Pomocou chromozomálnych preskupení je možné:
- študovať interakciu génov pri zmene ich polohy v chromozóme;
- objasniť vplyv umiestnenia euchromatického a heterochromatického materiálu na fenotypový účinok génu;
- skúmať interchromozomálne vzťahy v genotype organizmu;
- získať nové skupiny spojok.
Inými slovami, štruktúru karyotypu a genotypu druhov, ktorá bola vypracovaná počas evolúcie za státisíce a milióny rokov, dokáže genetik zrekonštruovať v priebehu niekoľkých generácií. Pomocou chromozomálnych prestavieb možno vytvárať nové genotypové systémy.
Chromozomálne preskupenia, ku ktorým dochádza v rámci jedného chromozómu aj medzi nehomologickými chromozómami, sú veľmi dôležitým mechanizmom pre rekombináciu génov v rámci chromozómovej sady každého druhu.
Z vyššie uvedeného by malo byť zrejmé, že chromozómové prestavby môžu zmeniť správanie chromozómov v meióze, pôsobenie génov, vlastnosti génovej dominancie, charakter rekombinácie génov, gametogenézu atď.. Keďže prirodzený výber riadi všetky procesy v organizme, môže sa stať, že dôjde k zmene správania sa chromozómov v rámci meiózy. je zrejmé, že potomkovia organizmov s rôznymi chromozomálnymi preskupeniami budú mať rôzne šance na prežitie.
Už sme povedali, že fenomén homológnej dedičnej variability sa v niektorých prípadoch vysvetľuje pôvodom druhov na základe chromozomálnych prestavieb pôvodného karyotypu. Treba však pripomenúť, že pri formulovaní zákona o homologických sériách ešte neexistoval dostatočný počet faktov o prítomnosti chromozomálnych preskupení a zákon bol vyvinutý na základe fenotypovej klasifikácie dedičnej variability.
V súčasnosti sa v genetike nahromadilo veľké množstvo faktov, ktoré dávajú dôvod priznať, že jedným z hlavných mechanizmov spôsobujúcich výskyt homologických sérií mutácií u blízko príbuzných druhov je proces chromozomálnych prestavieb. Translokácie, inverzie, duplikácie a polyploidia v procese diferenciácie druhu na rasy, poddruhy a nové druhy zohrávajú úlohu izolačných faktorov jednej skupiny jedincov od druhej. Tieto chromozomálne prestavby spôsobujú nekrížiteľnosť jedincov v populácii, ako aj pokles plodnosti a životaschopnosti zygot v dôsledku nerovnováhy v génovej rovnováhe. Ale v prípadoch, keď vznikne životaschopná forma, homozygotná pre translokáciu, inverziu alebo duplikáciu, môže sa prispôsobiť určitým životným podmienkam a voľne sa rozmnožovať a potom sa oddeliť do nového druhu. Tento nový druh si zachováva rovnaké gény, ale buď budú v rôznych väzbových skupinách alebo v inom poradí usporiadania. Takéto gény môžu mutovať rovnakým smerom ako u pôvodných druhov, a tak spôsobiť výskyt homológnych sérií mutácií. Ako ukazujú genetické štúdie príbuzných druhov, najmä rodu Drosophila, ich genetické systémy sa ukazujú ako veľmi podobné a rozdiely sa týkajú najmä umiestnenia jednotlivých génov.
Úloha chromozomálnych preskupení je tiež dôležitá pre vývoj genotypu. V dôsledku translokácií, duplikácií a inverzií sa ukázalo, že gény menia povahu dominancie v dôsledku vplyvov polohy. Ak je prospešná génová mutácia recesívna, potom sa pomocou pozičného efektu môže objaviť v heterozygotnom stave a stabilizovať sa v živote druhu. Význam translokácií je veľký najmä pri prenose jednotlivých úsekov autozómov na pohlavné chromozómy. Tieto prestavby sú dôležitým faktorom pri určovaní nekrížiteľnosti živočíšnych druhov.
Ako už vieme, chromozóm Y často pozostáva z heterochromatínu a je geneticky neaktívny. Ale to sa prejavuje v rôznej miere u rôznych zvierat. Pri celkovo nízkej aktivite chromozómu Y Drosophila je však jeden z jeho úsekov homológny s úsekom v chromozóme X. V ľudskom chromozóme Y je takýto úsek oveľa dlhší a to isté sa deje v rastline melandrium.
Chromozómy X a Y môžu obsahovať homológne aj nehomologické oblasti, t.j. chromozóm X má vždy svoju charakteristickú oblasť, ktorá v chromozóme Y chýba; gény v tejto oblasti budú zdedené spôsobom viazaným na pohlavie. Na chromozóme Y je tiež oblasť, ktorá sa na chromozóme X nenachádza. Znaky určené génmi tejto oblasti (holandrické gény) sa dedia iba cez mužskú líniu, keď je mužské pohlavie heterogametické.
