ترتبط الطفرات الجينية بالتغيرات في عدد الكروموسومات وبنيتها

انتظار ولادة الطفل أجمل شيءالوقت للآباء ، ولكن الأسوأ أيضًا. يشعر الكثير من الناس بالقلق من أن الطفل قد يولد مع أي إعاقات جسدية أو عقلية.

العلم لا يقف ساكنًا ، فمن الممكن فحص الطفل بحثًا عن تشوهات في النمو في مراحل صغيرة من الحمل. يمكن لجميع هذه الاختبارات تقريبًا إظهار ما إذا كان كل شيء طبيعيًا مع الطفل.

لماذا يحدث نفس الشيءيمكن للوالدين أن يلدوا أطفالًا مختلفين تمامًا - طفل سليم وطفل معاق؟ الجينات تحدد هذا. في ولادة طفل غير مكتمل النمو أو طفل يعاني من إعاقات جسدية ، تؤثر الطفرات الجينية المرتبطة بالتغيير في بنية الحمض النووي. دعنا نتحدث عن هذا بمزيد من التفصيل. فكر في كيفية حدوث ذلك ، وما هي الطفرات الجينية ، وأسبابها.

ما هي الطفرات؟

الطفرات فسيولوجية وبيولوجيةالتغييرات في الخلايا في بنية الحمض النووي. قد يكون السبب هو الإشعاع (أثناء الحمل ، لا يمكنك أخذ الأشعة السينية للإصابات والكسور) أو الأشعة فوق البنفسجية (التعرض الطويل للشمس أثناء الحمل أو التواجد في غرفة بها مصابيح الأشعة فوق البنفسجية مضاءة). أيضًا ، يمكن أن تكون هذه الطفرات موروثة من الأسلاف. يتم تصنيفهم جميعًا إلى أنواع.

الطفرات الجينية مع تغيرات في بنية الكروموسومات أو عددها

الطفرات الكروموسومية هي طفرات فيهايتم تغيير هيكل وعدد الكروموسومات. يمكن أن تتسرب مناطق الكروموسومات أو تتضاعف ، وتنتقل إلى منطقة غير متجانسة ، وتتحول عن القاعدة بمقدار مائة وثمانين درجة.

سبب ظهور مثل هذه الطفرة هو انتهاك في التقاطع.

ترتبط الطفرات الجينية بالتغيرات في بنية الكروموسومات أو عددها ، وهي سبب اضطرابات وأمراض خطيرة في الطفل. هذه الأمراض غير قابلة للشفاء.

أنواع الطفرات الصبغية

في المجموع ، هناك نوعان من الكروموسومات الأساسيةالطفرات: العددية والهيكلية. اختلال الصيغة الصبغية هو نوع من عدد الكروموسومات ، أي عندما ترتبط الطفرات الجينية بتغير في عدد الكروموسومات. هذا هو ظهور إضافي أو عدة من الأخير ، فقدان أي منها.

ترتبط الطفرات الجينية بالتغيرات الهيكلية في حالة تحطم الكروموسومات ثم إعادة توحيدها ، مما يؤدي إلى تعطيل التكوين الطبيعي.

أنواع الكروموسومات العددية

وفقًا لعدد الكروموسومات ، تنقسم الطفرات إلى اختلالات في الصيغة الصبغية ، أي الأنواع. دعونا ننظر في أهمها ، واكتشف الفرق.

• التثلث

التثلث الصبغي هو المظهر في النمط النووي للزيادةالكروموسومات. الحدوث الأكثر شيوعًا هو ظهور الكروموسوم الحادي والعشرين. يصبح سبب متلازمة داون ، أو كما يسمى هذا المرض ، تثلث الصبغي للكروموسوم الحادي والعشرين.

تم الكشف عن متلازمة باتو في الثالث عشر ، وبواسطةيتم تشخيص الكروموسوم الثامن عشر بمتلازمة إدواردز. هذه كلها تثلث صبغي جسدي. حالات التثلث الصبغي الأخرى غير قابلة للحياة ، فهي تموت في الرحم وتضيع أثناء الإجهاض التلقائي. هؤلاء الأفراد الذين يطورون كروموسومات جنسية إضافية (X ، Y) قادرون على البقاء. المظاهر السريرية لهذه الطفرات طفيفة جدا.

الطفرات الجينية المرتبطة بتغيير في العدد ،تنشأ لأسباب محددة. غالبًا ما تحدث التثلث الصبغي عندما تكون الكروموسومات متجانسة في الطور (الانقسام الاختزالي 1). نتيجة هذا التناقض هو أن كلا الكروموسومين يقعان في خلية واحدة فقط من خليتين ابنتيتين ، والثانية تبقى فارغة.

