Анатомия-Лексикон

Хромозомна мутация

Определение - какво е хромозомна мутация?

Човешкият геном, т.е. цялостта на гените, е разделена на хромозоми. Хромозомите са много дълги ДНК вериги, които могат да бъдат разграничени една от друга в метафазата на клетъчното деление на ядрото. Гените са подредени върху хромозомите във фиксиран ред.

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

Причини - защо възникват?

Хромозомните 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.

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

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

Обикновено има смесване само между хромозоми от същия тип. В случай на хромозомни мутации това пресичане е дефектно. Освен това части от хромозома се включват в хромозома, която не е от същия тип. В допълнение, хромозомните части могат да бъдат включени с главата надолу. В някои случаи обаче част от хромозомата в зародишната клетка е напълно загубена.

Как разпознавате хромозомна мутация?

Ако има малформации или умствена изостаналост, могат да се извършат хромозомни анализи, за да се потвърди генетична причина. За извършване на хромозомен анализ се вземат клетки от човека, за да се изследват хромозомите на тези.

За анализ 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.

Хромозомните мутации са свързани с промени, някои от които могат да се видят под светлинния микроскоп. Различните хромозоми имат много специфична форма.

В допълнение, специална техника позволява хромозомите да бъдат оцветени. С това оцветяване се развиват така наречените ленти. Чрез идентифициране на специфичните ленти може да се определи коя от 23-те двойки хромозоми е включена. Тази техника на свързване може да се използва и за откриване на промени в съответните хромозоми.

Кои хромозомни мутации има?

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

Част от хромозомата се загуби при заличаването. Засегнатата хромозома се съкращава в съответната точка. В случай на изтриване гените се губят; ефектите могат да варират в зависимост от раздела.

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 участъкът е в правилната хромозома, но в обратен ред.

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

Най-важната хромозомна мутация е транслокацията. Тук хросомните части от 2 различни хромозоми си разменят местата. Ако този обмен не е придружен от загуба на гени, човек говори за един балансиран Транслокация. Носителите на балансирани транслокации обикновено не показват никакви аномалии, но имат по-чести спонтанни аборти. Освен това потомството често е носител по-небалансиран Транслокации. При тях генетичният материал се губи и потомството се ограничава.

Разберете кои промени в ДНК освен мутациите са често срещани при: Епигенетика

Какво е реципрочна транслокация?

При реципрочна транслокация части от две различни хромозоми се обменят помежду им. 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 има хромозома в развиващата се зародишна клетка, в която е заменена част, тогава тази клетка не е жизнеспособна.

Въпреки това може да се случи, че двете хромозоми, в които е обменено парче, попадат в зародишна клетка. Тогава само нормалните хромозоми попадат в другата зародишна клетка, която се образува. Ако случаят е такъв, само половината от зародишните клетки не могат да оцелеят. Другата половина съдържа нормален набор от хромозоми.

Взаимната трансокация може да доведе до различни генетични заболявания. Например преди това е хроничната миелоидна лекемия, където може да се открие голям брой хромозоми от Филаделфия.

Синдром на котешки писък

Синдромът на котешкия плач или синдромът Cri-du-Chat е така наречен, защото малките деца крещят много високо и приличат на котки. Тези високи писъци са причинени от малформация на ларинкса. Причината за синдрома на котешкия плач е заличаване на късото рамо на хромозома 5.

Засегнатите са тежко изостанали и с умствени увреждания. Интелектуалните увреждания обаче са много променливи. Имат малка глава и растежът им е нарушен. Има и други физически малформации. Промените във вътрешните органи са много редки. Следователно продължителността на живота не е значително ограничена.

Прочетете повече по темата на: Синдром на котешки писък

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 отклонения. Структурните аберации бяха обсъдени в тази глава и се наричат още 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 се дублират, 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 числените 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 в два екземпляра. Кариотипът на човек изглежда така: 47, XY + 21 за мъжете и 47, XX + 21 за жените.

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

Можете да намерите повече по тази тема на: Хромозомни аберации - какво е това?

Синдром на Клайнфелтер

Синдромът на Klinefelter не е хромозомна мутация. Хромозомните мутации са придружени от промяна в структурата. Грешен брой хромозоми присъства в синдрома на Klinefelter. Тази промяна се нарича числена хромозомна аберация.

Синдромът на Klinefelter може да засегне само мъжете. Обикновено мъжете имат освен 44-те други хромозоми (22 хромозоми, всяка в две копия), една X хромозома и една Y хромозома. При синдрома на Klinefelter има една X хромозома твърде много.

Тази промяна има най-голямо влияние върху гениталните органи. Засегнатите имат малки тестиси и в повечето случаи не функционира производството на сперматозоиди, а производството на тестостерон е ограничено.

Синдромът на Klinefelter често се диагностицира само в контекста на консултации за плодовитост.При по-голямата част от засегнатите тя остава неоткрита. Развитието на гърдата може да се случи по време на пубертета, а окосмяването по тялото обикновено е рядко. Засегнатите обаче не са ограничени в интелигентността си.

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

Какво представлява точкова мутация?

В случай на точкова мутация се говори за мутация на гените, които присъстват под формата на ДНК. ДНК се състои от четири различни нуклеотида. В случай на точкова мутация, един нуклеотид се заменя с друг. ДНК на гените се разчита в сложен процес. Крайният продукт на този процес е протеин.

Кой протеин се произвежда, по същество се определя от последователността на нуклеотидите. Три последователни нуклеотида определят коя аминокиселина е прикрепена към получената протеинова верига. Тогава обединяването на голям брой аминокиселини се превръща в протеин.

Но ако един нуклеотид бъде заменен с друг, може да се случи в протеина да се включи различна аминокиселина. Резултатът е така наречената мисенс мутация. Полученият протеин може да остане напълно функционален, като замести аминокиселината, или може да загуби своята функция.

Друга възможност е да се включи така наречения стоп кодон. Такъв тип мутация е известен като глупост мутация. Стоп кодонът отбелязва края на протеина; ако той е поставен на грешното 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 точковата мутация. Следователно „решетката за четене“ се запазва. По-сериозни са мутациите, при които нуклеотид е включен или отстранен, т.е. инсерция или делеция. 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 бъде интересна за вас: Теломери - Анатомия, функция и болести

Кистозна фиброза

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 са засегнати от това заболяване, белите дробове са на преден план. Вискозната слуз пречи на белите дробове да изпълняват самопочистващата си функция.

Тънката течна слуз е предпоставката за отстраняване на патогени и други вещества от белите дробове. Липсата на почистване води до повишена пневмония. Това е една от причините, поради които засегнатите 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 хромозомната мутация, но с много сериозни последици. Известни са стотици различни мутации на гена, като всички те водят до дисфункция на канала.

Прочетете повече за това под: Кистозна фиброза