59. Классификация хромосомных мутаций, механизмы образования хромосомных мутаций, примеры с краткой записью кариотипа

Хромосомные мутации – изменение структуры хромосомы: первоночальное нарушение ее целостности – разрывы, которые сопровождаются различными перестройками.

Происходят в ходе кроссинговера, когда хромосомы обмениваются гомологичными участками.

Механизм хромосомных мутаций:

- Разрыв хромосом

- Неравный кроссинговер

Последствия хромосомных мутаций:

• В соматических клетках – гибель или онкозаболевания

• В генеративных клетках – гибель эмбрионов, хромосомные болезни

Внутрихромосомные мутации:

1) Делеция – утрата участка хромосомы

• В гомозиготном состоянии =» летальные мутации

• В гетерозиготном состоянии =» тяжелые нарушения развития

Синдром кошачьего крика – делеция ½ короткого плеча 5-ой хромосомы (маленький головной мозг, мяукающий плач, продолжительность жизни 5 лет)

Синдром Орбели – делеция длинного плеча 13ой хромосомы (тяжелые соматические и умственные расстройства)

2) Дупликация – удвоение участка хромосомы

• У человека описаны по всем аутосомам

• Не происходит утраты генетического материала

Синдром 9р+ - трисомия короткого плеча 9 хромосомы(задержка роста, короткая шея, птоз, умственная отсталость)

3) Инверсия – поворот участка хромосомы на 180^о

• количество генетического материала не изменяется, но изменяется порядок сцепления генов

Инверсия длинного плеча 21-ой хромосомы – признаки синдрома Дауна.

Инверсия длинного плеча Х-хромосомы – признаки синдрома Шерешевского–Тернера.

4) Транспозиция – перемещение участка хромосомы либо внутри хромосомы, либо в другую хромосому.

• Играют регуляторную роль: включают или выключают ген в работу

Межхромосомные мутации – происходит обмен участками негомологичных хромосом.

1. Реципрокные транслокации – взаимный обмен участками двух негомологичных хромосом

• Умственно отсталые дети

Транслокация в соматических клетках 9 и 22 хромосомы =» развитие миелоидного лейкоза (филадельфийская ph-хромосома укорочена =» синтез онкобелков)

2. Нереципрокные транслокации – взаимного обмена не происходит.

Потеря части коротких плеч двух негомологичных хромосом и их соединения.

Транслокация целой хромосомы в другую негомологичную хромосому (рождение детей с транслокацией синдрома Дауна)

3. Робертсоновские транслокации – слияние негомологичных акроцентрических хромосом в области центромеры.

• Фенотипически здоровый человек, так как имеют сбалансированный генотип, но велика вероятность рождения детей-Даунов.

Залключение: хромосомные перестройки играют определенную роль в эволюционном процессе и видообразовании, в нарушении фертильности, в онкологических и врождённых наследственных заболеваниях человека.

60. Понятие о гене. Свойства генетического кода. Геномные мутации. Мозаицизм. Механизмы возникновения.

Ген – участок молекулы ДНК, несущий информацию об одном белке, а следовательно об одном признаке

Свойства гена.

•дискретность — несмешиваемость генов

•стабильность — способность сохранять структуру

•лабильность — способность многократно мутировать

•множественный аллелизм — многие гены существуют в популяции во множестве молекулярных форм

•аллельность — в генотипе диплоидных организмов только две формы гена

•специфичность — каждый ген кодирует свой признак;

•плейотропия — множественный эффект гена;

•экспрессивность — степень выраженности гена в признаке;

•пенетрантность — частота проявления гена в фенотипе;

+•амплификация — увеличение количества копий гена.

Механизм возникновения геномных мутаций связан с патологией нарушения нормального расхождения хромосом в мейозе (анафаза-I и анафаза-II), в результате чего образуются аномальные гаметы (по количеству хромосом), после оплодотворения которых возникают гетероплоидные зиготы 

+Геномные мутации - это мутации, которые приводят к добавлению либо утрате одной, нескольких или полного гаплоидного набора хромосом.

Гено́м  — совокупность всех генов организма; его полный хромосомный набор.

Механизмы:

• Нарушения нормального расхождения хромосом в мейозе (анафаза - и анафаза-II)

• Кроссинговер

• Случайное слияние гамет

Пример: Синдром Клайнфельтера, Синдром Дауна и др.

Геномные мутации характеризуются изменением числа хромосом. У человека известны полиплоидия (в том числе тетраплоидия и триплоидия) и анеуплоидия.

Полиплоидия — увеличение числа наборов хромосом, кратное гаплоидному (Зn, 4n, 5n и т.д.). Причины: двойное оплодотворение и отсутствие первого мейотического деления. У человека полиплоидия, а также большинство анеуплоидий приводят к формированию леталей.

Анеуплоидия — изменение (уменьшение — моносомия, увеличение — трисомия) числа хромосом в диплоидном наборе, т.е. не кратное гаплоидному (2n+1, 2n-1 и т.д.). Механизмы возникновения: нерасхождение хромосом (хромосомы в анафазе отходят к одному полюсу, при этом на каждую гамету с одной лишней хромосомой приходится другая — без одной хромосомы) и «анафазное отставание» (в анафазе одна из передвигаемых хромосом отстаёт от всех других).

Трисомия — наличие трёх гомологичных хромосом в кариотипе (например, по 21-й паре, что приводит к развитию синдрома Дауна; по 18-й паре — синдрома Эдвардса; по 13-й паре — синдрома Патау).

Моносомия — наличие только одной из двух гомологичных хромосом. При моносомии по любой из аутосом нормальное развитие эмбриона невозможно. Единственная совместимая с жизнью моносомия у человека — по хромосоме X — приводит к развитию синдрома Шерешевского—Тернера (45,Х0)

Многоклеточный организм, клеточные популяции которого различны по генетической конституции, именуется мозаик.

Понятие мозаицизма связано с понятиями трисомии и анеуплоидии.

Может возникать в результате:

1)перераспределения (кроссинговер) в соматических клетках, 2)соматических мутаций в зиготе или на ранних стадиях дробления; 3)Сегрегации (процесс продольного расщепления хромосом на хроматиды (дочерние хромосомы) в митозе с последующим их расхождением к разным полюсам)хромосом при делении клеточного ядра (митозе).