Анеуплоидия

Содержание

Зигота, в которой количество аутосом меньше нормального диплоидного, обычно не развивается, но зиготы с лишними хромосомами иногда способны к развитию. Однако из таких зигот в большинстве случаев развиваются особи с резко выраженными аномалиями.

Схематическое изображение кариотипа мужчины, страдающего синдромом Дауна. Нерасхождение хромосом 21 в мейозе привело к трисомии по этой хромосоме.

Детекция трисомии по хромосоме 7 и 19 в культивируемых in vitro нейральных клетках-предшественниках при помощи дифференциального G-окрашивания и FISH-метода

По типу вовлечённых хромосом выделяют анеуплоидию половых хромосом и аутосомную анеуплоидию. Анеуплоидия по половым хромосомам характеризуется значительно более мягкими фенотипическими проявлениями, чем анеуплоидия по аутосомам, так как в отношении Х-хромосомы работает механизм дозовой компенсации, а Y-хромосома несёт малое количество генов и добавочная Y-хромосома незначительно нарушает дозовый баланс.

По числу вовлечённых хромосом анеуплоидию классифицируют как нуллисомию при отсутствии пары гомологичных хромосом, моносомию при отсутствии одной из пары гомологичных хромосом, трисомию при наличии добавочной хромосомы. Для половых хромосом у человека описаны случаи тетрасомии (48XXXX, 48XXYY, 48XXXY, 48XYYY) и пентасомии (49XXXXX, 49XXXXY, 49XXXYY, 49XYYYY, 49XXYYY) .

Последствия моносомии являются, как правило, более тяжёлыми по сравнению с трисомией. В случае моносомии негативный эффект анеуплоидии обусловлен не только нарушенным дозовым балансом, но и гемизиготным состоянием генов, находящихся на хромосоме, не имеющей пары. Моносомии по аутосомам у человека являются эмбрионально летальными. Моносомия по Х-хромосоме у женщин приводит к синдрому Шерешевского-Тернера.

В случае обширной делеции в какой-либо хромосоме иногда говорят о частичной моносомии. Примером может служить синдром кошачьего крика, причиной которого является утрата части короткого плеча хромосомы 5.

Трисомия — это наличие трёх гомологичных хромосом вместо пары (в норме). Причиной подавляющего большинства трисомий у человека являются ошибки расхождения хромосом при оогенезе, причём наибольший вклад дают ошибки в мейозе I по сравнению со вторым мейотическим делением. Вероятность трисомий у потомства повышается с возрастом матери :2 .

Наиболее часто встречающейся у человека является трисомия по 16-й хромосоме (более одного процента случаев беременности), следствием этой трисомии является спонтанный выкидыш в первом триместре беременности.

Единственной жизнеспособной трисомией по аутосоме у человека является трисомия по хромосоме 21, вызывающая синдром Дауна. Трисомики по хромосомам 13 (синдром Патау) и 18 (синдром Эдвардса) могут дожить до рождения, но характеризуются значительными нарушениями развития и ранней постнатальной смертностью. Трисомии по другим аутосомам приводят к ранней эмбриональной летальности. Характерно, что хромосомы 13, 18 и 21 являются хромосомами, занимающие три последних места по числу генов среди аутосом :2 .

Частота новорождённых с трисомией по 21 хромосоме в европейских странах в 1990—2009 годах составляло 11.2 случаев на 10 000 новорождённых, по 18 хромосоме — 1.04 случаев на 10 000, по 13 хромосоме — 0.48 случая на 10 000 .

• 45X, синдром Шерешевского — Тёрнера
• 47XXX (женщины без фенотипических особенностей, у 75 % наблюдается умственная отсталость различной степени, алалия. Нередко недостаточное развитие фолликулов в яичниках, преждевременное бесплодие и ранний климакс (необходимо наблюдение эндокринолога). Носительницы ХХХ плодовиты, хотя риск спонтанных абортов и хромосомных нарушений у потомства у них несколько повышен по сравнению со средними показателями; частота проявления 1:700)
• 47XXY, синдром Клайнфельтера (мужчины, обладающие некоторыми вторичными женскими половыми признаками; бесплодны; яички развиты слабо, волос на лице мало, иногда развиваются молочные железы; обычно низкий уровень умственного развития)
• 47XYY (мужчины высокого роста с различным уровнем умственного развития)

Примерами тетрасомии и пентасомии у человека могут служить кариотипы 48XXXX, 48XXYY, 48XXXY, 48XYYY, 49XXXXX, 49XXXXY, 49XXXYY, 49XYYYY и 49XXYYY. Такие случаи встречаются чрезвычайно редко с частотой 1:18 000—1:100 000 . Как правило, с нарастанием количества «лишних» хромосом увеличивается тяжесть и выраженность клинических симптомов.

