Анатомо-Лексикон

Хромосоми

Визначення - що таке хромосоми?

Генетичний склад клітини зберігається у формі ДНК (дезоксирибонуклеїнова кислота) та її основ (аденін, тимін, гуанін та цитозин). У всіх клітинах еукаріот (тварини, рослини, гриби) це присутнє в ядрі клітини у вигляді хромосом. Хромосома складається з єдиної, когерентної молекули ДНК, яка пов’язана з певними білками.

Назва хромосома походить від грецької і її можна приблизно перекласти як "кольорове тіло". Ця назва походить від того, що дуже рано в історії цитології (1888) вченим вдалося забарвити їх за допомогою спеціальних основних барвників та ідентифікувати в світловому мікроскопі. Однак вони дійсно видно лише в певний момент клітинного циклу, мітоз (у статевих клітинах, мейоз), коли хромосома особливо щільна (конденсована).

Як будуються хромосоми?

Якби всю подвійну спіраль ДНК клітини, тобто близько 3,4 х 109 пар основ, зв'язали між собою, це призвело б до довжини більше одного метра. Загальна довжина всіх доданих хромосом становить лише близько 115 мкм. Ця різниця в довжині пояснюється дуже компактною структурою хромосом, в яких ДНК накручується або спіралізується кілька разів дуже специфічним способом.

У цьому важливу роль відіграють гістони - особлива форма білків. Всього існує 5 різних гістонів: H1, H2A, H2B, H3 і H4. Два з останніх чотирьох гістонів об’єднуються, утворюючи циліндричну структуру - октамер, навколо якої подвійна спіраль звивається приблизно вдвічі (= суперспіраль). Н1 прикріплюється до цієї структури, щоб стабілізувати її.

Цей комплекс ДНК, октамеру та Н1 називається нуклеосомою. Деякі з цих нуклеосом зараз "подібні нитці перлів" через відносно короткі проміжки часу (10-60 пар основ) одна за одною. Зрізи між хромосомами називаються спейсерною ДНК. Тепер окремі нуклеосоми знову контактують через H1, що створює подальшу спіраль і, отже, компресію.

Отримана нитка, в свою чергу, знаходиться в петлях, які стабілізуються основою, складеною з кислих негістонових білків, також відомих як гертони. Ці петлі, в свою чергу, присутні в спіралях, стабілізованих білками, що призводить до останньої стадії компресії. Однак така висока ступінь компресії відбувається лише в контексті поділу клітин під час мітозу.

На цій фазі ви також можете побачити характерну форму хромосом, яка складається з двох хроматид. Місце, де вони з'єднані, називається центромерою. Він ділить кожну метафазну хромосому на два коротких і два довгих плеча, які також називаються p і q рукавами.
Якщо центромера лежить приблизно посередині хромосоми, її називають метацентричною хромосомою, якщо вона повністю лежить на одному з кінців акроцентричної хромосоми. Ті, що знаходяться між ними, називаються субметацентричними хромосомами. Ці відмінності, які вже можна побачити під світловим мікроскопом, разом із довжиною дозволяють проводити початкову класифікацію хромосом.

Що таке теломери?

Теломери - це кінці хромосом з повторюваними послідовностями (TTAGGG). Вони не містять жодної відповідної інформації, а служать для запобігання втраті більш відповідних ділянок ДНК. З кожним поділом клітини частина хромосоми втрачається через механізм реплікації ДНК.

Отже, теломери в певному сенсі є буфером, який затримує точку, в якій клітина втрачає важливу інформацію шляхом ділення. Якщо теломери клітини мають довжину менше 4000 пар основ, ініціюється запрограмована загибель клітини (апоптоз). Це запобігає поширенню дефектного генетичного матеріалу в організмі. Деякі клітини мають теломерази, тобто ферменти, здатні знову подовжити теломери.

На додаток до стовбурових клітин, з яких виникають всі інші клітини, це статеві клітини та певні клітини імунної системи. Крім того, теломерази також містяться в ракових клітинах, саме тому в цьому контексті говорять про імморталізацію клітини.

Прочитайте все про тему тут: Теломери - анатомія, функції та хвороби

Що таке хроматин?

Хроматин відноситься до всього вмісту клітинного ядра, яке може бути забарвлене основою. Тому, крім ДНК, цей термін також включає певні білки, наприклад, гістони та гертони (див. Структуру), а також певні фрагменти РНК (hn та snRNA).

