Chromozomální mutace

Existují dva hlavní typy mutací chromozomů: numerické chromozomální mutace a strukturální chromozomální mutace. Na druhé straně, číselné mutace jsou rozděleny do aneuploidie, kdy jsou mutace vyjádřeny za následek ztrátu nebo objevení dalších jednoho nebo více chromozomů, polyploidie, kdy zvyšující se počet haploidních sady chromozomů.Ztráta jednoho z chromozomů se nazývá monozomie a vznik dalšího chromozomu v jakémkoli páru chromozomů - trisomie. Strukturní chromozomální mutace jsou reprezentovány translokacemi, delecemi, inzercemi, inverzemi, kruhy a isochromosomy. Numerické chromozomální mutace

Trisomie. Trisomie je vzhled dalšího chromozomu v karyotypu. Nejznámějším příkladem trizomie je Downův syndrom, který se často nazývá trizomie chromozomu 21 trizomie výsledku chromozomu 13 Patauův syndrom, chromozóm 18 - Edwards syndrom. Všechny tyto trizomie jsou autosomální.Jiná trisomie na autosomech není životaschopná, zemřela in utero a zjevně byla ztracena ve formě spontánních potratů.Životaschopná jsou jednotlivci s dalšími pohlavními chromozomy. Kromě toho mohou být klinické projevy dalších chromozomů X nebo Y zcela nevýznamné.

obvykle trizomie vyplývají z porušení divergence homologních chromozomů během anafáze meiózy I. V důsledku toho jeden z dceřiných buněk zadání dvou homologních chromozomů, a druhá dceřinná buňka nesedí jeden z dvojmocných chromozomů.Někdy však může být trisomie výsledkem narušení rozdílu sesterských chromatid v meióze II.V tomto případě dva absolutně identické chromozomy spadají do jedné gamety, která v případě jejího oplodnění normálním spermatem dá trisomickou zygote. Tento typ chromozomálních mutací vedoucích k trisomii se nazývá non-divergence chromozomů.Autozomální trizomie vznikají v důsledku nondisjunkce, projevil především v oogeneze, spermatogeneze, ale v nondisjunkce může být také autozomy. Nondisjunkce chromozomů může také nastat v počátečních stádiích rozdrcení oplodněného vajíčka. V tomto případě existuje klon mutantních buněk v těle, které mohou zachytit více nebo méně orgánů a tkání a někdy také dávají klinické projevy podobné těm pozorovaným při běžné trisomii.

Důvody nondisjunkce chromozomů zůstávají nejasné.Známá skutečnost spojení mezi nedisociátem chromozomů( zejména chromozomu 21) a věkem matky dosud nebyla jednoznačně interpretována.

Monosomy .Absence libovolného autozomu je ve většině případů neslučitelná s normálním vývojem a vede k časným spontánním potratům. Velmi výjimečnou výjimkou je monozomie na chromozómu 21. Monosomie může být výsledkem chromozomového nedisjunkce nebo ztráty chromozomu během jeho pohybu na buněčný pól v anafázi.

Aneuploidie na pohlavních chromozomech. Monozomie pohlavních chromozomů vede k tvorbě organismu s karyotypem CW, jehož klinickým projevem je Turnerův syndrom. V 80% případů je monozomie X chromozomů výsledkem meiózy u otce( nedetekce chromozomů X a Y).Většina XO-zygotů zemře in utero.

Trisomie na pohlavních chromozomech může být ze tří typů - s karyotypem 47, XXY, 47, XXX a 47, XYY.Trisomie 47, XXY je známá jako Klinefelterova syndrom. Přibližně 50% z důvodu syndromu je chromozom X nondisjunkce v oogeneze, dalších 50% případů jsou vysvětleny nondisjunkce z chromozomu X a Y spermatogeneze. Asi 50% embryí s takovým karyotypem je přerušeno. Trisomie 47, XXX je ve velké většině případů výsledkem nerovnoměrnosti chromozomů v gametogenezi matky. Naopak, Trimosia 47, XYY se vyskytuje jako důsledek narušení meiózy v gametogenezi otce. Tato porucha může nastat pouze v důsledku meiózy II nondisjunkce Y. trizomie 47, XXX a 47, XYY se vyskytují s frekvencí 1: 1000 pro ženy a muže, respektive se jeví relativně malé fenotypové změny a se obvykle nachází ve formě náhodných nálezů.

