Хромосомные мутации

Хромосомные мутации (аберрации) обусловлены изменени­ем структуры хромосом. Они могут быть внутрихромосомными и межхромосомными.

К внутрихромосомным мутациям относятся перестройки внутри одной хромосомы.

Делеция (нехватка) – отсутствие части хромосомы (час­тичная моносомия). Выделяют нехватки терминальных и сред­них участков (рис. 5.2).

Рис. 5.2. Схема внутрихромосомных аберраций

Делеция практически любой части хромосом может нарушить эмбриональное развитие и про­явиться множественными врожденными пороками. Напри­мер, делеция участка короткого плеча 5-й (5р-) хромосомы у человека приводит к развитию синдрома "кошачьего крика" (недоразвитие гортани, задержка умственного развития, по­роки сердца и др.). При делеции терминальных участков обо­их плеч хромосомы (удаляются теломеры) часто наблюдается замыкание оставшейся структуры в кольцо — образование кольцевых хромосом (рис. 5.3).

Рис. 5.3. Схема формирования кольцевых хромосом и фрагментов

Дупликация (частич­ная трисомия) – удвое­ние участка хромосомы. Примером может слу­жить синдром трисомии по короткому плечу 9-й хромосомы (9р+) у че­ловека, проявляющий­ся умственной отста­лостью, задержкой рос­та, микроцефалией и другими пороками (см. рис. 5.2).

Инверсия – отрыв уча­стка хромосомы, поворот его на 180° и прикрепление к месту отрыва. При этом на­блюдается нарушение порядка расположения генов (см. рис. 5.2)

Межхромосомные перестройки происходят между негомологичны-

ми хромосомами.

Транслокация – это обмен сегментами между негомологич­ными хромосомами. Различают: реципрокные транслокации, когда две хромосомы обмениваются сегментами (рис. 5.4); нереципрокные, когда сегменты одной хромосомы переносятся на другую (рис. 5.5); робертсоновские, когда две акроцентрические хромосомы соединяются своими центромерными рай­онами (рис. 5.6). Иногда может происходить поперечный, а не продольный, как обычно, разрыв хроматид в области центро­мер; в этом случае образуются изохромосомы (рис. 5.7), пред­ставляющие собой зеркальное отображение двух одинаковых плеч (длинных или коротких).

Рис. 5.4. Схема реципрокной транслокации

Рис. 5.5. Схема нереципрокной транслокации

Рис. 5.6. Схема робертсоновской транслокации

Рис. 5.7. Схема образования изохромосом

Нехватки (частичные моносомии) и дупликации (частичные трисомии) всегда проявляются фенотипически, так как изменя­ется набор генов и нарушается регуляция их активности в про­цессе эмбриогенеза. Инверсии и транслокации фенотипически проявляются не всегда; они могут быть сбалансированными, ког­да не происходит ни увеличения, ни уменьшения генетического материала и сохраняется общий баланс генов. При инверсиях и транслокациях, происшедших в клетках половых желез, предше­ственницах гамет, затрудняется конъюгация гомологичных хромосом, что может служить причиной нарушения распределения генетического материала между дочерними клетками.

Хромосомные аберрации выявляются цитогенетическими методами с помощью специальной дифференциальной окра­ски хромосом.

Генные мутации

Генные (точковые) мутации, или трансгенации, связаны с изменениями структуры гена (молекулы ДНК). Генные мута­ции могут затрагивать как структурные, так и функциональ­ные гены.