Ученые выделяют три категории генетических заболеваний: моногенные, хромосомные и многофакторные. Хромосомные аберрации или хромосомные аномалии — вид генетического заболевания, вызванного изменением в структуре или количестве хромосом.
Большинство клеток в организме обычно содержат 46 хромосом, организованных в 23 пары. Числовое обозначение имеют 22 хромосомы (1–22). А последняя, 23-я пара хромосом определяет пол человека и имеет буквенное обозначение — XY у мужчин, и XX у женщин.
Любое изменение числа или структуры хромосом называется хромосомной аберрацией. Также часто их относят к мутациям, а также называют хромосомными перестройками.
Признаки, характерные для хромосомных заболеваний — маленькая масса и длина тела при рождении, отставание в умственном и физическом развитии, задержка и аномалии полового развития. К хромосомным заболеваниям относятся синдром Дауна, синдром Патау, синдром «кошачьего крика» и другие.
Аберрации бывают внутрихромосомные и межхромосомные.
Межхромосомные или количественные изменения хромосомного набора — анеуплоидии. Наиболее распространенные — когда присутствует только одна хромосома пары, или когда есть три копии хромосомы вместо пары. К ним относят потери, инверсии, делеции, дупликации, кольцевые хромосомы.
Когда у человека отсутствует одна хромосома из пары, это состояние называется моносомией. Когда у человека более двух хромосом вместо пары, это состояние называется трисомией.
Внутрихромосомные или структурные изменения, аберрации отдельных хромосом — это инверсии, делеции, дупликации, кольцевые хромосомы, транслокации.
Виды хромосомных аберраций
Аберрации изменяют структуру и/или количество хромосом и делятся на несколько видов:
Делеция — утрата одного или нескольких нуклеотидов. Утраты небольшого участка называются микроделециями, и могут привести, например, к синдрому Вильямса или синдрому Прадера — Вилли. Делеции являются основными причинами развития муковисцидоза и синдрома «кошачьего крика».
Дупликация — появление дополнительной копии участка хромосомы. Количество и размеры дупликаций бывают разными. Эта аномалия может проходить без негативных проявлений. А может приводить к таким заболеваниям, как болезнь Шарко — Мари — Тута. Из-за дупликации гена 17 хромосомы заболевание вызывает повреждение нервных волокон и мышечную атрофию.
Инверсия — разворот участка хромосомы на 180о. Инверсии не проявляются фенотипически, то есть не имеют внешних проявлений. Происходит это потому, что сама ДНК остаётся целой, либо на концах развернувшегося участка может теряться участок.
Транспозиции — перенос участка хромосомы в новое положение в той же или другой хромосоме.
Инсерции — вставка дополнительного материала ДНК в хромосому. Клинических проявлений может не быть, если общее количество хромосомного материала не изменилось.
Транслокации — перенос одного участка хромосомы на другую. Наиболее частым примером подобных аномалий является Робертсоновская транслокация, при которой снижается фертильность. Также классическим примером может служить филадельфийская хромосома (Ph), которая приводит к развитию лейкозов.
Хромосомные перестройки делят также на сбалансированные и несбалансированные.
Сбалансированные аберрации, например, инверсии, не приводят к потере или добавлению генетического материала при формировании. Поэтому их носители чаще фенотипически нормальны.
Несбалансированные перестройки, например, делеции, меняют дозовое соотношение генов. Их носительство чаще сопряжено с сильными отклонениями от нормы.
Причины хромосомных аберраций
Хромосомные аберрации в большинстве случаев вызваны ошибками во время деления клеток. Такие генетические изменения могут происходить случайно, без видимых причин[1]..
Факторы риска включают возраст матери и семейный анамнез. Также ученые считают, что недостаток фолиевой кислоты во время беременности, ожирение и курение матери могут повысить риск хромосомной аберрации.
По сравнению со спонтанными мутациями, повышенный риск возникновения аберраций встречается в следующих случаях:
у людей, подвергшихся гамма-, или γ-излучению даже в малых дозах;
при приёме некоторых лекарственных средств;
при воздействии некоторых химических веществ, например, у медицинских сотрудников из-за работы с противоопухолевыми препаратами[2,3].
Источники гамма-излучения — лучевая терапия, радиохирургия, радиационное облучение (например, при авариях на ядерных объектах).
Распространенные хромосомные заболевания
Хромосомные расстройства чаще всего происходят из-за анеуплоидий — изменений в количестве хромосом. Чаще всего это трисомии. Например, трисомия 21 — наличие дополнительной хромосомы 21, вызывает синдром Дауна.
Две другие наиболее распространенные аутосомные трисомии — это трисомия 18, которая приводит к синдрому Эдвардса, и трисомия 13, которая приводит к синдрому Патау.