Homológne a nehomologické oblasti v pohlavných chromozómoch sa samozrejme môžu vyskytnúť aj prostredníctvom chromozomálnych preskupení. Dokazuje to skutočnosť, že u mnohých živočíšnych druhov sa počet heteromorfných chromozómov značne líši.
Schematicky je znázornený priebeh možnej výmeny fragmentov medzi X chromozómom a autozómom u heterogametického pohlavia X0 v dôsledku translokácie. V dôsledku tohto preskupenia vzniká nový typ heterochromozómu X 1 X 2 Y. Cytologický rozbor meiózy v takýchto formách ukazuje tvorbu trivalentov, čo potvrdzuje správnosť predpokladu o pôvode heteromorfných chromozómov prostredníctvom translokácií.
Cytologická analýza u niektorých príbuzných živočíšnych druhov ukazuje, že haploidné počty chromozómov v ich súbore sa líšia, pričom jednotlivé chromozómy môžu niesť homológne oblasti. Niektoré príbuzné druhy Drosophila majú 3 páry chromozómov (D. willistoni), iné majú 4 páry (D. melanogaster a D. americana) a tretia skupina má 6 párov (D. virilis).
Chromozómy sa môžu zmeniť na dvojramenné chromozómy a naopak, počet chromozómov v sade sa môže tiež meniť.
Výsledky štúdia chromozomálnych prestavieb presviedčajú po prvé o prítomnosti lineárnej diskrétnosti chromozómov a po druhé, že genotyp predstavuje integrálny systém, nie súčet jednotlivých génov.
Úvaha o chromozomálnych preskupeniach vedie k záveru, že:
- sú základom zmien v skupinách génových väzieb;
- zmeniť povahu dedenia vlastností a vlastností v generáciách;
- zmeniť expresiu a interakciu génov;
- sú nielen zdrojom dedičnej variability kombinačnej povahy, ale aj mechanizmom premeny genotypu a karyotypu v procese evolúcie;
- naznačujú, že mnohé gény považované za „klasické“ bodové mutácie sa ukážu ako duplikácie, delécie alebo inverzie.
Chromozomálne prestavby slúžia ako metóda na cytogenetickú lokalizáciu génov v chromozómoch, metóda na štúdium mechanizmu meiózy a jemné mapovanie génov. Môžu byť použité na praktické účely na zmenu väzbových skupín génov, ktoré určujú ekonomicky cenné vlastnosti.
Ak nájdete chybu, zvýraznite časť textu a kliknite Ctrl+Enter.
Príbuzenské manželstvá, alebo inbríding z angl. príbuzenská plemenitba, v - „v rámci“ chovu - „šľachtenie“, alebo príbuzenská plemenitba sa najčastejšie používa v chove zvierat na šľachtenie a zachovanie plemena, ale vyskytuje sa aj medzi ľuďmi. Najjasnejšie negatívne dôsledky incestu boli pozorované medzi kráľovskými rodinami starovekého Egypta, starovekého Grécka a niektorých európskych dynastií. Ale snaha udržiavať „božskú krv“ stále čistú viedla k prejavom dedičných ľudských chorôb, anomálií, deformácií a degenerácie potomkov.
Genetika dnes poskytuje vedecké vysvetlenie príčin a mechanizmov dedičnej patológie v príbuzenských manželstvách a ich závislosti od stupňa príbuznosti.
Chromozómovú sadu spermií a vajíčka predstavuje 23 chromozómov. Počas oplodnenia si každý chromozóm z mužskej bunky nájde svoj pár zo ženskej bunky a výsledkom je zygota (oplodnené vajíčko) s párovou sadou chromozómov. Pri ďalšom delení zygoty má každá bunka nového organizmu striktne aj 23 párov chromozómov. Proces zachovania chromozómovej sady v bunkách počas ich delenia pokračuje po narodení počas celého života. Všetky bunky ľudského tela majú rovnakých 23 párov alebo 46 chromozómov, ktoré boli získané počas oplodnenia.
genóm- súbor génov v chromozómoch telových buniek. Genóm obsahuje biologické informácie pre rast a vývoj organizmu.
Gene(grécky γένος - rod) - štrukturálna a funkčná jednotka ľudskej dedičnosti, ktorá je úsekom DNA a je matricou pre syntézu bielkovín. Gény určujú dedičné vlastnosti, ktoré sa prenášajú z rodičov na potomkov.
Ľudský genóm obsahuje asi 28 000 génov.