Залежно від фази клітинного циклу або від генетичної активності, цей матеріал доступний з різною щільністю. Більш щільна форма називається гетерохроматином. Щоб полегшити його розуміння, можна було б розглядати його як «форму зберігання» і тут знову розрізняти конститутивний та факультативний гетерохроматин.

Конститутивний гетерохроматин - найщільніша форма, яка присутня у всіх фазах клітинного циклу в найвищому рівні конденсації. Він становить близько 6,5% геному людини і в основному розташований поблизу центромер та кінців плечей хромосом (теломер), але також і в інших місцях (переважно хромосоми 1, 9, 16, 19 та Y) . Крім того, більша частина конститутивного гетерохроматину знаходиться поблизу ядерної мембрани, тобто на краях клітинного ядра. Простір посередині відведено для активного хроматину, еухроматину.

Факультативний гетерохроматин трохи менш щільний і може активуватися та деактивуватися за потреби або залежно від стадії розвитку. Хорошим прикладом цього є друга Х-хромосома в жіночих каріотипах. Оскільки однієї Х-хромосоми в основному достатньо для виживання клітини, як, зрештою, достатньо для чоловіків, одна з двох дезактивується в ембріональній фазі. дезактивована Х-хромосома відома як тіло Барра.

Тільки під час поділу клітини, в контексті мітозу, вона повністю конденсується, завдяки чому вона досягає найвищої компресії в метафазі. Однак, оскільки різні гени часто зчитуються по-різному - зрештою, не кожен білок потрібно постійно в однаковій кількості, - тут також розрізняють активний та неактивний еухроматин.

Детальніше про це читайте в: Хроматин

Гаплоїдні хромосоми

Гаплоїд (грец. Haploos = одиночний) означає, що всі хромосоми клітини присутні окремо, тобто не попарно (диплоїдно), як це зазвичай буває. Це природний стан усіх яйцеклітин та сперматозоїдів, у яких дві однакові хроматиди спочатку не розділяються під час першого мейозу, а натомість спочатку відокремлюються всі пари хромосом.

Як результат, після першого мейозу дочірні клітини у людини мають лише 23 замість звичайних 46 хромосом, що відповідає половині гаплоїдного набору хромосом. Оскільки ці дочірні клітини все ще мають ідентичну копію кожної хромосоми, що складається з 2 хромосом, необхідний другий мейоз, в якому дві хроматиди відокремлені одна від одної.

Політенові хромосоми

Політенова хромосома - це хромосома, що складається з великої кількості генетично однакових хроматид. Оскільки такі хромосоми легко побачити навіть при меншому збільшенні, їх іноді називають гігантськими хромосомами. Передумовою цього є ендореплікація, при якій хромосоми всередині клітинного ядра множаться кілька разів, не відбувається поділ клітини.

Які функції мають хромосоми?

Хромосома як організаційна одиниця нашого геному в першу чергу служить для того, щоб подвоєний геном рівномірно розподілявся між дочірніми клітинами під час поділу клітини. Для цього варто детальніше розглянути механізми клітинного поділу або клітинного циклу:

Клітина проводить більшу частину клітинного циклу в інтерфазі, що означає весь проміжок часу, протягом якого клітина не відразу збирається ділитися. Це, в свою чергу, поділяється на фази G1, S та G2.

Фаза G1 (G як у щілині, тобто щілина) відразу слідує за поділом клітини. Тут клітина знову збільшується в розмірах і виконує загальні метаболічні функції.

Звідси він також може переключитися на фазу G0. Це означає, що він переходить у стадію, яка вже не здатна ділитися, і, як правило, також сильно змінюється, щоб виконати цілком певну функцію (диференціація клітин). Для виконання цих завдань дуже специфічні гени зчитуються інтенсивніше, інші менше або зовсім не.

Якщо сегмент ДНК не потрібен протягом тривалого часу, він часто знаходиться в частинах хромосом, щільно упакованих протягом тривалого часу (див. Хроматин). З одного боку, це має на меті заощадити простір, але, крім інших механізмів регуляції генів, це також додатковий захист від випадкового зчитування. Однак також було помічено, що за дуже специфічних умов диференційовані клітини з фази G0 можуть знову вступити в цикл.

За фазою G1 слідує фаза S, тобто фаза, в якій синтезується нова ДНК (реплікація ДНК). Тут вся ДНК повинна знаходитися в найбільш вільному вигляді, тобто всі хромосоми повністю розкручені (див. Структуру).