Человеческие хромосомы «слабее»

«За день до овуляции, ооциты (женские половые клетки) начинают делиться. В идеале зрелые яйцеклетки. содержат полный набор из 23 хромосом, но этот процесс может проходить с ошибками, особенно в половых клетках людей в возрасте. Результат неправильного числа хромосом — генетические нарушения, такие как синдром Дауна, и выкидыши. Начиная исследования, мы хотели понять, что контролирует сегрегацию хромосом, когда яйцеклетка развивается, и где происходят сбои, приводящие к неправильному числу хромосом», — говорит Мелина Шух, директор департамента мейоза института биофизической химии в Германии.Человеческие ооциты содержат пакет ДНК матери в 46 хромосомах. Когда они делятся (процесс называется мейоз) — все 46 хромосом собираются вдоль средней линии ооцита и вытягиваются в двух направлениях, после этого происходит ряд метаморфоз результат которых — яйцеклетка с 23 хромосомами. Ученые анализировали мейоз в животных и человеческих клетках, в результате чего выяснилось, что по сравнению с животными яйцеклетками, человеческие ооциты не могут в полной мере контролировать правильность распределения и прикрепления хромосом до сегрегации, так, как это происходит у животных. Это приводит к появлению яйцеклеток, которые получили слишком мало или слишком много (22 или 24) хромосомы — состояние, известное как анеуплоидия. Т.е. получается, что анеуплодия — это ошибка, сбой в программе, а не целенаправленный процесс. Исследователи также обнаружили, что связи человеческих хромосом часто нестабильны, поэтому они могут перестраиваться во время мейоза, который может длиться целый день, что значительно больше, чем у других млекопитающих.

Формы заболевания

В зависимости от характеристики вовлеченных хромосом анеуплоидия может быть:

• аутосомной;
• половой.

Исходя из числа вовлеченных хромосом, выделяют следующие формы анеуплоидии:

• нуллисомия (отсутствие 1 пары хромосом – 22-й);
• моносомия (отсутствие 1 из парных хромосом – недостающая хромосома);
• трисомия (пара, состоящая из 3 хромосом вместо 2, – добавочная хромосома);
• тетрасомия (пара, состоящая из 4 хромосом вместо 2, – 2 добавочные хромосомы);
• пентасомия (пара, состоящая из 5 хромосом вместо 2, – 3 добавочные хромосомы).

В случае сохранного количественного набора иногда говорят о частичной моносомии, если в одной из хромосом присутствуют значительные повреждения с потерей большей части.

Нуллисомия несовместима с жизнью.

Аутосомная моносомия несовместима с жизнью. Крайне редко рождаются жизнеспособные дети с множественными аномалиями развития, они погибают в первые дни жизни. Моносомия половой Y-хромосомы также несовместима с живорождением. Самая распространенная моносомия половой Х-хромосомы – синдром Шерешевского – Тернера.

Трисомия – самая распространенная форма анеуплоидии. Наиболее часто поражается 16-я пара аутосом (приблизительно 1% всех беременностей), эмбрион в этом случае нежизнеспособен, погибает в течение первого триместра внутриутробного развития. Жизнеспособным является ребенок, рожденный с патологией 21-й пары хромосом; данное состояние называется синдромом Дауна.

Анеуплоидия по половым хромосомам

Другие (менее распространенные) аутосомные трисомии характеризуются множественными пороками развития, в том числе тяжелой олигофренией; речь идет о трисомии 18-й пары, или синдроме Эдвардса (60% детей умирает в возрасте до 3 месяцев, до 1 года доживает лишь 5–10%), и трисомии 13-й пары, или синдроме Патау (95% детей умирает в течение первого года жизни).

Тетра- и пентасомия встречаются крайне редко, в среднем с частотой 1:18 000-1:100 000. Беременности при данных аномалиях развития эмбриона самопроизвольно прерываются на ранних этапах, живорождение практически невозможно.

Синдром Дауна

Небольшой размер хромосом 21 допускает наличие дополнительных копий генов, которые менее опасны, чем в более крупных хромосомах. В этих хромосомах меньше генов, чем в любых других аутосомах.