Presné umiestnenie každého génu na konkrétnom chromozóme sa nazýva lokus tohto génu. Niektoré gény na chromozómoch sú nefunkčné alebo defektné. V niektorých prípadoch sa to prejavuje stupňom závažnosti symptómu. Napríklad u blondínok je farba vlasov určená absenciou génu zodpovedného za pigmentáciu vlasov. V iných prípadoch vedie génový defekt k ochoreniu. Napríklad fenylketonúria, kosáčikovitá anémia, cystická fibróza, Konovalov-Wilsonova choroba, dedičné choroby očí, kože, dedičné degeneratívne choroby kĺbov, dedičné choroby nervového systému. Spravidla ide o ťažkú patológiu, v niektorých prípadoch nezlučiteľnú so životom. Našťastie génové ochorenia sú v klinickej praxi zriedkavé. Ale blízko príbuzné manželstvá túto pravdepodobnosť rádovo zvyšujú. prečo?
Príbuzenské manželstvá. Príčiny genetických chorôb u detí.
Ako sme zistili vyššie, sada ľudských chromozómov je diploidná, to znamená, že podobné chromozómy sú prítomné v pároch v jadre každej bunky. A ak jeden z páru chromozómov má gén s defektom, potom normálny gén druhého chromozómu z tohto páru „funguje“ a choroba chýba.
Pravdepodobnosť, že rodičia, ktorí nie sú príbuzní pokrvne v páre chromozómov, budú mať chybné gény zodpovedné za rovnakú funkciu, je zanedbateľná. To vysvetľuje nízku frekvenciu génových ochorení u detí, ak rodičia nie sú príbuzní. Príbuzenské manželstvá sú iná vec. Pravdepodobnosť, že dieťa bude mať identické génové defekty na párových chromozómoch, sa mnohonásobne zvyšuje. A čím väčšia miera príbuznosti, tým vyššia je táto pravdepodobnosť aj u zdravých rodičov. Tu je typický rodokmeň pre incest:
Najčastejšie ľudské genetické choroby spojené s incestom
Genetické choroby človeka zahŕňajú dedičné metabolické choroby. Sú spojené s poruchami metabolizmu aminokyselín, bielkovín, sacharidov, tukov a steroidov, bilirubínu a niektorých kovov a prejavujú sa už v ranom veku širokou škálou symptómov, to znamená, že sú vrodené.
Často sa génová patológia u detí kombinuje. Napríklad genetické kožné ochorenia sú kombinované s metabolickými poruchami, sterilitou a duševnými chorobami.
Diagnostika, prevencia a liečba dedičných chorôb
Ak je známe, že rodičia nenarodeného dieťaťa sú príbuzní, vykoná sa prenatálna diagnostika dedičných chorôb. Takmer všetky génové ochorenia u detí z príbuzenských manželstiev sú vrodené a u novorodencov sa diagnostikujú na základe charakteristických symptómov. V niektorých prípadoch sa vykonáva genetické vyšetrenie.
Etiologická liečba dedičných chorôb spojených s pokrvnými manželstvami, nemožné. Hlavnou metódou prevencie genetických chorôb preto zostáva skríning novorodencov na dedičné choroby a syndrómy, genetické poradenstvo a medicínske vzdelávanie.
Chromozóm je vláknitá štruktúra obsahujúca DNA v bunkovom jadre, ktorá nesie gény, jednotky dedičnosti, usporiadané v lineárnom poradí. Ľudia majú 22 párov pravidelných chromozómov a jeden pár pohlavných chromozómov. Okrem génov obsahujú chromozómy aj regulačné elementy a nukleotidové sekvencie. Sú v nich umiestnené proteíny viažuce DNA, ktoré riadia funkcie DNA. Je zaujímavé, že slovo "chromozóm" pochádza z gréckeho slova "chróm", čo znamená "farba". Chromozómy dostali tento názov, pretože majú schopnosť byť zafarbené v rôznych tónoch. Štruktúra a povaha chromozómov sa líši od organizmu k organizmu. Ľudské chromozómy boli vždy predmetom neustáleho záujmu výskumníkov pracujúcich v oblasti genetiky. Široká škála faktorov, ktoré sú determinované ľudskými chromozómami, abnormality, za ktoré sú zodpovedné, a ich komplexná povaha vždy priťahovali pozornosť mnohých vedcov.
Zaujímavé fakty o ľudských chromozómoch
Ľudské bunky obsahujú 23 párov jadrových chromozómov. Chromozómy sú tvorené molekulami DNA, ktoré obsahujú gény. Molekula chromozomálnej DNA obsahuje tri nukleotidové sekvencie potrebné na replikáciu. Keď sú chromozómy zafarbené, je zrejmá pásiková štruktúra mitotických chromozómov. Každý prúžok obsahuje početné páry nukleotidov DNA.