Наприкінці фази синтезу весь генетичний матеріал присутній у клітинах у двох примірниках. Оскільки копія все ще приєднана до оригінальної хромосоми через центромеру (див. Структуру), не можна говорити про дублювання хромосом.

Тепер кожна хромосома складається з двох хроматид замість однієї, щоб вона пізніше могла прийняти характерну Х-форму під час мітозу (строго кажучи, Х-форма стосується лише метацентричних хромосом). У подальшій фазі G2 відбувається безпосередня підготовка до поділу клітин. Сюди також входить детальна перевірка на помилки реплікації та розриви ниток, які за необхідності можна відремонтувати.

В основному існує два типи поділу клітин: мітоз та мейоз. За винятком статевих клітин, всі клітини організму виникають через мітоз, єдиним завданням якого є утворення двох генетично однакових дочірніх клітин.
З іншого боку, мейоз має на меті генерувати генетично різні клітини:
На першому етапі поділяються відповідні (гомологічні), але не однакові хромосоми. Тільки на наступному етапі хромосоми, які складаються з двох однакових хроматид, відокремлюються і знову розподіляються по дві дочірні клітини кожна, так що врешті-решт чотири статеві клітини з різним генетичним матеріалом виникають з однієї клітини-попередниці.

Форма і структура хромосом мають важливе значення для обох механізмів: спеціальні «білкові нитки», так званий веретеновий апарат, прикріплюються до сильно конденсованих хромосом і витягують хромосоми в тонко регульованому процесі із середини площини (екваторіальної площини) до протилежних полюсів клітини навколо одного, щоб забезпечити рівномірний розподіл. Навіть незначні зміни мікроструктури хромосом можуть мати тут серйозні наслідки.

У всіх ссавців співвідношення статевих хромосом X і Y також визначає стать потомства. В основному все залежить від того, чи має сперма, яка об’єднується з яйцеклітиною, Х-або Y-хромосому. Оскільки обидві форми сперми виробляються завжди в однаковій мірі, ймовірність завжди збалансована для обох статей. Ця випадкова система гарантує більш рівномірний розподіл статей, ніж це було б, наприклад, з такими факторами середовища, як температура.

Дізнайтеся більше про тему: Поділ ядра клітини

Як генетичний склад передається через хромосоми?

Сьогодні ми знаємо, що ознаки успадковуються через гени, які зберігаються в клітинах у формі ДНК. Вони, в свою чергу, розділені на 46 хромосом, на яких розподілено 25 000-30000 генів людини.

Окрім самої властивості, яку називають фенотипом, існує ще й генетичний еквівалент, який називається генотипом. Місце, де ген знаходиться в хромосомі, називається локусом. Оскільки у людини подвоюється кожна хромосома, кожен ген також зустрічається двічі. Єдиним винятком з цього є Х-хромосомні гени у чоловіків, оскільки Y-хромосома несе лише частку генетичної інформації, знайденої в Х-хромосомі.

Різні гени, що знаходяться в одному локусі, називаються алелями. Часто в одному локусі є більше двох різних алелей. Тоді говорять про поліморфізм. Такий алель може бути просто нешкідливим варіантом (нормальний варіант), але також патологічними мутаціями, які можуть бути пусковим механізмом для спадкового захворювання.

Якщо мутації одного гена достатньо для зміни фенотипу, говорять про моногенне або менделівське успадкування. Однак багато спадкових ознак успадковуються через кілька взаємодіючих генів, і тому їх набагато складніше вивчити.

Оскільки мати та батько передають дитині один із своїх двох генів у спадщину Менделя, у наступному поколінні завжди є чотири можливі комбінації, внаслідок чого вони також можуть бути однаковими щодо одного властивості. Якщо обидва алелі індивіда мають однаковий вплив на фенотип, особина є гомозиготною щодо цієї характеристики, і характеристика відповідно повністю виражена.

Гетерозиготи мають два різні алелі, які можуть взаємодіяти між собою по-різному: Якщо один алель є домінантним над іншим, він повністю пригнічує свою експресію, і домінантна ознака стає помітною у фенотипі. Пригнічений алель називають рецесивним.