Синдром Дауна — наиболее распространенная аутосомная анеуплоидия у человека. В Соединенных Штатах этим заболеванием страдает примерно один из 700 новорожденных.

По оценкам, 95% случаев вызваны нерасхождением, вызывающим свободную трисомию 21. Остальные 5% образуются в результате транслокации, часто между хромосомами 21 и 14. Распространенность этого состояния во многом зависит от возраста матери на момент зачатия.

Было установлено, что от 85 до 90% случаев наличие свободной трисомии 21 связано с мейотическими изменениями у матери. Люди с этим заболеванием характеризуются гипотонией, гиперэкстензией и гипорефлексией.

Кроме того, у них умеренно маленький череп с плоским, ветвистым затылком, маленьким носом и ушами, а также маленьким, наклоненным вниз ртом с частым выпячением языка.

Эволюция как процесс

В широком плане эволюция охватывает три процесса: макроэволюцию, специализацию и микроэволюцию. Макроэволюция подразумевает совокупность всех процессов, благодаря которым в прошлом существовали различные типы организмов, и им на смену приходили другие организмы. О масштабе макроэволюции можно судить, в частности, по окаменелстям. Специализация означает развитие двух видов и более с различными признаками на месте одного общего предка. Микроэволюция подразумевает небольшие изменения внутри одного вида. Отсюда логично следует вопрос: а что же такое, собственно, вид? На этот вопрос нет простого ответа. Понятно, что словом «вид» обозначают некую отдельную разновидность организмов, но достаточно заглянуть в любую книгу о деревьях, цветах, птицах, насекомых и других организмах, чтобы увидеть поразительное сходство многих видов между собой. Где провести границу? В случае с организмами, имеющими пол, наиболее очевидное (и весьма спорное) определение вида гласит, что это группа организмов, способных давать общее потомство. С представителями другого вида эти организмы скрещиваться и давать потомство не могут. Иногда представители одного и того же вида сильно отличаются друг от друга по внешнему виду, но потомство дают. Замечательный пример — домашние собаки: крупные особи такой породы, как ньюфаундленд, могут скрещиваться с маленькими собаками, например чихуахуа, и давать при этом плодовитое потомство.

<<< Назад

Дальше >>>

Что такое анеуплоидия, трисомия, транслокация, мозаицизм

В каждой клетке человеческого организма находится 46 хромосом, в которых выделяют две группы: 22 пары аутосом (пронумерованных с 1 по 22, в зависимости от размера) и пара половых хромосом (XX у женщин, XY у мужчин). Каждая хромосома в паре является гомологичной другой хромосоме в паре.

В норме человек имеет диплоидный набор хромосом, то есть в каждой клетке содержится двойной комплект каждой из 23 хромосом.

Но есть ситуации, в которых клетки содержат ненормальный, не кратный 46, набор хромосом, что называется анеуплоидией. Анеуплоидия может выражаться, например, в наличии добавочной хромосомы (n + 1, 2n + 1 и т. п.) или в нехватке какой-либо хромосомы (n — 1, 2n — 1 и т. п.).

Формы анеуплоидии:

• моносомия (наличие одной из пары хромосом, например, синдром Шерешевского-Тернера, выражающийся в наличие одной половой Х-хромосомы)
• трисомия (наличие трех вместо 2 хромосом пары).
• тетрасомия (4 гомологичные хромосомы вместо пары в диплоидном наборе)
• пентасомия (5 вместо встречаются чрезвычайно редко.

Дальше речь пойдет о самых частых хромосомных аномалиях — трисомиях. В некоторых случаях дополнительная хромосома представлена целой отдельной хромосомой (полная трисомия), а в некоторых этот генетический материал переносится на другую хромосому, что называют транслокацией.

Среди транслокаций также выделяют:

• реципроктную транслокацию, когда неготомологичные хромосомы обмениваются участками
• робертсоновскую транслокацию (см.рис), при которой две неготомологичные хромосомы объединяются в одну.
• Сбалансированная транслокация не сопровождается утратой генетического материала.

Мозаицизмом называют ситуацию, когда среди всех клеток организма есть нормальные, а есть клетки с патологией (например, с трисомией). В этом случае степень отклонений зависит от количества клеток, которые имеет ненормальный генетический материал.

Хромосомы в случае синдрома Патау — Трисомия 13

Хромосомы в случае синдрома Эдвардса — Трисомия 18

Пренатальная диагностика анеуплоидии

Если предотвратить возникновение хромосомной аномалии фактически невозможно, то диагностировать на раннем сроке — вполне. Для этого подходят два вида пренатального исследования: инвазивное и неинвазивное.