Ľudia sú pohlavne sa rozmnožujúci druh s diploidnými somatickými bunkami obsahujúcimi dve sady chromozómov. Jedna sada je dedená po matke, zatiaľ čo druhá je dedená od otca. Reprodukčné bunky, na rozdiel od buniek tela, majú jednu sadu chromozómov. Prechod medzi chromozómami vedie k vytvoreniu nových chromozómov. Nové chromozómy sa nededia od žiadneho z rodičov. To vysvetľuje skutočnosť, že nie všetci prejavujeme vlastnosti, ktoré dostávame priamo od jedného z našich rodičov.
Autozomálnym chromozómom sú priradené čísla od 1 do 22 v zostupnom poradí, keď sa ich veľkosť zmenšuje. Každá osoba má dve sady 22 chromozómov, chromozóm X od matky a chromozóm X alebo Y od otca.
Abnormalita v obsahu chromozómov bunky môže u ľudí spôsobiť určité genetické poruchy. Chromozomálne abnormality u ľudí sú často zodpovedné za výskyt genetických ochorení u ich detí. Tí, ktorí majú chromozomálne abnormality, sú často iba prenášačmi choroby, zatiaľ čo u ich detí sa choroba rozvinie.
Chromozomálne aberácie (štrukturálne zmeny v chromozómoch) sú spôsobené rôznymi faktormi, a to deléciou alebo duplikáciou časti chromozómu, inverziou, čo je zmena smeru chromozómu do opačného smeru, alebo translokáciou, pri ktorej je časť chromozómu odtrhnutý a pripojený k inému chromozómu.
Ďalšia kópia chromozómu 21 je zodpovedná za veľmi dobre známu genetickú poruchu nazývanú Downov syndróm.
Trizómia 18 má za následok Edwardsov syndróm, ktorý môže spôsobiť smrť v detstve.
Delécia časti piateho chromozómu má za následok genetickú poruchu známu ako Cri-Cat syndróm. Ľudia postihnutí týmto ochorením majú často mentálnu retardáciu a ich plač v detstve pripomína plač mačky.
Poruchy spôsobené abnormalitami pohlavných chromozómov zahŕňajú Turnerov syndróm, v ktorom sú prítomné ženské sexuálne charakteristiky, ale vyznačujú sa nedostatočným rozvojom, ako aj syndróm XXX u dievčat a syndróm XXY u chlapcov, ktoré u postihnutých jedincov spôsobujú dyslexiu.
Chromozómy boli prvýkrát objavené v rastlinných bunkách. Van Benedenova monografia o oplodnených vajíčkach škrkaviek viedla k ďalšiemu výskumu. August Weissman neskôr ukázal, že zárodočná línia bola odlišná od soma a zistil, že bunkové jadrá obsahujú dedičný materiál. Tiež naznačil, že oplodnenie vedie k vytvoreniu novej kombinácie chromozómov.
Tieto objavy sa stali základnými kameňmi v oblasti genetiky. Výskumníci už nazhromaždili značné množstvo poznatkov o ľudských chromozómoch a génoch, no mnohé ešte treba objaviť.
Video
Napriek evolučne overenému mechanizmu, ktorý umožňuje udržiavať stálu fyzikálno-chemickú a morfologickú organizáciu chromozómov počas série bunkových generácií, sa táto organizácia môže vplyvom rôznych vplyvov meniť. Zmeny v štruktúre chromozómu sú spravidla založené na počiatočnom porušení jeho integrity - zlomoch, ktoré sú sprevádzané rôznymi prestavbami tzv. chromozomálne mutácie alebo aberácie.
Chromozómové zlomy sa vyskytujú prirodzene počas kríženia, keď sú sprevádzané výmenou zodpovedajúcich sekcií medzi homológmi (pozri časť 3.6.2.3). Narušenie cross-over, pri ktorom si chromozómy vymieňajú nerovnaký genetický materiál, vedie k vzniku nových väzbových skupín, kde jednotlivé úseky vypadávajú - divízia - alebo dvojité - duplikácie(obr. 3.57). Pri takýchto preskupeniach sa mení počet génov vo väzbovej skupine.
Chromozómové zlomy sa môžu vyskytnúť aj pod vplyvom rôznych mutagénnych faktorov, najmä fyzikálnych (ionizujúce a iné typy žiarenia), určitých chemických zlúčenín a vírusov.
Ryža. 3.57. Typy chromozomálnych prestavieb
Porušenie integrity chromozómu môže byť sprevádzané otočením jeho časti umiestnenej medzi dvoma zlomami o 180° - inverzia. Rozlišujú sa v závislosti od toho, či daná oblasť zahŕňa oblasť centroméry alebo nie pericentrický A paracentrické inverzie(obr. 3.57).