Polyploidie .Polyploidní buňky obsahují trojitou nebo čtyřnásobnou haploidní sadou chromozomů.U lidí se někdy vyskytuje triploidie u spontánních potratů, je známo i několik případů živě narozených, ale pacienti během prvního měsíce života zemřeli. Triploidie může být způsobena porušení meiotické divergence celého souboru chromosomů v meióze ženských nebo mužských pohlavních buněk. Výsledkem je, že buď vajíčko nebo spermie jsou diploidní.Jako mechanismus triploidy se také zvažuje možnost oplodnění vajíček dvěma spermiemi. V případě, že v důsledku triploidie diploidní otcovští chromozomy dochází cystické degenerace placentu, tzv molou.chromozomální mutace

strukturní chromozomové mutace strukturální může nastat pouze v důsledku mezery chromozomy následuje setkání doprovázený porušením počáteční konfiguraci chromozomů.Takové mutace mohou být vyvážené nebo nevyvážené.Když vyvážená chromosomální mutace bez ztráty nebo nadbytek genetického materiálu, takže nemají žádné fenotypové projevy, s výjimkou, kdy tavené funkčně důležitou genu v chromosomu lámání při zlomu. Ve stejné nosiče momentu vyvážená chromosomální mutace mohou být generovány nevyváženého chromozomů gamet, a jako výsledek, plod vyplývající z gamet hnojení, chromozom sada by také nevyvážená.Při nevyváženém chromozomovém souboru plod rozvíjí závažné klinické projevy patologie, obvykle ve formě komplexu vrozených malformací.Odstranění

. Vymazání znamená ztrátu oblasti chromozomu. Delece nastat v důsledku přerušení v chromozomu chromozomu sám je zkrácenou a fragment je obvykle ztracena v dalším dělení buněk. Zbývající výmazy, které se nazývají intersticiální, vznikají v důsledku dvou nespojitostí v chromozomu. Vymazání oblasti chromozomu způsobuje monozomii podél tohoto místa, což je zpravidla smrtící.Předpokládá se, že delece více než 2% chromozomálního materiálu z haploidního souboru bude smrtelná.Současně jsou některé deleční syndromy kompatibilní se životem. Patří sem syndrom Wolf-Hirschhorn a syndrom kočky.

Duplikace .Duplikace je zdvojnásobení části DNA a také může dojít k duplikaci části chromozomálního materiálu, který se účastní translokace. Mikrodunkce mohou být také výsledkem nerovného přechodu v homologních chromozomech. Obvykle duplikace nevedou k výskytu tak výrazných vývojových anomálií jako jsou výmazy.

Translokace. Translokace se týká přenosu genetického materiálu z jednoho chromozomu na jiný.Dojde-li k mezery současně ve dvou chromozomů a výměnu tvořen posledním volném úseku, jako translokace se nazývá reciproční.V tomto případě zůstává karyotyp reprezentován 46 chromozomy a translokace může být detekována pouze podrobnou analýzou chromozomů.Reciproční translokace obvykle nejsou doprovázeny fenotypovými projevy. Reciproční translokace vedou k vytvoření nevyvážené gamety, když se podrobí meióze. Následující dvě možnosti jsou obvykle implementovány: jeden gamete spadají do dvou normální, a další - dva přemístěný( tento typ nesouladu se nazývá alternativní) chromozomy v obou gamet a dostanete jeden normální a jeden translokovaného chromozom. Ve druhém případě jsou možná dvě kombinace normálních a translokovaných chromozomů.Teoreticky by měly být všechny 4 typy nesrovnalostí realizovány se stejnou pravděpodobností.