Инвазивная диагностика проводится под местной анестезией и при контроле с помощью УЗИ. Врач осуществляет прокол брюшной стенки беременной и проводит забор необходимого материала: частиц плаценты, амниотической жидкости (околоплодных вод), крови из пуповинной вены. Точность этого метода составляет более 99%, однако он несёт в себе определённые риски: выкидыш, преждевременные роды, инфекция.

Неинвазивное пренатальное тестирование, или НИПТ, является самым современным и безопасным, с точностью от 99,3 %. Данное исследование не проводится в рамках системы ОМС, но его можно сделать в частной лаборатории. Genetico выполняет НИПТ начиная с 10-й недели беременности на оборудовании последнего поколения и предлагает несколько вариантов исследования на различные аномалии. Приятным бонусом является возможность точно узнать пол ребёнка.

Несмотря на отсутствие профилактики анеупллодии, наука предлагает хорошие способы её диагностировать ещё на ранних сроках беременности — так вы сможете принять информированное и взвешенное решение о том, что делать дальше.

Синдром анеуплоидии

Это группа генетических синдромов, связанных с изменением числа хромосом в клетках или организме. Анеуплоидия может приводить к наличию дополнительных хромосом (трисомия) или отсутствию хромосом (моносомия) в клетках. Некоторые из наиболее известных синдромов анеуплоидии включают:

1. Синдром Дауна (трисомия 21): Этот синдром вызван наличием дополнительной копии 21-й хромосомы. Симптомы включают задержку в умственном развитии, физические особенности (например, складчатое лицо), увеличенный риск сердечных заболеваний и другие медицинские проблемы.
2. Синдром Эдвардса (трисомия 18): Этот синдром вызван наличием дополнительной копии 18-й хромосомы. Он сопровождается серьезными физическими и умственными нарушениями, а также медицинскими проблемами, которые могут сильно ограничивать продолжительность жизни.
3. Синдром Патау (трисомия 13): Этот синдром вызван наличием дополнительной копии 13-й хромосомы. Он также характеризуется тяжелыми физическими и умственными нарушениями и сокращенным сроком жизни.
4. Синдром Клайнфельтера (XXY): Этот синдром связан с наличием дополнительной X-хромосомы у мужчин (обычно XXY). Симптомы могут включать в себя задержку в сексуальном развитии и другие физические и умственные особенности.
5. Синдром Тёрнера (X0): Этот синдром связан с отсутствием одной из X-хромосом у женщин (X0). Симптомы могут включать в себя короткий рост, нарушения развития половых органов и другие медицинские проблемы.

Количественные аномалии хромосом

Нормальная соматическая клетка является диплоидной и содержит 46 хромосом, или 2n хромосом. Нормальные гаметы является гаплоидными и содержат n хромосом. Еуплоидия означает любое целое число n, например, диплоидию или триплоидию. Анеуплоидия означает любое целое число хромосом, которое не является эуплоидным и чаще означает наличие лишней хромосомы (трисомия) или потерю одной хромосомы (моносомия).

Аномалии количества хромосом могут возникать во время мейотического или митотического делений. В ходе мейоза в норме обе хромосомы из гомологичной пары отделяются первое мейотическое деление и каждая дочерняя клетка получает один компонент из каждой пары хромосом. Если отделение гомологичных хромосом не происходит (нерасхождение хромосом), обе хромосомы с гомологичной пары попадают в одну клетку. Вследствие нерасхождения хромосом одна клетка получает 24 хромосомы, а вторая — 22 хромосомы.

Когда при оплодотворении гамета, содержащего 23 хромосомы, соединяется с гаметой, содержащей 24 или 22 хромосомы, образуется зигота с 47 (трисомия) или 45 (моносомия) хромосомами. Нерасхождение может происходить во время первого или второго мейотического деления и касаться как соматических (аутосом), так и половых хромосом. Частота хромосомных аномалий, в том числе нерасхождения хромосом, увеличивается в оогенезе у женщин старше 35 лет.

Нерасхождение хромосом во время митоза (митотическое нерасхождение) клеток эмбриона на самых ранних стадиях эмбриогенеза, когда одни клетки получают аномальное количество хромосом, другие — нормальное, получило название мозаицизма. Индивиды с мозаицизмом хромосом могут иметь лишь отдельные проявления того или иного синдрома зависимости от количества и распределения пораженных клеток.

