Причини зміни числа хромосом

Хромосоми містять в собі генетичну інформацію у формі генів. Ядро кожної клітини людини, за винятком яйцеклітини і сперматозоїда, містить 46 хромосом, що утворюють 23 пари. Одна хромосома в кожній парі отримана від матері, а інша - від батька. У обох статей 22 з 23 пар хромосом однакові, відрізняється тільки залишилася пара статевих хромосом. У жінок є дві Х-хромосоми (XX), а у чоловіків - одна Х-і одна Y-хромосома (XY). Отже, нормальний набір хромосом (каріотип) чоловіки - 46, XY, а жінки - 46, XX.

Хромосомні аномалії

Якщо помилка відбувається під час особливого різновиду клітинного поділу, при якому утворюються яйцеклітини і сперматозоїди, то виникають аномальні статеві клітини, що веде до народження потомства з хромосомною патологією. Хромосомний дисбаланс може бути як кількісними, так і структурним.

Розвиток статі дитини

У звичайних умовах наявність Y-хромосоми призводить до розвитку плоду чоловічої статі незалежно від кількості Х-хромосом, а відсутність Y-хромосоми - до розвитку плода жіночої статі. Аномалії статевих хромосом надають менш деструктивний вплив на фізичні характеристики індивіда (фенотип), ніж аномалії аутосомних. Y-хромосома містить малу кількість генів, тому її зайві копії надають мінімальний вплив. Як у чоловіків, так і у жінок потрібна наявність лише однієї активної Х-хромосоми. Зайві Х-хромосоми майже завжди є повністю неактивними. Цей механізм мінімізує ефект аномальних Х-хромосом, оскільки зайві і структурно аномальні копії инактивируются, залишаючи «робочою» тільки одну нормальну Х-хромосому. Однак існують на Х-хромосомі деякі гени, яким вдається уникнути інактивації. Вважається, що наявність однієї чи більше двох копій таких генів є причиною аномальних фенотипів, асоційованих з дисбалансом статевих хромосом. У лабораторії аналіз хромосом проводиться під світловим мікроскопом при 1000-кратному збільшенні. Хромосоми стають видні тільки при діленні клітини на дві генетично ідентичні дочірні клітини. Для отримання хромосом використовують клітини крові, які культивують в спеціальному середовищі, багатою поживними речовинами. На певній стадії поділу клітини обробляють розчином, який викликає їх набухання, що супроводжується «розплутуванням» і поділом хромосом. Потім клітини поміщають на предметне скло мікроскопа. У міру їх висихання відбувається розрив клітинної мембрани з виходом хромосом у зовнішнє середовище. Хромосоми фарбують таким чином, щоб на кожній з них з'явилися світлі і темні диски (смужки), порядок яких специфічний для кожної пари. Форму хромосом і характер дисків ретельно вивчають з метою ідентифікації кожної хромосоми і виявлення можливих аномалій. Кількісні аномалії мають місце при нестачі або надлишку хромосом. Деякі синдроми, що розвиваються в результаті таких дефектів, мають очевидні ознаки; інші бувають майже непомітні.

Розрізняють чотири основні кількісні хромосомні аномалії, кожна з яких асоційована з певним синдромом: 45, X - синдром Тернера. 45, X, або відсутність другої статевої хромосоми, - найпоширеніший каріотип при синдромі Тернера. Індивіди з цим синдромом мають жіноча стать; часто захворювання діагностують при народженні завдяки таким характерним ознаками, як шкірні складки на задній поверхні шиї, набряклість кистей рук і стоп і низька маса тіла. До інших симптомів відносяться низькорослість, коротка шия з крилоподібними складками, широка грудна клітка з широко розташованими сосками, пороки серця і патологічне відхилення передпліч. Більшість жінок з синдромом Тернера безплідні, у них відсутні менструації і не розвинені вторинні статеві ознаки, зокрема молочні залози. Практично всі пацієнтки, однак, мають нормальний рівень розумового розвитку. Частота народження синдрому Тернера становить від 1: 5000 до 1:10 000 жінок.

# 9632; 47, XXX - трисомія Х-хромосоми.

Приблизно 1 з 1000 жінок має каріотип 47, XXX. Жінки з цим синдромом зазвичай високі і худі, без будь-яких явних фізичних відхилень. Однак нерідко у них відзначається зниження коефіцієнта інтелекту з певними проблемами в навчанні та поведінці. Більшість жінок з трисомией Х-хромосоми фертильності і здатні мати дітей з нормальним набором хромосом. Синдром рідко виявляється завдяки нерезкой вираженості фенотипічних ознак.

# 9632; 47, XXY - синдром Клайнфельтера. Приблизно 1 з 1000 чоловіків має синдром Клайнфельтера. Чоловіки з каріотипом 47, XXY виглядають нормальними при народженні і в ранньому дитинстві, за винятком невеликих проблем у навчанні та поведінці. Характерні ознаки стають помітними в період статевого дозрівання і включають високий зріст, маленький розмір яєчок, відсутність сперматозоїдів, а іноді і недостатній розвиток вторинних статевих ознак зі збільшенням грудних залоз.

# 9632; 47, XYY - XYY-синдром. Додаткова Y-хромосома присутня приблизно у 1 з 1000 чоловіків. Більшість чоловіків з XYY-синдромом зовні виглядають нормально, але при цьому мають дуже високий зріст та знижений рівень інтелекту. Хромосоми за формою віддалено нагадують букву X і мають два коротких і два довгих плеча. Для синдрому Тернера типові наступні аномалії: ізохромосома по довгому плечу. В ході утворення яйцеклітин або сперматозоїдів відбувається поділ хромосом, при порушенні розбіжності яких може з'явитися хромосома з двома довгими плечима і повною відсутністю коротких; кільцева хромосома. Утворюється внаслідок втрати решт коротких і довгих плечей Х-хромосоми і з'єднання решти ділянок в кільце; делеция (втрата) частини короткого плеча однієї з Х-хромосом. Аномалії довгого плеча Х-хромосоми зазвичай викликають дисфункцію репродуктивної системи, наприклад передчасну менопаузу.

Y-хромосома

Ген, відповідальний за розвиток зародка за чоловічим типом, знаходиться на короткому плечі Y-хромосоми. Делеція короткого плеча призводить до формування жіночого фенотипу, часто з деякими ознаками синдрому Тернера. Гени на довгому плечі відповідальні за фертильність, тому будь делеции тут можуть супроводжуватися чоловічим безпліддям.