Fragment chromozómu oddelený od neho počas zlomu môže bunka stratiť počas ďalšej mitózy, ak nemá centroméru. Častejšie je takýto fragment pripojený k jednému z chromozómov - premiestnenie.Často si dva poškodené nehomologické chromozómy navzájom vymieňajú oddelené časti - recipročná translokácia(obr. 3.57). Je možné pripojiť fragment k vlastnému chromozómu, ale na novom mieste - transpozície(obr. 3.57). Rôzne typy inverzií a translokácií sa teda vyznačujú zmenami v lokalizácii génov.
Chromozomálne prestavby sa zvyčajne prejavujú zmenami v morfológii chromozómov, ktoré možno pozorovať pod svetelným mikroskopom. Metacentrické chromozómy sa menia na submetacentrické a akrocentrické a naopak (obr. 3.58), objavujú sa kruhové a polycentrické chromozómy (obr. 3.59). Osobitnou kategóriou chromozomálnych mutácií sú aberácie spojené s centrickou fúziou alebo separáciou chromozómov, kedy sa dve nehomologické štruktúry spájajú do jednej – Robertsonova translokácia, alebo jeden chromozóm tvorí dva nezávislé chromozómy (obr. 3.60). Pri takýchto mutáciách sa objavujú nielen chromozómy s novou morfológiou, ale mení sa aj ich počet v karyotype.
Ryža. 3.58. Zmena tvaru chromozómov
v dôsledku pericentrických inverzií
Ryža. 3.59. Tvorba prstencov ( ja) a polycentrické ( II) chromozómy
Ryža. 3,60. Chromozomálne preskupenia spojené s centrickou fúziou
alebo oddelenie chromozómov spôsobuje zmeny v počte chromozómov
v karyotype
Ryža. 3.61. Slučka vytvorená počas konjugácie homológnych chromozómov, ktoré nesú nerovnaký dedičný materiál v zodpovedajúcich oblastiach v dôsledku chromozomálneho preskupenia
Popísané štrukturálne zmeny v chromozómoch sú zvyčajne sprevádzané zmenou genetického programu, ktorý dostanú bunky novej generácie po rozdelení materskej bunky, pretože sa mení kvantitatívny pomer génov (počas delení a duplikácií), charakter ich fungovania. zmeny v dôsledku zmeny relatívnej polohy v chromozóme (pri inverzii a transpozícii) alebo pri prechode do inej väzbovej skupiny (pri translokácii). Najčastejšie takéto štrukturálne zmeny v chromozómoch negatívne ovplyvňujú životaschopnosť jednotlivých somatických buniek tela, ale obzvlášť závažné dôsledky majú chromozomálne preskupenia vyskytujúce sa v prekurzoroch gamét.
Zmeny v štruktúre chromozómov v prekurzoroch gamét sú sprevádzané porušením procesu konjugácie homológov v meióze a ich následnou divergenciou. Delenie alebo duplikácia úseku jedného z chromozómov je teda počas konjugácie sprevádzaná tvorbou slučky homológom, ktorý má nadbytočný materiál (obr. 3.61). Recipročná translokácia medzi dvoma nehomologickými chromozómami vedie k vytvoreniu pri konjugácii nie bivalentného, ale kvadrivalentného, pri ktorom chromozómy vytvárajú krížový tvar v dôsledku príťažlivosti homológnych oblastí nachádzajúcich sa v rôznych chromozómoch (obr. 3.62). Účasť na recipročných translokáciách väčšieho počtu chromozómov s tvorbou polyvalentu je sprevádzaná tvorbou ešte zložitejších štruktúr pri konjugácii (obr. 3.63).
V prípade inverzie bivalent, ktorý vzniká v profáze I meiózy, tvorí slučku, ktorá obsahuje vzájomne prevrátený úsek (obr. 3.64).
Konjugácia a následná divergencia štruktúr tvorených zmenenými chromozómami vedie k objaveniu sa nových chromozomálnych prestavieb. Výsledkom je, že gaméty, ktoré dostávajú menejcenný dedičný materiál, nie sú schopné zabezpečiť vytvorenie normálneho organizmu novej generácie. Dôvodom je narušenie vzťahu medzi génmi, ktoré tvoria jednotlivé chromozómy, a ich relatívnej polohy.
Napriek všeobecne nepriaznivým dôsledkom chromozomálnych mutácií sa však niekedy ukáže, že sú kompatibilné so životom bunky a organizmu a poskytujú príležitosť na vývoj chromozómovej štruktúry, ktorá je základom biologickej evolúcie. Malé divízie teda môžu pretrvávať v heterozygotnom stave niekoľko generácií. Duplikácie sú menej škodlivé ako delenia, aj keď veľký objem materiálu vo zvýšenej dávke (viac ako 10 % genómu) vedie k smrti organizmu.
