Анатомия-Лексикон

Мутация на хромозоми

Определение - какво е мутация на хромозома?

Човешкият геном, т.е. съвкупността от гени, е разделен на хромозоми. Хромозомите са много дълги ДНК вериги, които могат да бъдат разграничени една от друга в метафазата на клетъчното ядро. Гените са подредени върху хромозомите във фиксиран ред.

При хромозомните мутации има микроскопично видими промени в тази последователност, които са причинени от сравнително голямо увреждане на хромозомите. Може да се направи разлика между различни форми на този вид щети. Някои форми остават неоткрити, но други причиняват сериозни клинични картини. Кое заболяване се развива зависи от вида на увреждането и от коя хромозома се намира.

Причини - защо възникват?

Хромозомни мутации възникват при половината от хората, засегнати от мутации, възникнали „de novo“. De novo означава, че мутацията е възникнала само в зародишните клетки на родителите, т.е. яйцеклетки или сперматозоиди.

Определени отрови могат да причинят мутации на хромозоми. Тези така наречени кластогени причиняват разрушаване на хромозомите, причинявайки различните форми на хромозомни мутации.

Хората имат два вида хромозоми, една майчина и една бащинска. Когато се образува зародишната клетка, генетичният състав на майката и бащата се смесва. Този процес се нарича „преминаване над“.

Обикновено има смесване само между хромозоми от същия тип. Това кръстосване е дефектно в случай на хромозомни мутации. Случва се части от хромозома да са вградени в хромозома от различен тип. В допълнение, частите на хромозомата могат да бъдат вградени с главата надолу. Понякога обаче част от хромозомата в зародишна клетка се губи напълно.

Как да разпознаете мутацията на хромозома?

Ако има малформации или умствена изостаналост, може да се направи анализ на хромозоми, за да се потвърди генетична причина. За извършване на хромозомен анализ се вземат клетки от човека, за да се изследват техните хромозоми.

За анализа най-често се използват лимфоцити, т.е. клетки на имунната защита, които циркулират в кръвта. По принцип обаче могат да се използват всички клетки, които имат клетъчно ядро.

Мутациите на хромозомите са свързани с промени, някои от които могат да се видят под светлинен микроскоп. Различните хромозоми имат много специфична форма.

В допълнение, специална техника позволява оцветяването на хромозомите. По време на това оцветяване се развиват така наречените ленти. Чрез идентифициране на специфичните ленти може да се определи коя от 23-те хромозомни двойки е тя. Тази техника на превързване може да се използва и за откриване на промени в съответните хромозоми.

Кои мутации на хромозоми има?

В случай на хромозомни мутации се прави разлика между различни форми на мутация.

Една част от хромозомата се загуби при делецията. Засегнатата хромозома се съкращава в съответната точка. В случай на изтриване, гените се губят; ефектите могат да се различават в зависимост от секцията.

За разлика от делецията, вмъкването включва вмъкване на хромозомен сегмент в друга хромозома. Ако сегментът произхожда от друго клетъчно ядро, гените в този сегмент се дублират. Възможно е да има свръхпроизводство на генния продукт.

При инверсия секция е в правилната хромозома, но в обратен ред.

Може да има и дублиране, като част от хромозомата се дублира.

Най-важната мутация на хромозомата е транслокацията. Тук хромозомните части на 2 различни хромозоми си разменят местата. Ако тази размяна не е придружена от загуба на гени, човек говори за един базирана Translocation. Носителите на балансирани транслокации обикновено не показват аномалии, но имат по-чести аборти. Освен това, потомството често е носител по-неуравновесен Транслокации. При тях генетичният материал се губи и потомството се ограничава.

Разберете кои промени в ДНК освен мутации са чести при: Епигенетиката

Какво е реципрочна транслокация?

При взаимна транслокация части от две различни хромозоми се обменят между тях. При реципрочната транслокация е важно общото съдържание на генетичния материал в клетката да остане същото.

Засегнатите обаче имат проблеми с образуването на зародишни клетки. Ако в развиващата се зародишна клетка има хромозома, в която е разменено парче, тогава тази клетка не е жизнеспособна.

Възможно е обаче да се случи и така, че двете хромозоми, в които е разменено парче, се оказват в зародишна клетка. Тогава само нормалните хромозоми се оказват в другата зародишна клетка, която се образува. Ако случаят е такъв, само половината от зародишните клетки не могат да живеят. Другата половина съдържа нормален набор от хромозоми.

Реципрочната трансакация може да доведе до различни генетични заболявания. Преди това, например, е хроничната миелоидна лекемия, при която може да се открие голям брой хромозоми от Филаделфия.

Синдром на котешки крясъци

Синдромът на котешки крясъци или синдром на Кри-дю-Чат се нарича така, защото малките крещят много високо и като котки. Тези силни писъци са причинени от малформация на ларинкса. Причината за синдрома на котешкия плач е заличаване на късото рамо на хромозома 5.

Засегнатите са силно изостанали и умствено увредени. Интелектуалното увреждане обаче е много променливо. Те имат малка глава и растежът им е нарушен. Има и други физически малформации. Промените във вътрешните органи са много редки. Продължителността на живота следователно не е значително ограничена.