أقل شيوعًا ، قد يحدث عدم ارتباط الكروموسوم. تسمى هذه الظاهرة بانتهاك اختلاف الكروماتيدات الشقيقة. يحدث في الانقسام الاختزالي 2. هذا هو الحال تمامًا عندما يستقر كروموسومان متطابقان تمامًا في نفس المشيج ، مما يتسبب في حدوث زيجوت ثلاثي الذرات. يحدث عدم الانفصال في المراحل المبكرة من انقسام البويضة المخصبة. وبالتالي ، تنشأ نسخة من الخلايا الطافرة ، والتي يمكن أن تغطي جزءًا أكثر أو أقل من الأنسجة. في بعض الأحيان يظهر سريريًا.

يربط الكثيرون الكروموسوم الحادي والعشرين بـعمر الحامل ، ولكن هذا العامل لم يتم تأكيده بشكل لا لبس فيه حتى يومنا هذا. تظل أسباب عدم تشعب الكروموسومات مجهولة.

• أحادي

Monosomy هو عدم وجود أي من الجسيمات الذاتية. إذا حدث هذا ، ففي معظم الحالات لا يمكن حمل الجنين ، تحدث الولادة المبكرة في المراحل المبكرة. الاستثناء هو أحادي الصبغي بسبب الكروموسوم الحادي والعشرين. يمكن أن يكون سبب حدوث monosomy عدم انفصال الكروموسومات وفقدان الكروموسوم أثناء مساره في الطور الصاعد إلى الخلية.

على الكروموسومات الجنسية ، تؤدي أحادية الصبغي إلىتكوين جنين بنمط نووي XO. المظهر السريري لهذا النمط النووي هو متلازمة تيرنر. في ثمانين بالمائة من الحالات من أصل مائة ، يكون ظهور أحادي الصبغي على كروموسوم X يرجع إلى انتهاك الانقسام الاختزالي لأبي الطفل. ويرجع ذلك إلى عدم انفصال الكروموسومات X و Y. في الأساس ، يموت الجنين المصاب بالنمط النووي XO في الرحم.

حسب الكروموسومات الجنسية ، ينقسم التثلث الصبغي إلى ثلاثةالنوع: 47 XXY، 47 XXX، 47 XYY. متلازمة كلاينفيلتر هي التثلث الصبغي 47 XXY. مع هذا النمط النووي ، تنقسم فرص حمل طفل من خمسين إلى خمسين. يمكن أن يكون سبب هذه المتلازمة هو عدم انفصال الكروموسومات X أو عدم ارتباط تكوين الحيوانات المنوية X و Y. يمكن أن يحدث النمطان الثاني والثالث فقط في واحدة من بين ألف امرأة حامل ، ولا يظهران عمليًا وفي معظم الحالات يتم اكتشافهما بواسطة المتخصصين عن طريق الصدفة.

• تعدد الصبغيات

هذه هي الطفرات الجينية المرتبطة بالتغييرمجموعة الكروموسومات أحادية العدد. يمكن مضاعفة هذه المجموعات ثلاث مرات أو أربع مرات. غالبًا ما يتم تشخيص الإصابة بالثلاثية الصبغية فقط عند حدوث إجهاض تلقائي. كانت هناك عدة حالات تمكنت فيها الأم من إنجاب مثل هذا الطفل ، لكنهم ماتوا جميعًا قبل بلوغ الشهر الأول من العمر. تحدد آليات الطفرات الجينية في حالة التضاعف الثلاثي التباعد التام وعدم الاختلاف لجميع مجموعات الكروموسومات للخلايا الجرثومية الأنثوية أو الذكرية. أيضًا ، يمكن أن يكون الإخصاب المزدوج لبيضة واحدة بمثابة آلية. في هذه الحالة ، تتدهور المشيمة. يسمى هذا الولادة الجديد بانجراف المثانة. كقاعدة عامة ، تؤدي هذه التغييرات إلى تطور الاضطرابات العقلية والفسيولوجية لدى الطفل ، وإنهاء الحمل.

ما هي الطفرات الجينية المرتبطة بتغيير في بنية الكروموسومات

التغيرات الهيكلية في الكروموسوماتنتيجة تمزق (تدمير) الكروموسوم. نتيجة لذلك ، تتحد هذه الكروموسومات وتعطل مظهرها السابق. يمكن أن تكون هذه التعديلات غير متوازنة ومتوازنة. المتوازنة ليس لديها فائض أو نقص في المواد ، وبالتالي فهي لا تظهر. يمكن أن تظهر نفسها فقط في تلك الحالات إذا كان هناك جين مهم وظيفيًا في موقع تدمير الكروموسوم. قد تحتوي المجموعة المتوازنة على أمشاج غير متوازنة. نتيجة لذلك ، يمكن أن يتسبب إخصاب البويضة بمثل هذه الأمشاج في ظهور جنين بمجموعة كروموسوم غير متوازنة. مع مثل هذه المجموعة ، يكون لدى الجنين عدد من التشوهات ، تظهر أنواع شديدة من الأمراض.