Иногда возникает разрыв хромосомы, и части одной хромосомы присоединяются к другой — транслокация хромосом. Такие транслокации могут быть сбалансированными и несбалансированными

При сбалансированных транслокациях разрыв и объединения двух хромосом происходят без потери важного генетического материала, и индивид является нормальным. Несбалансированные транслокации характеризуются потерей части одной из хромосом и изменением генотипа

Так, например, несбалансированные транслокации между длинными плечами хромосом 14 и 21 во время мейоза I или II вызывают образование гамет с лишней 21-й хромосомой (трисомия 21), что является одной из причин возникновения синдрома Дауна.

Руководителя краевой федерации бокса могли задержать по подозрению в мошенничестве — СМИ

Однако обнародовать детали этого разговора чиновники отказались. При этом отставной министр лишил возможности включиться в предвыборную гонку руководителя местной парторганизации Марию Демину, которая считалась наиболее вероятным кандидатом на выдвижение. Подписывайтесь на телеграм-канал Республики Алтай: оперативно рассказываем о главных событиях, ярко о нашей природе и с любовью — о людях.

По имеющимся данным, между сторонами может быть и еще один судебный спор. Упомянутые квартиры уже были реализованы на рынке, что якобы не устроило РЖУ, которое теперь пытается оспорить эти сделки. Также следует упомянуть, что ситуация с несостоявшейся поставкой уже заинтересовала полицию, которая, как говорят источники агентства, могла инициировать проверку на предмет возможного мошенничества. Однако же перспективы этих мероприятий не ясны, поскольку по контрактам «ГазТеплоСнаб» не получил ни рубля в связи с неисполнением обязательств. Напомним, что строительные компании Клейнатовского успели получить скандальное реноме. Так, по данным «Дом.

Сдача первого здания перенесена на пять лет, а второе не могут ввести в эксплуатацию уже более двух лет. По комплексу на Папанинцев прокуратура и органы следствия даже инициировали проверку на предмет мошеннических действий со стороны застройщика.

Если не учитывать похищение телефонов… Силовики проводят обыски в правительстве Красноярского края — Telegram 27. По данным канала, правоохранителей заинтересовало… Депутат алтайского парламента опровергла вызов в администрацию президента из-за думских амбиций 12.

Симптомы

Синдром Шерешевского – Тернера (моносомия Х-хромосомы у женщин), частота встречаемости – 1:5000, проявляется следующим:

• низкий рост (140-145 см), отставание в физическом развитии;
• негармоничное телосложение;
• укороченная массивная шея;
• широкая грудная клетка с развитой мускулатурой;
• множественные родинки, родимые пятна на фоне неизмененной кожи;
• «готическое небо»;
• крыловидные складки кожи в области шеи;
• различные костные и суставные деформации (кистей рук, локтевых и тазобедренных суставов, позвоночника, аномалии роста зубов);
• анатомическое и гистологическое недоразвитие половых органов и их гипофункция;
• артериальная гипертензия и пороки сердца (в 30% случаев);
• незначительное опущение века, косоглазие, наличие «третьего века», нарушения зрения;
• аномалии строения ушных раковин, незначительные нарушения слуха;
• сохранение или незначительно снижение интеллекта, преобладает психический инфантилизм с эйфоричными проявлениями.

Для синдрома (болезни) Дауна, или трисомии 21-й пары хромосом (в среднем – 1 случай на 700-1000 родов), характерны:

• «плоское» лицо, скошенный затылок, аномалия развития черепа (короткоголовость);
• кожная складка на задней поверхности шеи, массивная, короткая шея;
• наличие «третьего века»;
• пониженный мышечный тонус;
• короткие конечности;
• особенности кистей (короткие пальцы, искривленные мизинцы, отсутствие линий на ладонях – одна поперечная, так называемая обезьянья, складка);
• постоянно приоткрытый рот;
• «готическое небо»;
• уплощенная переносица, короткий нос;
• пороки развития внутренних органов (пороки сердца, органов зрения, ЖКТ, нервной системы);
• снижение интеллекта различной степени.

