Генныя мутацыі звязаныя з зменай ліку і структуры храмасом

Чаканне нараджэння дзіцяці - самы выдатны час для бацькоў, але таксама і самае страшнае. Многія хвалююцца, што маляня можа нарадзіцца з якімі-небудзь недахопамі, фізічнымі або разумовымі адхіленнямі.

Навука не стаіць на месцы, ёсць магчымасць праверыць на маленькіх тэрмінах цяжарнасці малога на наяўнасць адхіленняў у развіцці. Практычна ўсе гэтыя аналізы могуць паказаць, ці ўсё нармальна з дзіцем.

Чаму так адбываецца, што ў адных і тых жа бацькоў могуць з'явіцца на святло абсалютна розныя дзеці - здаровае дзіця і дзіця з адхіленнямі? Гэта вызначаюць гены. У нараджэнні недаразвітае маляняці або дзіцяці з фізічнымі недахопамі ўплываюць генныя мутацыі, звязаныя са змяненнем структуры ДНК. Пагаворым пра гэта падрабязней. Разгледзім, як гэта адбываецца, нейкія генныя мутацыі бываюць, і іх прычыны.

Што такое мутацыі?

Мутацыі - гэта фізіялагічнае і біялагічная змена клетак у структуры ДНК. Прычынай можа стаць апрамяненне (пры цяжарнасці нельга рабіць здымкі рэнтгенаўскія, на наяўнасць траўмаў і пераломаў), ультрафіялетавыя прамяні (доўгае знаходжанне на сонца падчас цяжарнасці ці знаходжанне ў пакоі з уключанымі лямпамі ультрафіялетавага святла). Таксама такія мутацыі могуць перадацца і па спадчыне ад продкаў. Усе яны размяркоўваюцца на тыпы.

Генныя мутацыі з змяненнем структуры храмасом або іх колькасці

Мутацыі храмасомныя - гэта мутацыі, пры якіх будова і лік храмасом змененыя. Храмасомныя ўчасткі могуць выпадаць або падвойвацца, перамяшчацца ў зону негомологическую, паварочвацца ад нормы на сто восемдзесят градусаў.

Прычыны з'яўлення такой мутацыі - гэта парушэнне пры кроссенговере.

Генныя мутацыі звязаны са змяненнем структуры храмасом або іх колькасці, з'яўляюцца прычынай сур'ёзных расстройстваў і хвароб ў малога. Такія захворванні невылечныя.

Віды хромосомных мутацый

Усяго адрозніваюцца два выгляду асноўных хромосомных мутацый: лікавыя і структурныя. Анэуплоидии - гэта віды па колькасці храмасом, гэта значыць калі генныя мутацыі звязаныя з зменай ліку храмасом. Гэта ўзнікненне дадатковай або некалькіх апошніх, страта якой-небудзь з іх.

Генныя мутацыі звязаны са змяненнем структуры ў тым выпадку, калі храмасомы разрываюцца, а ў далейшым ўз'ядноўваюцца, парушыўшы нармальную канфігурацыю.

Віды лікавых храмасом

Па ліку храмасом мутацыі падзяляюць на анэуплоидии, то ёсць віды. Разгледзім асноўныя, высветлім розніцу.

• трисомии

Трисомия - гэта ўзнікненне ў карыатыпе лішняй храмасомы. Самае распаўсюджанае з'ява - гэта з'яўленне дваццаць першага храмасомы. Яна становіцца прычынай сіндрому Дауна, або, як яшчэ называюць гэта захворванне - трисомия дваццаць першага храмасомы.

Сіндром пата выяўляецца па трынаццатай, а па васемнаццатай храмасоме дыягнастуюць сіндром Эдвардса. Гэта ўсё аўтасомных трисомии. Іншыя трисомии не зьяўляюцца жыццяздольнымі, яны гінуць ва ўлонні і губляюцца пры самаадвольных абортах. Тыя індывіды, у якіх узнікаюць дадатковыя палавыя храмасомы (X, Y), - жыццяздольныя. Клінічнае праява такіх мутацый вельмі нязначна.

