Хромосомные перестройки Virtual Laboratory Wiki Fandom

Генетические нарушения

Мутации в геноме (генетические поломки) опухолевой клетки приводят к их неконтролируемому делению (пролиферации), быстрому неограниченному росту и метастазированию (образование вторичных очагов опухолевого роста).

Мутации могут затрагивать целые хромосомы, их части или отдельные гены.

В зависимости от этого мутации (генетические поломки) принято делить на следующие группы:

1. Геномные мутации – связаны с изменением числа хромосом (полиплоидия – кратное увеличение числа хромосом, анеусомия – появление лишней или потеря хромосомы).

2. Хромосомные мутации — перестройки хромосом, изменение их строения. Отдельные участки хромосом могут теряться, удваиваться, менять свое положение (дупликации – удвоение генов, инверсии — поворот участка хромосомы на 180°, транслокации – перенос части хромосомы на другую хромосому, делеции – потеря участка хромосомы).

3. Генные мутации — связаны с изменением состава или последовательности нуклеотидов ДНК в пределах гена, что приводит к образованию аномального гена, следовательно, и аномальной структуры белка.

Но существуют механизмы, с помощью которых можно заблокировать аномальный белок, получившийся в результате мутации гена, вызвав этим гибель опухолевой клетки. Для этого был создан новый вид противоопухолевой терапии под названием «таргетная терапия» (target от англ. – мишень).

Для каждой локализации опухоли характерны свои мутации, а для каждого типа мутаций подходит только определенный таргетный препарат. Поэтому современное лечение онкологических заболеваний основано на персонализированном подходе и построено на принципе генетического типирования опухоли. Это значит, что перед тем как начать лечение, проводятся молекулярно-генетические исследования опухолевой ткани, позволяющие определить наличие мутаций (генетических поломок) и подобрать индивидуальную терапию, которая даст максимальный противоопухолевый эффект.

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.

Читайте также:  Симптомы опухоли мозжечка

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.

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:

Читайте также:  Plica glossoepiglottica mediana definition of plica glossoepiglottica mediana by Medical dictionary

  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.

Мутационная изменчивость

Мутации – это наследственная изменчивость генотипа организма в результате случайного изменения гена. Это понятие впервые ввел голландский ученый Г. де Фриз. Мутация характерна для всех организмов. Они могут быть и полезны, и вредны, и нейтральны для организмов. Мутации возникают под воздействием внешних факторов, называемых мутагенами.

Встречаются три вида мутагенов: физические, химические и биологические. К физическим относятся радиоактивные лучи, ультрафиолетовые и лазерные лучи. Химические: колхицин, никотиновая кислота и др. Известно 400 соединений. Высококонцентрированные гербициды и пестициды также вызывают мутации. Биологические: бактерии, вирусы и радиоактивные вещества, содержащиеся в продуктах питания. Мутации возникают в природных условиях и индукционно в результате специального воздействия мутагенами. В зависимости от места возникновения мутации делятся на генеративные (в половых хромосомах) и соматические (в клетках тела).

В зависимости от характера изменения генотипов мутации подразделяются на геномные хромосомные, генные и цитоплазматические.

Геномные мутации. Геномными называют мутации, приводящие к изменению числа хромосом. Наиболее распространенным типом геномных мутаций является полиплоидия – кратное изменение числа хромосом. У полиплоидных организмов гаплоидный (n) набор хромосом в клетках повторяется 4-6 раз, иногда до 10-12 раз. Возникновение полиплоидов связано с нарушением митоза или мейоза. В частности, нерасхождение гомологичных хромосом в мейозе приводит к формированию гамет с увеличенным числом хромосом. У диплоидных организмов в результате такого процесса могут образоваться диплоидные (2n) гаметы. Полиплоидные виды растений довольно обычное явление; у животных полиплоидия редка. Некоторые полиплоидные растения характеризуются более мощным ростом, крупными размерами, что делает их ценными для селекционных работ. Анеуплоидия – некратное изменение хромосом в гаплоидном наборе. Это изменение впервые обнаружил К. Бриджес в ходе исследования у дрозофилы явления сцепленного наследования признаков. У самок одна лишняя XXY-хромосома, а у самцов – X0-хромосомы вызывают изменение некоторых признаков дрозофилы (крыльев, глаз и др.). А у человека в 21-й паре хромосом обнаруживается 3 хромосомы, которые вызывают заболевание Дауна.

Читайте также:  Лимфоузлы на шее схема расположения с левой и правой стороны, переднешейные и заднешейные, анатомия

Хромосомные мутации – это перестройки хромосом. Появление хромосомных мутаций всегда связано с возникновением двух или более разрывов хромосом с последующим их соединением, но в неправильном порядке.

Различают четыре основных типа хромосомных мутаций:

делеция – потеря участка хромосомы;

дупликация – удвоение участка хромосомы;

инверсия – поворот части хромосомы на 180°;

транслокация – обмен участками негомологичных хромосом и слияние двух негомологичных хромосом в одну. Хромосомные мутации приводят к изменению функционирования генов.

Генные мутации – наиболее часто встречающийся класс мутационных изменений. Генные мутации связаны с изменением последовательности нуклеотидов в молекуле ДНК. Они приводят к тому, что мутантный ген либо перестает работать, и тогда не образуются соответствующие РНК и белок, либо синтезируется белок с измененными свойствами, что проявляется в изменении каких-либо признаков организма. Вследствие генной мутации образуются новые аллели. Это имеет важное эволюционное значение.

Мутации – редкие события. На 10 000-1 000 000 генов за одно поколение в среднем возникает одна новая мутация. Хотя мутационные события происходят редко, но благодаря постоянству естественного мутационного процесса и способности видов накапливать мутации генотипы всех без исключения особей содержат значительное количество генных мутаций.

Цитоплазматические мутации связаны с изменениями плазмогенов в цитоплазме клеток. Плазмогены находятся в пластидах и митохондриях.

Изменение в пределах структуры гена происходит при

Мутация, при которой в генотипе обнаруживается нехватка одной хромосомы из какой-либо пары гомологичных хромосом

Если участок хромосомы перемещается на негомологичную хромосому, то такую перестройку называют

Хромосомная мутация, при которой происходит утрата участка хромосомы

Хромосомная мутация, при которой участок хромосомы удваивается

Тип изменчивости, не обусловленный изменением генов

К генным (точковым) мутациям относят

Согласно положениям мутационной теории Г. де Фриза

Если участок хромосомы перевернулся на 180 о , то такую перестройку называют

К геномной мутации относится

Метод генетики, позволяющий обнаружить хромосомные и геномные мутации человека

Ссылка на основную публикацию
Холодный нос у человека причины, чем опасно и как лечить
Холодный нос: норма или повод для тревоги? «Холодный — значит, здоровый!» — радуются владельцы кошек и собак, пощупав нос своего...
Хлеб при правильном питании для похудения какой можно есть, чем заменить, полезные виды и их свойств
Хлеб: калорийность, белки, жиры, углеводы Многие диетологи называют хлеб, калорийность которого оставляет желать лучшего, убийцей стройной фигуры. Отчасти они правы,...
Хлебцы польза и вред, калорийность и виды Food and Health
Хлебцы: калорийность, польза и вред Хлебцы являются популярным натуральным продуктом, который употребляют в пищу люди, заботящиеся о своем здоровье. Что...
Холодовая аллергия (холодовая крапивница)
Холодовая аллергия Холодовая аллергия или холодовая крапивница (лат. «Urtica» – крапива) - аллергическая реакция на открытых частях тела в виде...
Adblock detector