После синдрома Дауна наиболее распространенная аутосомная аномалия среди родившихся живыми детей — синдром Эдвардса. Часто характеризуется тяжелой умственной отсталостью, формой черепа с преобладанием продольного размера над поперечным, выступающим затылком, маленьким ртом, расщелины верхней губы и нёба.
Синдром Патау сопровождается тяжелой степенью умственной отсталости. Для заболевания характерны маленькая голова, маленькие глаза, расщелину губ или нёба, полидактилия — наличие более пяти пальцев на руке.
Наиболее распространенное расстройство половой хромосомы — синдром Клайнфельтера. При этой аномалии у человека с набором хромосом XY присутствует дополнительная Х-хромосома (генотип XXY).
Две другие половые хромосомные трисомии — это синдром XYY и синдром XXX. Наконец, синдром Тернера является единственной моносомией половой хромосомы, которая возникает, когда человек наследует только одну X-хромосому. Обычно встречается у женщин.
Методы выявления хромосомных аберраций
Изменения числа хромосом могут привести к самопроизвольным выкидышам и к тяжелым врожденным порокам развития у новорожденных. Структурные изменения хромосом могут привести к врожденным дефектам, раку и другим заболеваниям с поздним началом.
Для выявления хромосомных аномалий после 9 недели беременности проводится неинвазивное пренатальное тестирование (НИПТ). Для исследования у будущей мамы берут кровь из вены, чтобы проанализировать свободно циркулирующую ДНК ребенка в материнской крови.
Так можно выявить трисомии 21, 18 и 13 (синдромы Дауна, Эдвардса и Патау)[5].
Если НИПТ покажет потенциальный риск развития аномалии у ребенка, врачи проведут амниоцентез. Во время этой процедуры производится забор амниотической жидкости и клеток плода (обычно через переднюю брюшную стенку). Метод позволяет подтвердить или исключить заболевание.
Врачи также могут использовать следующие методы исследований:
Хромосомный анализ (кариотипирование)
Дифференциальное окрашивание хромосом
Флуоресцентная гибридизация in situ (FISH)
Хромосомный микроматричный анализ (матричная сравнительная геномная гибридизация)
Список используемой литературы:
Gundy S, Varga LP. Chromosomal aberrations in healthy persons. Mutat Res. 1983 May;120(2-3):187-91. doi: 10.1016/0165-7992(83)90162-8. PMID: 6843581
Lloyd DC, Purrott RJ, Reeder EJ. The incidence of unstable chromosome aberrations in peripheral blood lymphocytes from unirradiated and occupationally exposed people. Mutat Res. 1980 Aug;72(3):523-32. doi: 10.1016/0027-5107(80)90123-2. PMID: 7453710
Roussel C, Witt KL, Shaw PB, Connor TH. Meta-analysis of chromosomal aberrations as a biomarker of exposure in healthcare workers occupationally exposed to antineoplastic drugs. Mutat Res Rev Mutat Res. 2019 Jul-Sep;781:207-217. doi: 10.1016/j.mrrev.2017.08.002. Epub 2017 Aug 24. PMID: 31416576; PMCID: PMC7919743
Martin CL, Warburton D. Detection of Chromosomal Aberrations in Clinical Practice: From Karyotype to Genome Sequence. Annu Rev Genomics Hum Genet. 2015;16:309-26. doi: 10.1146/annurev-genom-090413-025346. Epub 2015 May 6. PMID: 26077817
Jayashankar SS, Nasaruddin ML, Hassan MF, Dasrilsyah RA, Shafiee MN, Ismail NAS, Alias E. Non-Invasive Prenatal Testing (NIPT): Reliability, Challenges, and Future Directions. Diagnostics (Basel). 2023 Aug 2;13(15):2570. doi: 10.3390/diagnostics13152570. PMID: 37568933; PMCID: PMC10417786
Также, вам может быть интересно
Что и как передается по наследству от родителей?
Не все четко понимают, какие именно характеристики родители передают своим детям по наследству. В связи с этим есть много мифов и ложных утверждений. Например, то, что ребенок наследует интеллект только от отца.
Почти каждая клетка человеческого организма содержит полный диплоидный геном. Это геном с двойным, или парным набором хромосом, который наследуется от обоих родителей. Диплоидный геном состоит из ДНК, организованной в 46 хромосом: 22 схожих аутосомных пары, а также половые хромосомы XX у женщин и XY — у мужчин.
Гипертриглицеридемия – это патологическое состояние, при котором в крови повышается уровень триглицеридов. В организм они могут поступать двумя путями – синтезироваться в печени и попадать вместе с пищей. Соответственно и причины повышения их уровня могут быть разными.
При наследственной форме заболевания онкоклетки размножаются под слизистой оболочкой желудка. Это приводит к развитию «диффузной» онкологии, а не к появлению солидной опухоли. Это также увеличивает вероятность того, что рак распространится на другие органы и ткани, включая печень и кости.