Генныя мутацыі, звязаныя з зменай ліку, узнікаюць па пэўных прычынах. Трисомии часцей за ўсё могуць паўстаць пры разыходжанні храмасом гамалагічных ў анафазе (мейоз 1). Вынікам такога разыходжанні з'яўляецца тое, што абедзве храмасомы трапляюць толькі ў адзін з двух даччыных клетак, другая застаецца пустой.

Радзей можа ўзнікнуць нерасхождение храмасом. Гэта з'ява называюць парушэннем у разыходжанні сястрынскі хроматид. Ўзнікае ў мейозе 2. Гэта менавіта той выпадак, калі дзве цалкам аднолькавыя храмасомы селяцца ў адной гамет, выклікаючы трисомную зіготы. Нерасхождение адбываецца ў раннія стадыі працэсу драбнення яйкаклеткі, якая была аплодненыя. Такім чынам, узнікае клон клетак-мутантаў, які можа ахапіць вялікую або меншую частку тканін. Часам праяўляецца клінічна.

Многія звязваюць дваццаць першага храмасому з узростам цяжарнай жанчыны, але гэты фактар да сённяшняга дня не мае адназначнага пацверджання. Прычыны, па якіх не разыходзяцца храмасомы, застаюцца невядомымі.

• моносомии

Моносомией называюць адсутнасць любы з аутосом. Калі такое адбываецца, то ў большасці выпадкаў плод немагчыма выносіць, здараюцца заўчасныя роды на ранніх тэрмінах. Выключэнне - моносомия па прычыне дваццаць першага храмасомы. Прычынай, па якой узнікае моносомия, можа стаць і нерасхождение храмасом, і страта храмасомы падчас яе шляху ў анафазе да клеткі.

Па палавых храмасомах моносомия прыводзіць да адукацыі плёну, у якога карыатыпе ХО. Клінічнае праява такога карыатыпе - сіндром Тэрнера. У васьмідзесяці працэнтах выпадкаў са ста з'яўленне моносомии па Х-храмасоме адбываецца з-за парушэнні мейоза таты дзіцяці. Гэта звязана з нерасхождением Х і Y храмасом. У асноўным плод з карыатыпе ХО гіне ва ўлонні маці.

Па палавых храмасомах трисомия падзяляецца на тры выгляду: 47 XXY, 47 XXX, 47 XYY. Сіндром Клайнфельтера з'яўляецца трисомией 47 XXY. З такім карыатыпе шанцы выносіць дзіцяці дзеляцца пяцьдзесят на пяцьдзесят. Прычынай такога сіндрому можа стаць нерасхождение храмасом Х або нерасхождение Х і Y сперматогенеза. Другі і трэці карыатыпе могуць узнікнуць толькі ў адной з тысячы цяжарных жанчын, яны практычна не праяўляюцца і ў большасці выпадкаў выяўляюцца спецыялістамі цалкам выпадкова.

• полиплоидия

Гэта генныя мутацыі, звязаныя са змяненнем гаплоідным набору храмасом. Гэтыя наборы могуць быць патраеннем і учетверенными. Триплоидия часцей за ўсё дыягнастуецца ўжо толькі тады, калі адбыўся спантанны аборт. Было некалькі выпадкаў, калі маці атрымоўвалася выносіць такога малога, але ўсе яны гінулі, не дасягнуўшы і месячнага ўзросту. Механізмы генных мутацый у выпадку триплодии абумоўліваюць поўным разыходжаннем і нерасхождением усіх хромосомных набораў альбо жаночых, альбо мужчынскіх палавых клетак. Таксама механізмам можа паслужыць падвойнае апладненне адной яйкаклеткі. У гэтым выпадку адбываецца перараджэнне плацэнты. Такое перараджэнне называюць пузырного заносам. Як правіла, такія змены вядуць да развіцця ў малога разумовых і фізіялагічных парушэнняў, перапынення цяжарнасці.