Ryža. 3.64. Konjugácia chromozómov počas inverzií:
ja- paracentrická inverzia v jednom z homológov, II- periidentická inverzia v jednom z homológov
Robertsonove translokácie sa často ukážu ako životaschopné, často nie sú spojené so zmenou objemu dedičného materiálu. To môže vysvetliť variácie v počte chromozómov v bunkách organizmov blízko príbuzných druhov. Napríklad u rôznych druhov Drosophila sa počet chromozómov v haploidnej sade pohybuje od 3 do 6, čo sa vysvetľuje procesmi fúzie a separácie chromozómov. Možno významný moment vo vzhľade druhu Homo sapiens u jeho opičieho predka došlo k štrukturálnym zmenám v chromozómoch. Zistilo sa, že dve ramená veľkého druhého ľudského chromozómu zodpovedajú dvom rôznym chromozómom moderných ľudoopov (12. a 13. pre šimpanzy, 13. a 14. pre gorily a orangutany). Tento ľudský chromozóm vznikol pravdepodobne ako výsledok centrickej fúzie dvoch opičích chromozómov, podobne ako Robertsonova translokácia.
Translokácie, transpozície a inverzie vedú k významným variáciám v morfológii chromozómov, ktoré sú základom ich vývoja. Analýza ľudských chromozómov ukázala, že jeho 4., 5., 12. a 17. chromozóm sa líši od zodpovedajúcich šimpanzích chromozómov pericentrickými inverziami.
Zmeny v chromozomálnej organizácii, ktoré majú najčastejšie nepriaznivý vplyv na životaschopnosť bunky a organizmu, teda s určitou pravdepodobnosťou môžu byť sľubné, dedia sa v rade generácií buniek a organizmov a vytvárajú predpoklady pre evolúciu chromozomálna organizácia dedičného materiálu.
Táto brožúra obsahuje informácie o tom, čo sú to chromozomálne poruchy, ako sa môžu dediť a aké problémy s nimi môžu byť spojené. Táto brožúra nemôže nahradiť vašu komunikáciu s lekárom, ale môže vám pomôcť prediskutovať problémy, ktoré vás zaujímajú.
Pre lepšie pochopenie toho, čo sú chromozomálne poruchy, bude najprv užitočné vedieť, čo sú to gény a chromozómy.
Čo sú to gény a chromozómy?
Naše telo sa skladá z miliónov buniek. Väčšina buniek obsahuje kompletnú sadu génov. Človek má tisíce génov. Gény možno prirovnať k pokynom, ktoré slúžia na riadenie rastu a koordinovaného fungovania celého organizmu. Gény sú zodpovedné za mnohé vlastnosti nášho tela, ako je farba očí, krvná skupina alebo výška.
Gény sa nachádzajú na vláknitých štruktúrach nazývaných chromozómy. Normálne väčšina buniek v tele obsahuje 46 chromozómov. Chromozómy nám odovzdávajú naši rodičia – 23 od mamy a 23 od otca, takže často vyzeráme ako naši rodičia. Máme teda dve sady 23 chromozómov alebo 23 párov chromozómov. Pretože gény sú umiestnené na chromozómoch, dedíme dve kópie každého génu, jednu kópiu od každého rodiča. Chromozómy (a teda aj gény) sú tvorené chemickou zlúčeninou nazývanou DNA.
Obrázok 1: Gény, chromozómy a DNA
Chromozómy (pozri obrázok 2), očíslované 1 až 22, sú rovnaké u mužov a žien. Takéto chromozómy sa nazývajú autozómy. Chromozómy 23. páru sa u žien a mužov líšia a nazývajú sa pohlavné chromozómy. Existujú 2 varianty pohlavných chromozómov: chromozóm X a chromozóm Y. Normálne majú ženy dva chromozómy X (XX), jeden z nich sa prenáša od matky, druhý od otca. Za normálnych okolností majú muži jeden chromozóm X a jeden chromozóm Y (XY), pričom chromozóm X sa prenáša od matky a chromozóm Y od otca. Obrázok 2 teda ukazuje chromozómy muža, keďže posledný, 23., pár je reprezentovaný kombináciou XY.
Obrázok 2: 23 párov chromozómov rozdelených podľa veľkosti; Chromozóm číslo 1 je najväčší. Posledné dva chromozómy sú pohlavné chromozómy.
Chromozomálne zmeny
Správna sada chromozómov je veľmi dôležitá pre normálny vývoj človeka. Je to spôsobené tým, že gény, ktoré dávajú „pokyny na činnosť“ bunkám nášho tela, sa nachádzajú na chromozómoch. Akákoľvek zmena v počte, veľkosti alebo štruktúre našich chromozómov môže znamenať zmenu v množstve alebo sekvencii genetickej informácie. Takéto zmeny môžu viesť k problémom s učením, vývojovým oneskoreniam a iným zdravotným problémom dieťaťa.
