома сперматозоїдами.