Формы изменчивости
Таблица №1
Формы измен-
чивости
| Механизмы возникновения
| Результат
| Биологическая роль
| Фенотипическая
(ненаследственная)
| Взаимодействие генотипа и среды, одним из проявлений которого является изменение активности гена
| Изменение признака в пределах нормы реакции
| Приспособление к постоянно меняющимся факторам среды
| Генотипическая
(наследственная):
1)комбинативная
2)мутационная
|
- кроссинговер;
- независимое расхождение хромосом в мейозе;
- случайная встреча гамет при оплодотворении
|
Разнообразие комбинаций генов в зиготе
|
Удачные комбинации подхватываются естественным отбором
| - действие мутагенов;
- нарушение генетического гомеостаза
| Изменение состава и последовательности расположения нуклеотидов в ДНК; изменение структуры и числа хромосом
| Материал для естественного отбора и эволюции.
У человека – источник генетических патологий и генетического груза.
|
Генные мутации связаны с изменением структуры гена (вставка или выпадение нуклеотидов, замена одного нуклеотида на другой). По причинам возникновения генные мутации могут быть спонтанными или индуцированными, а по результату – нейтральными, вредными, летальными или полезными. Некоторые мутации являются причиной возникновения генных или молекулярных болезней человека, в том числе зубочелюстной системы:
1) Синдром Коэна (аутосомно-рецессивный тип наследования) - гипоплазия верхней челюсти, выступающие резцы;
2) Синдром Томсона (аутосомно-доминантный тип наследования) – гипоплазия нижней челюсти (78%) и скуловых костей (81%), высокое арковидное небо или его расщелина (35%);
3) Хондроэктодермальная дистрофия (аутосомно-рецессивный тип наследования) – частичная адонтия, мелкие, рано выпадающие зубы неправильной формы, расщелина губы.
Хромосомные мутации представляют собой видимые изменения структуры хромосом. Они делятся на внутрихромосомные и межхромосомные (таблица 2).
К внутрихромосомным мутациям относятся делеции (утрата части хромосомы), дупликации (удвоение участка хромосомы), инверсии (поворот участка хромосомы на 180°).
Межхромосомные мутации включают транслокации, при которых участок одной хромосомы перемещается (транслоцируется) на другую, негомологичную ей хромосому. Выделяют несколько типов транслокаций:
• Реципрокные, при которых происходит взаимный обмен участками двух негомологичных хромосом;
• Нереципрокные, при которых участок одной хромосомы (или целая хромосома) перемещается на негомологичную хромосому;
• Робертсоновские, при которых происходит слияние двух акроцентрических негомологичных хромосом в области центромеры с образованием одной мета- или субметацентрической хромосомы.
Особое положение занимают транспозиции - изменения локализации небольших участков генетического материала, включающих один или несколько генов. Транспозиции могут происходить как между негомологичными хромосомами, так и в пределах одной хромосомы. Поэтому транспозиции занимают промежуточное положение между внутрихромосомными и межхромосомными перестройками.
Геномные мутации связаны с нарушением числа хромосом в кариоти-пе и могут быть двух видов: полиплоидными и гетероплоидными (анеуп-лоидными). Полиплоидия представляет собой увеличение числа хромосом в кариотипе, кратное гаплоидному набору. Гетероплоидия представляет собой изменение числа отдельных хромосом:
• Моносомия (2n-1);
• Полисомия (трисомия, тетрасомия и т.д.), когда одна из хромосом может быть повторена трижды и более раз (2п + 1,2...).
Все перечисленные виды мутаций могут возникать как в генеративных, так и в соматических клетках, однако значение их для организма различно. Хромосомные аномалии, возникающие в генеративных клетках, передаются по наследству и часто являются причиной либо гибели эмбриона или плода, либо хромосомных болезней человека. При этом все клетки организма будут иметь аномальный хромосомный набор, и для диагностики такого заболевания достаточно цитогенетического анализа кариотипа. В среднем около 50% спонтанных абортов и 7% всех мертворождений обусловлены хромосомными нарушениями, среди которых наиболее частыми являются полиплоидии и моносомии по аутосомам. На 1000 новорожденных младенцев - 7 имеют различные хромосомные болезни (Бочков Н.П., 1997).