Основные признаки синдрома Дауна

Синдром Кляйнфельтера (трисомия половой Х-хромосомы у мужчин) встречается сравнительно нередко, в среднем с частотой 1:500-1:700, диагностируется при наступлении полового созревания. Когнитивные нарушения у таких пациентов отсутствуют или представлены в легкой степени (по разным данным, 25–50% случаев). Основные симптомы:

• высокий рост (около 180 см);
• диспропорционально длинные конечности;
• высокая талия;
• хрупкое, евнухоидное телосложение с широкими бедрами и узкими плечами;
• редкий волосяной покров на теле и лице;
• жировые отложения на теле по женскому типу;
• аномально малые размеры половых органов;
• возможное двустороннее безболезненное увеличение грудных желез;
• бесплодие.

Структурные аномалии хромосом

Структурные аномалии хромосом могут касаться одной или более хромосом и обычно возникают через разрывы хромосом. Разрывы хромосом могут быть вызваны действием агрессивных факторов внешней среды: вирусов, радиации или химических веществ. Последствия разрыва хромосом зависят от дальнейшей судьбы разорванных частиц. В некоторых случаях оторвана часть хромосомы теряется — частичная делеция хромосомы. В случаях частичной делеции хромосомы ребенок характеризуется определенными аномалиями.

Синдром «кошачьего крика» обусловлен частичной делецией короткого плеча хромосомы 5 и характеризуется микроцефалией, умственной отсталостью, врожденными пороками сердца. Плач таких детей напоминает кошачий крик.

Микроделеции хромосом охватывают лишь несколько смежных генов и могут приводить к развитию синдрома микроделеции, или синдрома смежных генов. Места возникновения таких делеций называют смежными генными комплексами. Их идентифицируют с помощью высокотехнологичных дифференциальной окраски хромосомных полос.

Примером может быть микроделеция длинного плеча хромосомы 15 (15 ^ 11-15 ^ 13). При наследовании пораженной делецией материнской хромосомы возникает синдром Ангельмана, при котором ребенку присуща умственная отсталость, задержка речевого и моторного развития, непровоцированные приступы смеха. При наследовании дефектной родительской хромосомы возникает синдром Прадера-Вилли. Пораженные индивиды страдают от гипотонии, ожирения, умственной отсталости, гипогонадизма и крипторхизма. Такое различие экспрессии генетического материала в зависимости от наследования родительской или материнской хромосомы является примером геномного импринтинга.

Другими генными синдромами, которые могут наследоваться от обоих родителей, является синдром Миллера-Дикер в результате делеции 17р 13 (задержка развития, врожденные пороки лица и сердца) и синдром Шпринтцена при делеции 22 ^ 11 (дефекты неба, пороки развития сердца, задержка речевого развития, нарушение способности к обучению, шизофреноподобные расстройства).

Ломкие места — это участки хромосом, проявляющих склонность к отрыву или разрушения при определенных манипуляциях с клеткой. Ломкие места можно обнаружить при культивировании лимфоцитов в среде с дефицитом фолатов. Синдром ломкой Х-хромосомы сопровождается умственной отсталостью, большими ушами, выступание челюсти и бледными голубыми радужками.

Мужчины поражаются чаще, чем женщины (4/2000 сравнению с 1/2000), чем объясняется преобладание мужского пола среди умственно отсталых лиц. Синдром ломкой Х-хромосомы занимает второе место после синдрома Дауна среди причин умственной отсталости хромосомного происхождения.

Анеуплоидия

Богатый источник материала для исследований хромосомных аберраций — выкидыши в течение первых недель развития, так как у них насчитывается в 50—100 раз больше хромосомных нарушений, чем у новорожденных. Наиболее частое нарушение — трисомия, то есть наличие одной лишней хромосомы. Среди выкидышей встречаются случаи трисо-мии по каждой из 23 хромосом, но моносомия, за исключением Х0, не встречается, так как это настолько тяжелое нарушение, что эмбрион погибает на самой ранней стадии. Плод выживает только в случае трисомии трех аутосомных хромосом — 12-й, 18-й и 21-й; при этом каждый случай характеризуется своим синдромом. Самый известный случай — трисомия по 21-й хромосоме, или синдром Дауна, при котором у ребенка развиваются характерные внешние черты, и людей с такими чертами сейчас довольно часто можно встретить в общественных местах. Обычно они страдают от замедленного умственного развития и потому становятся пациентами психиатрических заведений. Но в последнее время их все чаще оставляют дома, так как при надлежащей заботе они вполне самостоятельны и способны к обучению. Как правило, они добродушные, спокойные и не доставляют хлопот окружающим.