У випадку кодомінантного успадкування обидва алелі можуть виражатись незалежно один від одного, тоді як у випадку проміжного успадкування існує поєднання обох характеристик. Хорошим прикладом цього є система груп крові AB0, в якій A і B є домінантами один з одним, але 0 домінують один над одним.

Який нормальний набір хромосом у людини?

Клітини людини мають 22 незалежні від статі пари хромосом (аутосом) і дві статеві хромосоми (гоносом), тому в цілому 46 хромосом складають один набір хромосом.

Автосоми зазвичай бувають парами. Хромосоми пари подібні за формою та послідовністю генів і тому називаються гомологічними. Дві Х-хромосоми у жінок також є гомологічними, тоді як у чоловіків є X і Y-хромосоми. Вони відрізняються за формою та кількістю присутніх генів таким чином, що вже не можна говорити про гомологію.

Зародкові клітини, тобто яйцеклітини та сперматозоїди, мають лише половину набору хромосом через мейоз, а саме 22 окремі аутосоми та по одну гоносому кожна. Оскільки статеві клітини зливаються під час запліднення і іноді міняють місцями цілі сегменти (кросинговер), створюється нова комбінація хромосом (рекомбінація). Усі хромосоми разом називаються каріотипом, який за кількома винятками (див. Аберації хромосом) ідентичний у всіх особин однієї статі.

Тут ви можете дізнатись все про тему: Мітоз - Пояснення просто!

Чому завжди є пари хромосом?

В основному, на це запитання можна відповісти одним реченням: Оскільки це виявилось корисним.Наявність пар хромосом і принцип рекомбінації є важливими для успадкування з точки зору статевого розмноження. Таким чином із генетичного матеріалу двох особин випадково може з’явитися абсолютно нова особина.

Ця система надзвичайно збільшує різноманітність властивостей виду та гарантує, що вона може набагато швидше та гнучкіше адаптуватися до змінних умов навколишнього середовища, ніж це можливо лише за допомогою мутації та відбору.

Подвійний набір хромосом також має захисний ефект: якщо мутація гена призведе до збою функції, у другій хромосомі все ще є свого роду «резервна копія». Цього не завжди достатньо для того, щоб організм компенсував несправність, особливо якщо мутантний алель є домінантним, але це збільшує ймовірність цього. Крім того, таким чином мутація не передається автоматично усьому потомству, що в свою чергу захищає вид від надмірно радикальних мутацій.

Що таке мутація хромосом?

Генетичні дефекти можуть виникати внаслідок іонізуючого випромінювання (наприклад, рентгенівського випромінювання), хімічних речовин (наприклад, бензопірену в сигаретному димі), деяких вірусів (наприклад, вірусів HP) або, з малою ймовірністю, вони також можуть виникнути виключно випадково. У його розвитку часто бере участь кілька факторів. В принципі, такі зміни можуть відбуватися у всіх тканинах організму, але з практичних причин аналіз, як правило, обмежується лімфоцитами (особливий тип імунних клітин), фібробластами (клітинами сполучної тканини) та клітинами кісткового мозку.

Мутація хромосом є основною структурною зміною окремих хромосом. Відсутність або додавання цілих хромосом, навпаки, буде мутацією геному або плоїдії, тоді як термін генна мутація стосується порівняно невеликих змін у гені. Термін аберація хромосом (лат. Aberrare = відхилятися) дещо ширший і включає всі зміни, які можна виявити за допомогою світлового мікроскопа.

Мутації можуть мати дуже різні наслідки:

Беззвучні мутації, тобто мутації, при яких зміна не впливає на особину чи її потомство, є досить нетиповими для аберацій хромосом і частіше зустрічаються в області генних або точкових мутацій.
Можна говорити про мутацію втрати функції, коли мутація призводить до неправильного складання і, отже, безфункціонального білка або його взагалі немає.
Так звані мутації посилення функції змінюють тип ефекту або кількість продукованих білків таким чином, що виникають абсолютно нові ефекти. З одного боку, це є вирішальним механізмом для еволюції і, отже, для виживання виду або появи нових видів, але з іншого боку, як і у випадку з Філадельфійською хромосомою, це може також зробити вирішальний внесок у розвиток ракових клітин.

Найвідомішими з різних форм аберацій хромосом є, мабуть, числові аберації, при яких окремі хромосоми присутні лише один раз (моносомія) або навіть тричі (трисомія).