Chromozomálne zmeny môžu byť dedené od rodičov. Najčastejšie k chromozomálnym zmenám dochádza pri tvorbe vajíčka alebo spermie, prípadne pri oplodnení (nové mutácie, resp. de novo mutácie). Tieto zmeny nie je možné kontrolovať.
Existujú dva hlavné typy chromozomálnych zmien. Zmena počtu chromozómov. Pri takejto zmene dochádza k zvýšeniu alebo zníženiu počtu kópií ktoréhokoľvek chromozómu. Zmeny v štruktúre chromozómov. Pri takejto zmene sa poškodí materiál ktoréhokoľvek chromozómu, prípadne sa zmení sekvencia génov. Je možný výskyt dodatočnej alebo straty časti pôvodného chromozomálneho materiálu.
V tejto brožúre sa pozrieme na chromozomálne delécie, duplikácie, inzercie, inverzie a kruhové chromozómy. Ak máte záujem o informácie o chromozomálnych translokáciách, pozrite si brožúru „Chromozomálne translokácie“.
Zmena počtu chromozómov.
Normálne každá ľudská bunka obsahuje 46 chromozómov. Niekedy sa však dieťa narodí buď s viac alebo menej chromozómami. V tomto prípade sa teda objavuje buď nadmerný alebo nedostatočný počet génov potrebných na reguláciu rastu a vývoja organizmu.
Jedným z najbežnejších príkladov genetickej poruchy spôsobenej nadmerným počtom chromozómov je Downov syndróm. Bunky ľudí s týmto ochorením majú 47 chromozómov namiesto zvyčajných 46, pretože namiesto dvoch sú tri kópie chromozómu 21. Ďalšími príkladmi chorôb spôsobených nadmerným počtom chromozómov sú Edwardsov a Patauov syndróm.
Obrázok 3: Chromozómy dievčaťa (posledný pár chromozómov XX) s Downovým syndrómom. Namiesto dvoch sú viditeľné tri kópie chromozómu 21.
Zmeny v štruktúre chromozómov.
K zmenám v štruktúre chromozómov dochádza vtedy, keď sa poškodí materiál na konkrétnom chromozóme alebo sa zmení sekvencia génov. Štrukturálne zmeny zahŕňajú aj nadbytok alebo stratu určitého chromozomálneho materiálu. To sa môže stať niekoľkými spôsobmi, ktoré sú popísané nižšie.
Zmeny v štruktúre chromozómov môžu byť veľmi malé a pre laboratórnych technikov môže byť ťažké ich odhaliť. Aj keď sa však zistí štrukturálna zmena, často je ťažké predpovedať vplyv tejto zmeny na zdravie konkrétneho dieťaťa. To môže byť frustrujúce pre rodičov, ktorí chcú komplexné informácie o budúcnosti svojho dieťaťa.
Premiestnenia
Ak sa chcete dozvedieť viac o translokáciách, pozrite si brožúru Chromozomálne translokácie.
vymazania
Termín "chromozomálna delécia" znamená, že časť chromozómu je stratená alebo skrátená. Delécia sa môže vyskytnúť na ktoromkoľvek chromozóme a pozdĺž ktorejkoľvek časti chromozómu. Výmaz môže mať akúkoľvek veľkosť. Ak materiál (gény) stratený počas vymazávania obsahoval dôležité informácie pre telo, dieťa môže mať problémy s učením, vývojové oneskorenie a iné zdravotné problémy. Závažnosť týchto prejavov závisí od veľkosti stratenej časti a umiestnenia v chromozóme. Príkladom takejto choroby je Joubertov syndróm.
Duplikácie
Termín "chromozomálna duplikácia" znamená, že časť chromozómu je zdvojená, čo vedie k prebytku genetickej informácie. Tento nadbytok chromozomálneho materiálu znamená, že telo dostáva príliš veľa „pokynov“, čo môže viesť k problémom s učením, vývojovým oneskoreniam a iným zdravotným problémom dieťaťa. Príkladom ochorenia spôsobeného duplikáciou časti chromozomálneho materiálu je motoricko-senzorická neuropatia typu IA.
Vložky
Chromozomálna inzercia (inzercia) znamená, že časť chromozómového materiálu je „nemiestna“ na rovnakom alebo inom chromozóme. Ak sa celkové množstvo chromozomálneho materiálu nezmenilo, potom je takýto človek zvyčajne zdravý. Ak však takýto pohyb vedie k zmene množstva chromozomálneho materiálu, potom môže osoba pociťovať problémy s učením, oneskorenie vo vývoji a iné zdravotné problémy dieťaťa.