Якія генныя мутацыі звязаны са змяненнем структуры храмасом

Структурныя змены храмасом з'яўляюцца следствам разрыву (разбурэння) храмасомы. У выніку гэтыя храмасомы злучаюцца, парушыўшы ранейшы свой выгляд. Гэтыя перайначванні могуць быць незбалансаванымі і збалансаванымі. Збалансаваныя не маюць лішку або недахопу матэрыялу, таму не праяўляюцца. Праявіцца яны могуць толькі ў тых выпадках, калі на месцы разбурэння храмасомы быў ген, які з'яўляецца функцыянальна важным. У збалансаванага набору могуць з'явіцца гаметы незбалансаваныя. У следстве апладненне яйкаклеткі такой гамет можа стаць прычынай з'яўлення плёну з незбалансаваным хромосомным наборам. Пры такім наборы ў плёну ўзнікае цэлы шэраг заганаў развіцця, з'яўляюцца цяжкія віды паталогіі.

Тыпы структурных перайначванняў

Генныя мутацыі адбываюцца на ўзроўні адукацыі гаметы. Прадухіліць гэты працэс нельга, роўна як нельга загадзя даведацца, што такія мутацыі могуць адбыцца. Структурных перайначванняў ёсць некалькі відаў.

• дзялок

Гэта змяненне звязана з стратай часткі храмасомы. Пасля такога разрыву храмасома становіцца больш кароткай, а яе адарваная частка губляецца пры далейшым дзяленні клеткі. Міжтканкавай дзялок - гэта той выпадак, калі адна храмасома разрываецца адразу ў некалькіх месцах. Такія храмасомы звычайна ствараюць нежыццяздольныя плод. Але ёсць і выпадкі, калі малыя выжывалі, але ў іх з-за такога набору храмасом быў сіндром Вольфа-Хиршхорна, "каціны крык".

• дупликации

Гэтыя генныя мутацыі адбываюцца на ўзроўні арганізацыі здвоеных участкаў ДНК. У асноўным дупликация не можа стаць прычынай такіх паталогій, якія выклікаюць дзялок.

• транслокации

Транслокация ўзнікае з-за пераносу генетычнага матэрыялу з адной храмасомы на іншыя. Калі ж адбываецца разрыў адначасова ў некалькіх храмасомах і яны абменьваюцца сегментамі, то гэта становіцца прычынай ўзнікнення реципроктной транслокации. Карыатыпе такой транслокации мае ўсяго сорак шэсьць храмасом. Сама ж транслокация выяўляецца толькі пры дэталёвым аналізе і вывучэнні храмасомы.

Змена паслядоўнасці нуклеатыдаў

Генныя мутацыі звязаныя са змяненнем паслядоўнасці нуклеатыдаў, калі выяўляюцца ў перайначанай структур некаторых участкаў ДНК. Па наступствах такія мутацыі дзеляцца на два тыпу - без зруху рамкі счытвання і са зрухам. Каб дакладна ведаць прычыны змены участкаў ДНК, трэба разгледзець кожны тып асобна.

Мутацыя без зруху рамкі

Гэтыя генныя мутацыі звязаныя са змяненнем і заменай нуклеотидных пар ў структуры ДНК. Пры такіх заменах ня губляецца даўжыня ДНК, але магчымая страта і замена амінакіслот. Ёсць верагоднасць таго, што структура бялку захаваецца, гэтым паслужыць выраджаных генетычнага кода. Разгледзім дэталёва абодва варыянты развіцця: з заменай і без замены амінакіслот.

Мутацыя з заменай амінакіслот

Замена астатку амінакіслоты ў складзе поліпептыд называюць миссенс-мутацыямі. У гемоглобиновой малекуле чалавека ёсць чатыры ланцуга - дзве "а" (яна размешчана ў шаснаццатай храмасоме) і дзве "b" (кадоўка ў адзінаццатай храмасоме). Калі "b" - ланцуг нармальная, і ў яе складзе ёсць сто сорак шэсць рэшткаў амінакіслот, а шостым з'яўляецца глутамінавая, то гемаглабін будзе нармальным. У гэтым выпадку кіслата глютамінавая павінна быць закадавана трыплет ГАА. Калі за кошт мутацыі ГАА заменены на ГТА, то замест глутамінавая кіслаты ў малекуле гемаглабіну утвараецца валін. Такім чынам, замест нармальнага гемаглабіну HbA з'явіцца іншы гемаглабін HbS. Такім чынам, замена адной амінакіслоты і аднаго нуклеатыдаў стане прычынай сур'ёзнага цяжкага захворвання - анеміі серповидноклеточной.