Якщо це стосується лише однієї хромосоми, це називається анеуплоїдією, а на весь набір хромосом впливає поліплоїдія (три- та тетраплоїдія). У більшості випадків цей неправильний розподіл виникає в процесі розвитку статевих клітин через нерозділення (нероз’єднання) хромосом під час поділу клітин (мейоз). Це призводить до нерівномірного розподілу хромосом на дочірніх клітинах і, отже, до чисельних аберацій у дитини.

Моносомії нестатевих хромосом (= аутосом) несумісні з життям, і тому не спостерігаються у живих дітей. За винятком трисомій 13, 18 та 21, аутосомні трисомії майже завжди призводять до спонтанних абортів.

У будь-якому випадку, на відміну від аберацій статевих хромосом, які також можуть бути непомітними, завжди є серйозні клінічні симптоми і, як правило, більш-менш виражені зовнішні відхилення (дисморфізми).

Такий неправильний розподіл може мати місце і в подальшому житті з мітотичним поділом клітин (усі клітини, крім статевих клітин). Оскільки крім уражених клітин є незмінені клітини, говориться про соматичну мозаїку. Під соматичним (грец. Soma = тіло) маються на увазі всі клітини, які не є статевими клітинами. Оскільки уражена лише невелика частина клітин організму, симптоми, як правило, набагато слабкіші. Тому типи мозаїки часто залишаються невизначеними протягом тривалого часу.

Тут ви можете дізнатись все про тему: Хромосомна мутація

Що таке хромосомні аберації?

Структурна аберація хромосом в основному відповідає визначенню мутації хромосом (див. Вище). Якщо кількість генетичного матеріалу залишається незмінною і просто розподіляється по-різному, говорять про збалансовану аберацію.

Це часто робиться за допомогою транслокації, тобто перенесення сегмента хромосоми в іншу хромосому. Якщо це обмін між двома хромосомами, одна говорить про взаємну транслокацію. Оскільки для виробництва білків потрібно лише близько 2% геному, дуже низька ймовірність того, що такий ген знаходиться в точці розриву і тим самим втрачає свою функцію або порушується в ньому. Тому така збалансована аберація часто залишається непоміченою і передається протягом декількох поколінь.

Однак це може призвести до неправильного розподілу хромосом під час розвитку статевих клітин, що може призвести до безпліддя, мимовільних викиднів або потомства з незбалансованою аберацією.

Незбалансована аберація також може відбуватися спонтанно, тобто без сімейної історії. Ймовірність того, що дитина народиться живою з незбалансованою аберацією, сильно залежить від уражених хромосом і коливається від 0 до 60%. Це призводить до втрати (= видалення) або дублювання (= дублювання) сегмента хромосоми. У цьому контексті також йдеться про часткові моно- та трисомії.

У деяких випадках вони виникають разом у двох різних регіонах, причому часткова моносомія, як правило, є більш вирішальною для виникнення клінічних симптомів. Це яскраві приклади видалення Синдром котячого крику та синдром Вольфа-Гіршхорна.

Говорять про мікроделецію, коли зміни вже неможливо визначити за допомогою світлового мікроскопа, тобто коли йдеться про втрату одного або декількох генів. Це явище вважається причиною синдрому Прадера-Віллі та синдрому Ангельмана і тісно пов'язане з розвитком ретіобластоми.

Транслокація Робертсона є особливим випадком:
Дві акроцентричні хромосоми (13, 14, 15, 21, 22) об'єднуються в своїй центромері і утворюють єдину хромосому після втрати коротких плечей (див. Структуру). Хоча це призводить до зменшення кількості хромосом, це називають збалансованою аберацією, оскільки втрата коротких плечей у цих хромосомах може бути легко компенсована. Тут також наслідки часто помітні лише в наступних поколіннях, оскільки існує дуже висока ймовірність викиднів або живих дітей із трисомією.

Якщо в хромосомі є два розриви, може статися, що проміжний сегмент повертається на 180 ° і включається в хромосому. Цей процес, відомий як інверсія, є незбалансованим, лише якщо точка розриву знаходиться в межах активного гена (2% від загального генетичного матеріалу). Залежно від того, знаходиться центромера всередині або поза інвертованим сегментом, це пери- або парацентрична інверсія. Ці зміни можуть також сприяти нерівномірному розподілу генетичного матеріалу на статевих клітинах.

При парацентричній інверсії, при якій центромера не знаходиться в перевернутому сегменті, можуть також з’явитися статеві клітини з двома або відсутністю центромери. В результаті відповідна хромосома втрачається під час перших клітинних поділів, що майже напевно призводить до викидня.