Типы хромосомных мутаций Таблица №2.
Если хромосомные нарушения возникают в соматических клетках на ранних стадиях пренатального развития (дробление зиготы, бластула и т.д.), то развивается мозаичный организм, часть клеток которого несет нормальный хромосомный набор. Диагностика мозаичных форм хромосомных болезней отличается большой сложностью, так как требует изучения кариотипа большего числа клеток.
Хромосомные нарушения, возникающие в соматических клетках в постнатальном периоде, по наследству не передаются и в норме элиминируются иммунной системой организма. Однако в некоторых случаях (активация онкогенов при транслокациях, делениях) хромосомные аномалии являются причиной злокачественного роста. Например, транслокация между 9-ой и 22-ой хромосомами вызывает хронический миелоидный лейкоз. Имеются также экспериментальные данные о накоплении клеток с хромосомными мутациями в процессе старения.
Все хромосомные болезни человека можно разделить на 2 большие группы:
1. Хромосомные болезни, обусловленные аномалиями числа хромосом:
1.1.полиплоидией;
1.2.числовыми аномалиями аутосом;
1.3.числовыми аномалиями половых хромосом.
2. Хромосомные болезни, обусловленные изменениями структуры хромосом.
Среди всех хромосомных заболеваний приблизительно 25% приходится на аутосомные трисомии; 35% - на патологию половых хромосом; 40% - на сбалансированные и несбалансированные перестройки хромосом. Фенотипическое проявление подавляющего числа хромосомных болезней характеризуется многочисленными пороками развития различных систем органов, задержкой общего физического и умственного развития, снижением жизнеспособности, что связано с нарушением генного баланса организма.
Хромосомные болезни человека, обусловленные полиплоидией, среди живорожденных встречаются крайне редко. Опубликовано 60 случаев полной триплодии у детей (кариотип - 69, XXX или 69, XXY), максимальная продолжительность жизни которых составила 7 дней. Триплоидия сопровождается не только многочисленными пороками развития, но и приводит к утрате жизнеспособности. Большинство триплоидных зародышей погибает в начале 2-го месяца внутриутробного развития. Основным механизмом триплодии является нерасхождение хромосом в анафазе I или II мейотического деления при овогенезе.
Болезни, обусловленные гетероплоидией по аутосомам и половым хромосомам, встречаются наиболее часто и составляют 60% от всех хромосомных патологий. Основным механизмом их возникновения является нерасхождение гомологичных хромосом в анафазе мейоза при овогенезе.
Хромосомные болезни, связанные с различными типами гетероплодии у человека:
- Синдром Дауна – трисомия по 21-ой хромосоме (47, 21+);
- Синдром Патау – трисомия по 13-о1 хромосоме (47, 13+);
- Синдром Эдвардса – трисомия по 18-о1 хромосоме (47, 18+);
- Синдром Тернера – моносомия по Х-хромосоме (45,Х0);
- Синдром трипло-Х – трисомия или полисомия по Х-хромосоме (47,ХХХ или 48,ХХХХ);
- Сидром полисомии по Y-хромосоме (47,ХХY);
- Синдром Клайнфельтера – 47,ХХY, реже 48,ХХХY.
Примерами хромосомных болезней, обусловленных изменениями структуры хромосом, являются:
- Синдром кошачьего крика – делеуия короткого плеча 5-ой хромосомы (46,5p-);
- Синдром 9р+ - дупликация короткого плеча 9-ой хромосомы (46, 9+);
- Транслокационная форма синдрома Дауна. В этом случае наблюдается, обычно у матери, робертсоновская транслокация одной из хромосом 21-ой пары на 15-ю пару. Мать при этом здорова, так как имеет сбалансированный генотип (45, XX, t 15.21), а дети с вероятностью 25% могут оказаться больными (46, XX, t 15.21 или 46, XY, t 15.21), так как в генотипе будут иметь третью 21-ю хромосому, транслоцированную на 15-ю.
Дата добавления: 2015-12-16 | Просмотры: 718 | Нарушение авторских прав
|