Гэтая хвароба праяўляецца тым, што эрытрацыты становяцца па форме, як серп. У такім выглядзе яны не здольныя нармальна дастаўляць кісларод. Калі на клеткавым узроўні гомозиготы маюць формулу HbS / HbS, то гэта вядзе да смерці дзіцяці ў самым раннім дзяцінстве. Калі формула HbA / HbS, то эрытрацыты маюць слабую форму змены. Такое слабое змена мае карысная якасць - устойлівасць арганізма да малярыі. У тых краінах, дзе ёсць небяспека заразіцца малярыяй такая ж, як у Сібіры прастудай, гэта змена нясе карысная якасць.

Мутацыя без замены амінакіслот

Замены нуклеатыдаў без абмену амінакіслотамі называюцца сеймсенс-мутацыямі. Калі ў пастарунку ДНК, кадавальныя "b" - ланцуг адбудзецца замена ГАА на Гаг, то з-за таго, што генетычны код апынецца ў лішку, замены глутамінавая кіслоты не можа адбыцца. Структура ланцугу не будзе зменена, ў эрытрацытах не будзе перайначванняў.

Мутацыі са зрухам рамкі

Такія генныя мутацыі звязаны са зменай даўжыні ДНК. Даўжыня можа стаць менш ці больш, у залежнасці ад страты або прыбытку нуклеотидных пар. Такім чынам, будзе зменена цалкам уся структура бялку.

Можа адбыцца внутригенная супрессия. Гэта з'ява адбываецца, калі ёсць месца двум мутацыям, кампенсавальным адзін аднаго. Гэта момант далучэння нуклеотидной пары пасля таго, як адна была страчана, і наадварот.

Нонсэнс-мутацыі

Гэта адмысловая група мутацый. Яна бывае зрэдку, у яе выпадку адбываецца з'яўленне стоп-кодонов. Гэта можа здарыцца як пры страце пар нуклеатыдаў, так і пры іх далучэнні. Калі з'яўляюцца стоп-кодон, сінтэз поліпептыд цалкам спыняецца. Так могуць ўтварыцца нуль-алеляў. Гэтаму не будзе адпавядаць ні адзін з бялкоў.

Ёсць такое паняцце, як межгенная супрессия. Гэта такая з'ява, калі мутацыя адных генаў душыць мутацыі ў іншых.

Выяўляюцца Ці змены пры цяжарнасці?

Генныя мутацыі, звязаныя з зменай ліку храмасом, у большасці выпадкаў можна вызначыць. Каб даведацца, ці ёсць у плёну заганы ў развіцці і паталогіі, на першых тыднях цяжарнасці (з дзесяці да трынаццаці тыдняў) прызначаюць скрынінг. Гэта шэраг простых абследаванняў: плот на аналізы крыві з пальца і вены, УГД. На ўльтрагукавым даследаванні плод разглядаюць у адпаведнасці з параметрамі ўсіх канечнасцяў, носа і галавы. Гэтыя параметры пры моцным неадпаведнасці нормам паказваюць на тое, што ў малога ёсць заганы ў развіцці. Пацвярджаецца або аспрэчваецца гэты дыягназ на падставе вынікаў аналізу крыві.

Таксама пад пільным наглядам медыкаў аказваюцца будучыя мамы, у малянят якіх могуць узнікнуць мутацыі генетычна, якія перадаюцца па спадчыне. То бок, гэта тыя жанчыны, у радні якіх былі выпадкі нараджэння дзіцяці з разумовымі або фізічнымі адхіленнямі, выяўленымі сіндромамі Дауна, Пата і іншымі генетычнымі захворваннямі.