Вставка - це встановлення фрагмента хромосоми в іншому місці. Тут також на потомство в першу чергу впливає подібним чином. Кільцева хромосома може виникнути, зокрема, після видалення кінцевих частин. Тип і розмір послідовностей є визначальними для тяжкості симптомів. Крім того, це може призвести до неправильного розподілу і, відповідно, до типів мозаїки в клітинах тіла.

Якщо метафазна хромосома неправильно відокремлюється під час поділу клітини, можуть виникнути ізохромосоми. Це дві абсолютно однакові хромосоми, які складаються лише з довгих або лише коротких рук. У випадку Х-хромосоми це може проявлятися як синдром Ульріха-Тернера (моносомія Х).

Докладніше про цю тему читайте: Хромосомні аберації

Трисомія 21

Трисомія 21, більш відома як синдром Дауна, є, мабуть, найпоширенішою числовою хромосомною аберацією серед живонароджених, причому чоловіки страждають дещо частіше (1,3: 1).

Імовірність виникнення трисомії 21 залежить від різних демографічних факторів, таких як середній вік при народженні матерів, і дещо коливається в різних регіонах.

95% трисомії 21 виникає в результаті помилки поділу в контексті мейозу (поділу статевих клітин), а саме недиз'юнкції, тобто неможливості відокремити сестринські хроматиди.

Вони відомі як вільні трисомії і виникають на 90% у матері, 5% у батьківських та ще 5% у ембріональному геномі.

Ще 3% є результатом незбалансованої транслокації або в хромосомі 14, або як 21; 21 транслокація, створюючи нормальну і подвійну 21 хромосому. Решта 2% - це типи мозаїки, у яких трисомія не виникала в статевих клітинах і, отже, не впливає на всі клітини організму. Типи мозаїки часто настільки м’які, що можуть залишатися повністю невиявленими протягом тривалого часу.

У будь-якому випадку слід провести хромосомне дослідження, щоб відрізнити симптоматично ідентичну вільну трисомію від можливо успадкованої транслокаційної трисомії. Потім може слідувати сімейна історія попередніх поколінь.

Вас цікавить ця тема? Прочитайте наступну статтю про це: Трисомія 21

Трисомія 13

Трисомія 13 або синдром Патау має частоту 1: 5000 і набагато рідше, ніж синдром Дауна. Причини (вільні трисомії, транслокації та типи мозаїки) та їх процентний розподіл значною мірою ідентичні.

Теоретично майже всі випадки можна діагностувати пренатально за допомогою ультразвуку або тесту PAPP-A. Оскільки тест PAPP-A не обов'язково є частиною планових обстежень, близько 80% випадків у Центральній Європі діагностується до народження.

На УЗД вже видно залишки росту, двостороння щілина губи та піднебіння та надзвичайно маленькі очі (мікрофтальмія). Крім того, зазвичай присутні вади розвитку переднього мозку та обличчя різного ступеня тяжкості (голопрозенцефалія).

Якщо в крупозній формі півкулі головного мозку майже повністю відокремлені і створюються бічні шлуночки, то в напівдолевій формі часто відділяється лише задня частина мозку, а бічні шлуночки відсутні. При найважчій формі, алобарній, немає відділення півкуль головного мозку.

Немовлята з напів- або алобарною формою зазвичай гинуть відразу після народження. Через місяць смертність становить близько 50% живонароджених. До 5 років рівень смертності від трисомії 13 зростає до 90%. Через вади розвитку мозку в більшості випадків хворі люди все життя залишаються прикутими до ліжка і не можуть говорити, саме тому вони залежать від повної допомоги. Крім того, можуть існувати далекосяжні фізичні прояви Трисмої 13.

Детальніше про це читайте за адресою: Трисомія 13 у майбутньої дитини

Трисомія 16

В основному трисомія 16 є найпоширенішою трисомією (близько 32% усіх трисомій), але живі діти з трисомією 16 дуже рідкісні. Загалом, живонародження відбуваються лише в часткових трисоміях або мозаїчних типах. Однак серед трисомій він найчастіше відповідає за мертвонародження: 32 із 100 викиднів через хромосомні аберації можна віднести до цієї форми трисомії.