Нерасхождение 21-й хромосомы во многом зависит от возраста матери. Исследования показали, что среди 18-летних матерей только одна из 2500 рожает ребенка с болезнью Дауна, тогда как среди 45-летних это соотношение составляет один случай на 40—50, то есть вероятность повышается в 50 раз. В одном исследовании из 1700 случаев трисомии по 21-й хромосоме около 40% больных детей родились от матерей старше 40 лет, хотя в целом от таких матерей рождается 3,5—5% всех нормальных детей. Такая зависимость нарушения от возраста пока не нашла своего объяснения.

Становится очевидным, что хромосомные аберрации — основные источники наследственных заболеваний человека. Вот почему биологи стремятся понять механизм аберраций и разработать надежные методы их диагностики, если пока их невозможно предотвратить. Учитывая темпы развития хромосомного анализа, следует ожидать появления более совершенных методов диагностики в ближайшем будущем. В Северной Америке уже широко применяется хромосомный анализ плода, позволяющий определить дефект на ранней стадии развития, когда беременность еще можно прервать. Во многих странах принято всех будущих матерей старше 35 лет обследовать на предмет возможных хромосомных нарушений.

Что такое анеуплоидия

В норме у человека 46 хромосом, которые объединены по две — всего 23 пары. Анеуплоидия означает, что количество хромосом в какой-то паре нарушено. Например, в какой-то паре может не хватать одной хромосомы — это называется моносомией. Или вместо двух хромосом их может быть три — это трисомия. Крайне редко (1:18 000—1:100 000) встречаются тетрасомии и пентасомии — увеличение количества хромосом в паре до четырёх или пяти соответственно. Кроме того, бывает частичная анеуплоидия, когда увеличение или уменьшение количества материала происходит у части хромосом. Например, у человека какая-то хромосома может состоять из частей двух разных хромосом — это приводит, в том числе, к возникновению синдрома Дауна (в менее 5% случаев). Однако эти аномалии встречаются реже одного случая на 100 000 рождений.

Митоз и мейоз. Анеуплоидия

Одной из важных форм клеточного деления является митоз, который приводит к образованию двух дочерних клеток, идентичных родительской. Клетка содержит ДНК, которая представлена перед делением отдельными хроматидами. В клетке каждая пара хромосом составлена из одной хромосомы от матери и одной — от отца, которые называются гомологичными хромосомами. У человека имеется 23 пары хромосом, то есть общее число хромосом составляет 46. На ранней стадии деления хроматиды воспроизводятся в идентичных копиях, носящих название «сестринские хроматиды». Затем они отделяются друг от друга и мигрируют в каждую из дочерних клеток. В конце процесса деления образуются две клетки, идентичные родительской.

Мейоз

Мейоз представляет собой другую форму клеточного деления, которое происходит в половых клетках и в результате приводит к образованию двух дочерних клеток, содержащих половину генетического материала родителя. Различие между мейозом и митозом заключается в следующем. Во время первой стадии гаметогенеза (ово- или сперматогенеза) первичные половые клетки в результате деления образуют вторичные гаметоциты, которые по-прежнему содержат неразделенные хромосомы.

Затем во время первой фазы 1-го мейотического деления гомологичные хромосомы спариваются и обмениваются сегментами; эти два явления получили названия «конъюгация» (синапсис) и «кроссинговер» (рекомбинация). В отличие от митоза в эту фазу мейоза сестринские хроматиды, не разделяясь, мигрируют к дочерним клеткам, в результате чего каждая из них получает хромосомы, состоящие из двух хроматид. Во время 2-го мейотического деления двух, только что образовавшихся, вторичных гаметоцитов каждая дочерняя клетка приобретает по одной хроматиде от каждой хромосомы родительской клетки.

Таким образом, к концу 2-го мейотического деления образуется по четыре клетки: четыре сперматозоида, равных по размеру; или одна зрелая яйцеклетка и три полярных тельца, которые отличаются от нее по размеру.

Анеуплоидия

Анеуплоидия

Клетка, содержащая нечетное число хромосом, называется анеуплоидной. Обычным, наиболее часто встречающимся примером может служить трисомия, при которой имеется одна лишняя хромосома. Другим, более редко встречающимся примером является моносомия, состояние, когда одна хромосома отсутствует. Моносомия менее распространена, чем трисомия, поскольку отсутствие хромосомы чаще приводит к летальному исходу, чем наличие дополнительной, если только отсутствующая хромосома не является половой.