Prstencové chromozómy
Pojem „kruhový chromozóm“ znamená, že konce chromozómu sa spojili a chromozóm nadobudol tvar kruhu (ľudské chromozómy majú za normálnych okolností lineárnu štruktúru). K tomu zvyčajne dochádza, keď sú oba konce toho istého chromozómu skrátené. Zvyšné konce chromozómu sa stanú „lepkavými“ a spoja sa, aby vytvorili „prsteň“. Dôsledky tvorby kruhových chromozómov pre telo závisia od veľkosti delécií na koncoch chromozómu.
Inverzie
Chromozomálna inverzia znamená zmenu v chromozóme, v ktorej je časť chromozómu otočená a gény v tejto oblasti sú usporiadané v opačnom poradí. Vo väčšine prípadov je nositeľ inverzie zdravý.
Ak má rodič nezvyčajné chromozomálne preskupenie, ako to môže ovplyvniť dieťa?
Pre každé tehotenstvo existuje niekoľko možných výsledkov:
- Dieťa môže dostať úplne normálnu sadu chromozómov.
- Dieťa môže zdediť rovnaké chromozomálne preskupenie, aké má rodič.
- Dieťa môže mať problémy s učením, vývojové oneskorenie alebo iné zdravotné problémy.
- Spontánne prerušenie tehotenstva je možné.
Nositeľ chromozomálnej prestavby teda môže porodiť zdravé deti a v mnohých prípadoch sa to presne deje. Keďže každá zmena je jedinečná, vašu konkrétnu situáciu by ste mali prekonzultovať s genetikom. Často sa stáva, že sa dieťa narodí s chromozomálnou prestavbou, napriek tomu, že chromozomálny súbor rodičov je normálny. Takéto reštrukturalizácie sa nazývajú novovzniknuté alebo vznikli „de novo“ (z latinského slova). V týchto prípadoch je riziko opätovného narodenia dieťaťa s chromozomálnou prestavbou u tých istých rodičov veľmi malé.
Diagnostika chromozomálnych prestavieb
Je možné vykonať genetickú analýzu na identifikáciu nosičov chromozomálnych preskupení. Na analýzu sa odoberie vzorka krvi a krvné bunky sa vyšetria v špecializovanom laboratóriu, aby sa identifikovali chromozomálne prestavby. Táto analýza sa nazýva karyotypizácia. Je tiež možné urobiť test počas tehotenstva na vyhodnotenie fetálnych chromozómov. Toto vyšetrenie sa nazýva prenatálna diagnostika a túto otázku je potrebné prediskutovať s genetikom. Podrobnejšie informácie o tejto téme sú uvedené v brožúrach „Odber choriových klkov“ a „Amniocentéza“.
Ako to ovplyvňuje ostatných členov rodiny?
Ak má jeden z členov vašej rodiny chromozomálne preskupenie, možno budete chcieť tento problém prediskutovať s ostatnými členmi rodiny. To dá ostatným príbuzným v prípade potreby možnosť podrobiť sa vyšetreniu (analýze chromozómov v krvinkách), aby sa zistilo, či sú nositeľmi chromozomálnej prestavby. To môže byť dôležité najmä pre príbuzných, ktorí už majú deti alebo plánujú tehotenstvo. Ak nie sú nositeľmi chromozomálnej prestavby, nemôžu ju preniesť na svoje deti. Ak sú nosičmi, môže im byť ponúknuté testovanie počas tehotenstva na analýzu fetálnych chromozómov.
Pre niektorých ľudí je ťažké diskutovať o problémoch spojených s chromozomálnymi preskupeniami s rodinnými príslušníkmi. Môžu sa báť rušenia členov rodiny. V niektorých rodinách majú ľudia kvôli tomu problémy s komunikáciou a strácajú vzájomné porozumenie s príbuznými. Genetickí lekári majú zvyčajne rozsiahle skúsenosti s riešením týchto typov rodinných situácií a môžu vám pomôcť prediskutovať problém s ostatnými členmi rodiny.
Čo je dôležité mať na pamäti
- Chromozomálne preskupenia môžu byť buď zdedené od rodičov, alebo sa môžu vyskytnúť počas oplodnenia.
- Perestrojka sa nedá napraviť – zostáva na celý život.
- Perestrojka nie je nákazlivá, jej nositeľom môže byť napríklad darca krvi.
- Ľudia sa často cítia vinní, pretože v ich rodine existuje problém, akým je chromozomálne preskupenie. Je dôležité si uvedomiť, že to nie je nikoho chyba ani výsledok konania niekoho iného.
- Väčšina nositeľov vyvážených prestavieb môže mať zdravé deti.