Тому були задокументовані переважно пренатальні, тобто пренатальні, ідентифіковані характеристики. Тут заслуговують на увагу різні вади серця, уповільнене зростання, одинарна пупкова артерія (інакше подвійна) та підвищена прозорість шиї, що пояснюється накопиченням рідини через ще не повністю розвинену лімфатичну систему та підвищену еластичність шкіри в цій області. Крім того, фізіологічна пупкова грижа, тобто тимчасове зміщення великої частини кишечника через пупок назовні, часто не регресує належним чином, що відомо як омфалоцеле або перерва пуповини.

Контрактуру згинання зі схрещеними пальцями також часто можна виявити на УЗД. У небагатьох живонароджених помітна генералізована м’язова гіпотонія, тобто загальна м’язова слабкість. Це призводить до слабкості пиття і може забезпечити штучне годування немовляти. Також часто трапляється борозна чотирма пальцями, яка так характерна для трисомій. Тут також частота виникнення трисомії безпосередньо залежить від віку матері.

Трисомія 18

Синдром Едвардса, тобто трисомія 18, виникає з частотою 1: 3000. З пренатальною діагностикою це те саме, що і з синдромом Патау: і тут однакові обстеження дозволять повністю знайти всіх пацієнтів до народження. Причини та їх розподіл можна порівняти з іншими трисоміями (див. Трисомію 21).

Крім того, часткові трисомії трапляються при трисомії 18, які, як і типи мозаїки, призводять до набагато м’якших клінічних перебігів. Пов’язані з цим дисморфізми також надзвичайно характерні для синдрому Едвардса: при народженні у пацієнтів значно знижується маса тіла на 2 кг (у нормі: 2,8–4,2 кг), широке лоб відходить, загалом недорозвинена нижня половина обличчя з невеликим ротом відкриваються, вузькі щілини століття та повернуті назад, змінені форми вуха (вухо фавна). Помітна також потилиця, яка незвично сильно розвинена для новонародженого. Ребра надзвичайно вузькі і крихкі. У новонароджених також спостерігається постійне напруження (тонус) всієї мускулатури, яке, однак, регресує у тих, хто вижив, після перших кількох тижнів.

Ще однією характерною особливістю є схрещування 2-го і 5-го пальців через 3-й і 4-й із загальною кількістю забитих пальців, тоді як ноги надзвичайно довгі (витягнуті), мають особливо виражену п'яту, низькорослі нігті на ногах і відведений назад великий палець ноги .

Серйозні вади розвитку органів є загальними і зазвичай трапляються в поєднанні: вади серця та нирок, неправильне згортання (мальротація) кишечника, спайки очеревини (mesenterium commune), закупорка стравоходу (атрезія стравоходу) та багато іншого.

Через ці вади розвитку смертність становить близько 50% протягом перших 4 днів, лише близько 5-10% доживають до року. Виживання у зрілому віці є абсолютним винятком. У будь-якому випадку, інтелектуальна вада дуже виражена і не може говорити, прикута до ліжка та нетримана, тому повністю залежить від сторонньої допомоги.

Щоб отримати більш детальну інформацію про трисомію 18, також прочитайте нашу докладну статтю на цю тему:

Трисомія 18 (Синдром Едвардса)
Трисомія 18 у майбутньої дитини

Трисомія X

Трисомія Х - найбільш непомітна форма числової хромосомної аберації, зовнішність тих, хто постраждав, які, логічно всі жінки, не сильно відрізняється від інших жінок. Деякі виділяються тим, що вони особливо високі і мають дещо «пухкі» риси обличчя. Психічний розвиток також може бути в основному нормальним, починаючи від прикордонної норми і закінчуючи легкою психічною вадою.

Однак цей дефіцит інтелекту є дещо серйознішим, ніж при інших трисоміях статевих хромосом (XXY та XYY). З частотою 1: 1000 це насправді не настільки рідко, але оскільки трисомія зазвичай не пов’язана з клінічно значущими симптомами, більшість жінок із цим захворюванням, мабуть, ніколи не будуть діагностовані протягом усього життя.

Носіїв виявляють здебільшого випадково під час сімейного огляду або під час пренатальної діагностики.Фертильність може бути трохи знижена, а частота аберацій статевих хромосом у наступному поколінні може бути дещо збільшена, тому, якщо ви хочете мати дітей, рекомендується генетичне консультування.

