Виды хромосомных мутаций и причины их возникновения

Рис. 2 Классификация хромосомных мутаций

Хромосомные мутации могут быть подразделены на качественные и количественные. К качественным - относят делеции (потери участка хромосомы), дупликации (удвоение какого-либо локуса), инверсии (поворот участка на 180º) и транслокации (обмен локусами между разными хромосомами) (рис. 3). Обо всех этих изменениях речь пойдёт чуть позже. А пока остановимся на количественных мутациях. Как следует из их названия, они характеризуются изменением числа хромосом.

Нарушение числа копий целого хромосомного набора, когда аномальный кариотип отличается изменением количества хромосом, кратным гаплоидному, называется моно- либо полиплоидией. При этом моноплоидия - это кариотип, состоящий из одного гаплоидного набора (1n). Полиплоидия - увеличение количества хромосом до 3n (триплоидия), 4n (тетраплоидия) и т.д. Подобные изменения хромосомного набора практически не встречаются среди живорождённых детей, т.к. приводят к серьёзнейшим нарушениям эмбриогенеза и чаще всего являются причиной внутриутробной гибели эмбриона на ранней стадии его развития.

В свою очередь, нарушение числа хромосом, при котором мутантный организм отличается от нормального лишь какой-то частью хромосомного набора, называется анеуплоидией. Если происходит потеря одной хромосомы, то такое явление носит название моносомии. Пожалуй, в качестве одного из немногих примеров среди живорожденных детей в данном случае можно привести синдром Шерешевского-Тернера, при котором кариотип пациентки отличается отсутствием одной из Х-хромосом (45,X).

В случае если в хромосомном наборе появляется дополнительная копия определённой хромосомы, такое явление носит название трисомии или полисомии. При этом трисомия – это кариотип, характеризующийся одной дополнительной, а полисомия - двумя и боле дополнительными хромосомами. Примеров хромосомных болезней с подобным изменением кариотипа гораздо больше. Это и синдром Дауна (трисомия по 21-ой паре), и синдром Патау (трисомия по 13-ой паре), и синдром Клайнфельтера (полисомия по Х-хромосоме у мальчиков), и многие другие. Такое обилие примеров полисомий и практически отсутствие моносомий среди людей говорит о том, что утрата генетического материала целой хромосомы очень серьёзно сказывается на внутриутробном развитии зародыша и чаще всего, как и при моно- и полиплоидии ведёт к его внутриутробной гибели. В то же время большая часть эмбрионов, заложенных с какой-либо трисомией, также элиминируется ещё на ранних сроках беременности.

По последним данным, как показало цитогенетическое исследование эмбриональных тканей, порядка 60% всех случаев самопроизвольных прерываний беременности I триместра (неразвивающиеся беременности, самопроизвольные выкидыши) связаны с той или иной хромосомной аномалией у плода. Считается, что таким образом у человека проявляется естественный отбор.

Как показывает практика, в основном дети с хромосомной патологией появляются у совершенно здоровых родителей, иными словами вовсе необязательно иметь аномальный хромосомный набор для того, чтобы родить, например, ребёнка с синдромом Дауна. Причина таких случаев кроется в возникновении хромосомной мутации de novo (т.е. новой мутации) в одной из половых клеток родителей.

Следует упомянуть, что спонтанные хромосомные мутации могут происходить не только на уровне половых клеток, но и в соматических клетках. Например, такая мутация может произойти под воздействием какого-либо тератогенного фактора при митотическом делении в одной из клеток эмбриона на ранних стадиях его развития. В таком случае аномальная клетка с добавочной хромосомой даст начало клону клеток с аномальным кариотипом. В результате это приведёт к рождению ребёнка с мозаичной формой хромосомной патологии, когда часть клеток организма несёт нормальный хромосомный набор, а часть – патологический. Подобные ситуации в одной семье повторяются крайне редко, поэтому риск повторного рождения в семье ребёнка с таким же хромосомным заболеванием при мозаичной форме считается низким.