Прочетете повече по темата на: Синдром на котешки крясъци

Какво представлява хромозомната аберация?

Хромозомната аберация е промяна в хромозомите, която се вижда под светлинен микроскоп. За разлика от това има генни мутации, тези промени са много по-малки и могат да бъдат разпознати само чрез по-прецизна генетична диагностика.

Хромозомните аберации могат да бъдат разделени на две форми. Има структурни и числени аберации. Структурните аберации бяха разгледани в тази глава и се наричат хромозомни мутации. Те са придружени от промяна в самите хромозоми.

Числовата аберация означава, че има неправилен брой хромозоми. Нормалният човешки кариотип, т.е. броят на хромозомите, е 46, XY при мъжете и 46, XX при жените. Трябва да се отбележи, че хромозомите са дублирани, като единственото изключение са половите хромозоми при мъжете. Половите хромозоми, които представляват единствената разлика в генома при мъжете и жените, са обозначени с буквите.

При числови аберации хромозомите могат да се появяват по-често или да липсват. Най-известният пример е синдром на Даун, тризомия 21, името предполага, че 21-ва хромозома присъства три пъти, вместо два пъти. Кариотипът на човек изглежда така: 47, XY + 21 за мъжете и 47, XX + 21 за жените.

Пример за липсата на хромозома е синдром на Търнър или монозомия X, в този случай липсва Х хромозома, което води до кариотип 45, X0. Засегнатите са жени с определени физически отклонения.

Можете да разберете повече по тази тема на: Аберация на хромозоми - какво е това?

Синдром на Клайнфелтер

Синдромът на Клайнфелтер не е хромозомна мутация. Мутациите на хромозомите са придружени от промяна в структурата. Грешният брой хромозоми присъства при синдрома на Клайнфелтер. Тази промяна се нарича числова хромозомна аберация.

От синдрома на Клайнфелтер могат да бъдат засегнати само мъже. Обикновено в допълнение към 44 други хромозоми мъжете имат (22 хромозоми, всяка в две копия), една Х хромозома и една Y хромозома. При синдрома на Клайнфелтер има една Х хромозома твърде много.

Тази промяна има най-голямо влияние върху половите органи. Засегнатите имат малки тестиси и в повечето случаи не функционират производството на сперма, а производството на тестостерон от тестиса е ограничено.

Синдромът на Клайнфелтер често се открива само в контекста на консултация за фертилитет. В по-голямата част от засегнатите, той остава неоткрит. Развитието на гърдите може да се случи по време на пубертета, а космите по тялото обикновено са само оскъдни. Засегнатите обаче не са ограничени в своята интелигентност.

Допълнителна информация по тази тема можете да намерите на: Синдром на Клайнфелтер

Какво е точкова мутация?

Точкова мутация е мутация на гените, които присъстват под формата на ДНК. ДНК е изградена от четири различни нуклеотиди. В случай на точкова мутация, един нуклеотид се заменя с друг. ДНК на гените се чете в сложен процес. Крайният продукт на този процес е протеин.

Кой протеин се произвежда по същество се определя от последователността на нуклеотиди. Три последователни нуклеотида определят коя аминокиселина е свързана към получената протеинова верига. След това обединението на голям брой аминокиселини се превръща в протеин.

Но ако един нуклеотид бъде заменен с друг, може да се случи, че друга аминокиселина е включена в протеина. Резултатът е така наречената мутационна мутация. Полученият протеин може да остане напълно функционален, като замести аминокиселината или може също да загуби функцията си.

Друга възможност е да се включи така наречения стоп кодон. Такъв тип мутация се нарича безсмислена мутация. Стоп кодона бележи края на протеина; ако е поставен на неправилно място, протеинът е непълен.

При тези форми на точкови мутации броят на нуклеотидите, които трябва да бъдат прочетени, остава същият. Правилните аминокиселини са включени преди и след мутацията на точки. Следователно „решетката за четене“ се запазва. Мутациите, в които нуклеотид е включен или отстранен, т.е. вмъкване или делеция, са по-сериозни. С тази мутация след липсващия или вграден нуклеотид се комбинират три други нуклеотида, което означава, че се вграждат различни аминокиселини и се създава напълно различен протеин.

Следващата ни статия също може да ви представлява интерес: Теломери - анатомия, функции и заболявания

Муковисцидоза

Кистозната фиброза е заболяване, което е резултат от мутация в хлориден канал. Тези канали са важни за образуването на слуз в тялото, тъй като водата може да излезе след хлорида, което прави слузта по-тънка.

Въпреки че всички органи на органи са засегнати от това заболяване, белите дробове са на преден план. Поради вискозната слуз, белите дробове не могат да изпълняват функцията си за самопочистване.

Тънката течна слуз е предпоставката за отстраняване на патогени и други вещества от белите дробове. Липсата на почистване води до засилена пневмония. Това е една от причините засегнатите да имат драстично намалена продължителност на живота.

Мутацията на канала се дължи на генна мутация. Това означава, че последователността на компонентите на ДНК в гена се е променила. Мутацията е много по-малка от хромозомните мутации, но с много сериозни последици. Известни са стотици различни мутации на гена, всички от които водят до дисфункция на канала.

Прочетете повече за това по-долу: Муковисцидоза