Як і у випадку з іншими трисоміями, трисомія Х найчастіше розвивається як вільна трисомія, тобто через відсутність поділу (недиз'юнкції) сестринських хроматид. Тут також воно зазвичай виникає під час дозрівання материнських яйцеклітин, хоча ймовірність зростає з віком.

Синдром тендітного Х

Синдром Тендітного Х або синдром Мартіна Белла є кращим у чоловіків, оскільки вони мають лише одну Х-хромосому і, отже, більшою мірою зазнають змін.

Це трапляється з частотою 1: 1250 серед народжених у живому чоловікові за один рік, що робить його найпоширенішою формою неспецифічної розумової відсталості, тобто усіма розумовими вадами, які не можуть бути описані спеціальним синдромом із типовими ознаками.

Тендітний Х-синдром зазвичай може виникати у дівчат у дещо слабшій формі, що пов’язано з випадковою інактивацією однієї з Х-хромосом. Чим вища частка вимкненої здорової Х-хромосоми, тим сильніші симптоми.

Однак більшу частину часу жінки є носіями премутації, яка ще не викликає жодних клінічних симптомів, але значно збільшує ймовірність повної мутації у своїх синів. У дуже рідкісних випадках чоловіки також можуть бути носіями премутації, яку вони потім можуть передавати лише дочкам, які, однак, зазвичай клінічно здорові (парадокс Шермана).

Синдром викликається надзвичайно збільшеною кількістю триплетів CGG (певна послідовність основ) у гені FMR (крихке місце-розумова відсталість); замість 10-50 копій, премутація 50-200, коли повністю розвинена 200- 2000 примірників.

Під світловим мікроскопом це виглядає як розрив довгої руки, що і дало назву синдрому. Це призводить до дезактивації ураженого гена, що в свою чергу викликає симптоми.

Уражені люди виявляють уповільнений розвиток мовлення та рухів і можуть демонструвати поведінкові проблеми, які можуть йти в бік гіперактивності, а також аутизму. Суто зовнішні аномалії (ознаки дисморфізму) - це довге обличчя з помітним підборіддям і стирчать вухами. У період статевого дозрівання яєчка часто сильно збільшуються (макроорхідія), а риси обличчя стають грубішими. Серед жінок-носіїв премутації спостерігається незначне накопичення психологічних відхилень та особливо рання менопауза.

Що таке хромосомний аналіз?

Хромосомний аналіз - це процес у цитогенетиці, за допомогою якого можна виявити чисельні або структурні аберації хромосом.

Такий аналіз може бути використаний, наприклад, якщо негайно підозрюється хромосомний синдром, тобто у разі вад розвитку (дисморфізм) або інтелектуальних вад (відставання), але також у разі безпліддя, регулярних викиднів (абортів), а також деякі види раку (наприклад, лімфоми або лейкемія).

Зазвичай для цього потрібні лімфоцити, особливий тип імунних клітин, які отримують із крові пацієнта. Оскільки таким чином можна отримати лише порівняно невелику кількість, клітини стимулюються до поділу фітогемагглютиніном, а лімфоцити можна вирощувати в лабораторії.

У деяких випадках замість цього аналогічною процедурою беруть зразки (біопсії) зі шкіри або спинного мозку. Метою є отримання якомога більшої кількості ДНК-матеріалу, який в даний час знаходиться в середині клітинного поділу. У метафазі всі хромосоми розташовані в один рівень приблизно посередині клітини, щоб на наступному етапі - анафазі - бути спрямовані до протилежних сторін (полюсів) клітини.

У цей момент хромосоми особливо щільно упаковані (сильно конденсовані). Додано шпиндельний отруту колхіцин, який працює саме в цю фазу клітинного циклу, так що метафазні хромосоми накопичуються. Потім їх ізолюють і фарбують за допомогою спеціальних методів фарбування.

Найпоширенішим є смуга GTG, при якій хромосоми обробляють трипсином, травним ферментом та пігментом Giemsa. Особливо щільно упаковані регіони та райони, багаті аденіном та тиміном, показані темними.

Отримані G-смуги характерні для кожної хромосоми і, спрощеними словами, вважаються областями з меншою кількістю генів. Зображення пофарбованих таким чином хромосом робиться з тисячократним збільшенням і за допомогою комп’ютерної програми створюється каріограма. На додаток до смугового малюнка, розмір хромосоми та положення центромери використовуються для відповідного розташування хромосом. Але існують також інші методи накладання смуг, які можуть мати дуже різні переваги.