zvláštní druh recipročních translokací jsou tzv Robertsonské translokace. V tomto případě jsou diskontinuity v obou akrocentrických chromozomech lokalizovány v oblasti centromeru nebo v jejich bezprostředním okolí.Dlouhé ramena chromozomů se spojují a krátké jsou ztraceny. Vzhledem k krátkého ramene akrocentrických chromozomy obsahují geny rRNA, jejich ztráta není projevit jako více kopií těchto genů jsou i v jiných akrocentrických chromozomů.Proto je Robertsonova translokace funkčně vyvážená.Karyotyp počtu chromozomů je snížena na 45. Stejně jako v případě recipročních translokací, riziko nevyvážených gamet vzhledem k tomu, jak se vyskytuje Meióza u nosičů Robertsonské translokací.

6 druhů gamet je možné v důsledku různých metod divergence chromozomů, které se podílejí na Robertsonově translokaci:

1) gamety s normálními chromozomy;

2) komplementární gamet s Robertsonovou translokací( oba typy gamét jsou vyvážené);

3) gamety nesoucí jeden normální a translokovaný chromozom;

4) gamety nesoucí druhý normální a translokovaný chromozom;

5) gamety nesoucí pouze jeden normální chromozom;

6) gamety nesoucí pouze druhý normální chromozom.

V případě, že Robertsonské přemístění je výsledkem sloučení dlouhých ramenech chromozomů 21, všechny gamety budou nevyvážená.V rodině, ve které je jeden z rodičů nositelem takové translokace, budou mít všechny děti Downovu chorobu. Vkládání

. Když je segment jednoho chromozomu přenesen a vložen do jiného chromozomu, taková přeskupení se nazývá vkládání.K tomu, aby došlo k vkládání, jsou nutné alespoň 3 přerušení chromozomů.Vzhledem k tomu, že vložení neztrácí ani nepřidá nový genetický materiál, je taková restrukturalizace považována za vyrovnanou. Avšak v nosičích takového vkládání bude 50% gamét nevyváženo, protože nesou chromozom buď s delecí, nebo s vložením. V důsledku toho se vytvoří zygoty s částečnou monozomií nebo částečnou trisomií.Inverze

. Inverze se nazývá chromozomální mutace, kdy po dvou přerušeních v jednom chromozomu se segment chromozomu nacházející se mezi přestávkami otáčí o 180 ° a zaujímá obrácenou pozici. Pokud centromér vstupuje do obráceného segmentu, pak se tato inverze nazývá periferní a pokud se změní inverze segmentu chromozomů v jedné rameni, paracentrická.Při inverzi neexistuje žádná ztráta genetického materiálu, s výjimkou případů, kdy ruptura chromozomu může ovlivnit funkčně důležitý gen. Proto nosiče obou typů inversí nemají zpravidla žádné patologické příznaky. Navíc některé inverze, jako je periferní inverze v chromozómu 9, se vyskytují jako normální symptom s poměrně vysokou frekvencí u některých etnických skupin. Stejně jako u ostatních vyvážených přesunů může inverze v meióze vést ke vzniku nevyvážených gamét.

izochromosomy. Izochromosomy vznikají, když centromér není rozdělen podélně, ale napříč.Výsledkem je ztráta jednoho ramena a druhá se zdvojnásobí.Nejčastěji je zjištěn izochromosom složený z dlouhých ramen chromozomu X. V tomto případě mají jedinci nesoucí takový izochromosom X projevy syndromu Shereshevského-Turnerova syndromu.

Kruhové chromozomy. Tento typ chromozomální mutace dochází, když jsou zlomeniny pozorovány v obou ramenech některých chromozomů.Střední fragmenty se ztrácejí a centrální část chromozomu se zavře do kruhu. Je-li takový kruh vytvořený z autosome chromozomu, pak se z důvodu nedostatku významného podílu genetického materiálu zygoty a gamet chromozomů jsou nevyvážené, což vede k předčasnému ztrátě embrya s prstencovým chromozomu. Pokud se embryo vytvoří, pak se chromozóm prstence ztratí během mitotického rozdělení buněk. Důsledkem je přítomnost mozaiky v důsledku přítomnosti kruhového chromozomu v buňkách.