Клетка, содержащая три набора по 26 хромосом, называется триплоидной. Наиболее распространенная форма триплоидии вызывается оплодотворением нормальной яйцеклетки двумя нормальными сперматозоидами, и такое состояние получило название «диспермия». Менее часто встречаются случаи, когда патологический сперматозоид, содержащий два набора хромосом, оплодотворяет нормальную яйцеклетку или когда нормальный сперматозоид оплодотворяет патологическую яйцеклетку, содержащую два набора хромосом. Клетка с четырьмя наборами хромосом называется тетраплоидной.

Учебное видео: мейоз и его фазы

Информация на сайте подлежит консультации лечащим врачом и не заменяет очной консультации с ним. См. подробнее в пользовательском соглашении.

Как избежать развития анеуплоидии

Согласно статистике, у здорового мужчины около 1%−4% сперматозоидов имеют один из видов анеуплоидии. Ученые ещё не могут назвать точные причины подобного явления. Что влияет и почему появляются разного рода хромосомные аномалии? Нужно запомнить, что к развитию заболевания приводит химиотерапия, используемая при некоторых методах лечения, а также пестициды, к которым относятся: карбарил, высокотоксичные органофосфорные соединения и сумицидин (фенвалерат).

Кроме того, очень важен возраст отца и стиль жизни. Врачи советуют мужчине, который планирует иметь ещё детей, отказаться от вредных привычек – курение, алкоголь и злоупотребление кофе.

Вероятность образования «дефектных» сперматозоидов, по данным фармакологии, снижает употребление в пищу продуктов, которые богаты фолиевой кислотой:

• фрукты (цитрусовые, виноград, бананы);
• бобовые (спаржа, чечевица, горох);
• шпинат;
• орехи и семена (кунжут, арахис, миндаль, семена льна);

Это поможет в некоторой степени понизить хромосомные аномалии у детей. Как выяснили ученые из калифорнийского университета в Беркли, проводя многочисленные эксперименты в ходе анализа информации о питании здоровых мужчин, прием больших доз фолиевой кислоты значительно препятствует появлению хромосомных патологий.

Пренатальная диагностика анеуплоидий – преимущества и недостатки теста

На сегодняшний день статистика говорит о том, что у порядка 0,49% новорожденных во всем мире встречаются хромосомные аномалии. Самой распространенной болезнью, как впрочем и хорошо изученной, является синдром Дауна.

Хотя существуют и многие другие хромосомные нарушения. Безусловно, все они поддаются пренатальной диагностике. Такими методами диагностики являются биопсия, плацентобиопсия, кордоцентез и другие. Однако стоит заметить, что пользу от инвазивных пренатальных методов может превышать риск опасных осложнений, поэтому не каждой супружеской паре подходят подобные процедуры.

К современным скрининговым методам относятся биохимические маркеры и УЗИ. Как правило, с их помощью можно заподозрить возможные хромосомные патологии плода. К сожалению, они не дают точного диагноза той или иной хромосомной болезни. Но при тщательном обследовании во многих случаях специалисты точно устанавливают наличие хромосомной патологии.

Среди недостатков дородовой диагностики обязательно необходимо отметить один, но очень важный – угроза прерывания беременности. В отечественных и зарубежных клиниках беременным предлагают неинвазивную диагностику ДНК плода в крови матери, которая по своей точности соответствует известным инвазивным методам.

Именно они позволяют избежать угрозы прерывания желанной беременности. На практике неинвазивный пренатальный ДНК тест стали применять совсем недавно – с начала 2000-ых. Методика пользуется большим спросом в клиниках всего мира.

Принципиально новый и достаточно высокотехнологичный способ диагностики можно с уверенностью назвать наиболее достоверным. Для более информативного выявления хромосомной аномалии плода делается анализ фрагментов внеклеточной фетальной ДНК. Эти фрагменты свободно циркулируют в крови будущей мамы. Какими же являются показания к проведению данного теста – перечислим основные факторы:

Чем старше женщина, тем выше шанс генетических патологий

Исследованию подверглись половые клетки женщин разных возрастов. Подтвердилось, что у женщин от 35 лет риск генетических изменений у плода всегда выше. Возрастные причины анеуплоидии в большей степени связаны с ухудшением структуры хромосом. «Мы обнаружили, что у женщин в возрасте хромосомы могут изменяться еще до мейза, что связано с ослаблением их структуры, кроме этого, с возрастом разрушаются и участки, где образуются новые связи (кинетохоры), что приводит к ошибкам сегрегации хромосом», — говорят специалисты. Они подтверждают, что посещение генетика для возрастных пар — мероприятие не для галочки.