أنواع التعديلات الهيكلية

تحدث الطفرات الجينية على المستوى التعليميالأمشاج. من المستحيل منع هذه العملية ، تمامًا كما يستحيل معرفة مسبقًا أن مثل هذه الطفرات يمكن أن تحدث. هناك عدة أنواع من التعديلات الهيكلية.

• الحذف

يرتبط هذا التغيير بفقدان جزء من الكروموسوم.بعد هذا التمزق ، يصبح الكروموسوم أقصر ويفقد الجزء الممزق أثناء الانقسام الإضافي للخلية. الحذف الخلالي يحدث عندما ينكسر كروموسوم واحد في عدة أماكن في وقت واحد. عادة ما تخلق هذه الكروموسومات جنينًا غير قابل للحياة. ولكن هناك حالات نجا فيها الأطفال ، ولكن بسبب هذه المجموعة من الكروموسومات ، أصيبوا بمتلازمة وولف هيرشورن ، "صرخة القطة".

• الازدواجية

تحدث هذه الطفرات الجينية على مستوى تنظيم مناطق الحمض النووي المضاعفة. في الأساس ، لا يمكن أن يسبب الازدواجية مثل هذه الأمراض التي تسبب الحذف.

• الترجمة

يحدث النقل بسبب النقلالمادة الوراثية من كروموسوم إلى آخر. إذا كان هناك انقطاع في العديد من الكروموسومات في نفس الوقت وتبادلوا المقاطع ، فإن هذا يصبح سبب حدوث الانتقال المتبادل. يحتوي النمط النووي لمثل هذا الانتقال على ستة وأربعين كروموسومًا فقط. يتم الكشف عن نفس الإزاحة فقط من خلال تحليل ودراسة مفصلة للكروموسوم.

تغيير تسلسل النوكليوتيدات

ترتبط الطفرات الجينية بالتغييرمتواليات النوكليوتيدات ، عند التعبير عنها في تعديل هياكل بعض أقسام الحمض النووي. وفقًا للعواقب ، تنقسم هذه الطفرات إلى نوعين - دون تغيير في إطار القراءة وبتحول. لمعرفة الأسباب الدقيقة للتغييرات في أقسام الحمض النووي ، عليك التفكير في كل نوع على حدة.

طفرة انزياح الإطار

ترتبط هذه الطفرات الجينية بالتغيير والاستبدالأزواج النوكليوتيدات في بنية الحمض النووي. مع مثل هذه الاستبدالات ، لا يتم فقد طول الحمض النووي ، ولكن فقدان واستبدال الأحماض الأمينية ممكن. هناك احتمال أن يتم الحفاظ على بنية البروتين ، سيكون هذا هو انحلال الشيفرة الجينية. دعونا نفكر بالتفصيل في كلا متغيري التنمية: مع وبدون استبدال الأحماض الأمينية.

طفرة استبدال الأحماض الأمينية

استبدال بقايا الأحماض الأمينية في التركيبةتسمى عديدات الببتيدات الطفرات الخاطئة. يوجد في جزيء الهيموغلوبين البشري أربع سلاسل - اثنتان "أ" (تقعان على الكروموسوم السادس عشر) واثنتان "ب" (ترميزان على الكروموسوم الحادي عشر). إذا كان "b" سلسلة عادية ، ويحتوي على مائة وستة وأربعين من مخلفات الأحماض الأمينية ، والسادس عبارة عن جلوتاميك ، فسيكون الهيموجلوبين طبيعيًا. في هذه الحالة ، يجب ترميز حمض الجلوتاميك بواسطة GAA الثلاثي. إذا تم استبدال GAA بـ GTA ، بسبب الطفرة ، ثم يتم تكوين فالين في جزيء الهيموجلوبين بدلاً من حمض الجلوتاميك. وبالتالي ، بدلاً من الهيموجلوبين الطبيعي HbA ، سيظهر الهيموجلوبين HbS آخر. وبالتالي ، فإن استبدال حمض أميني واحد ونيوكليوتيد واحد سيسبب مرضًا خطيرًا - فقر الدم المنجلي.

يتجلى هذا المرض في حقيقة أن خلايا الدم الحمراءتصبح في شكل مثل المنجل. على هذا النحو ، فهم غير قادرين على توصيل الأكسجين بشكل طبيعي. إذا ، على المستوى الخلوي ، فإن متجانسة الزيجوت لديها صيغة HbS / HbS ، فإن هذا يؤدي إلى وفاة الطفل في مرحلة الطفولة المبكرة. إذا كانت الصيغة هي HbA / HbS ، فإن خلايا الدم الحمراء لها شكل ضعيف من التغيير. هذا التغيير الطفيف له صفة مفيدة تتمثل في مقاومة الملاريا. في البلدان التي يكون فيها خطر الإصابة بالملاريا هو نفسه كما هو الحال في سيبيريا بالنسبة لنزلات البرد ، يحمل هذا التغيير ميزة مفيدة.

طفرة بدون استبدال الأحماض الأمينية

بدائل النوكليوتيدات بدون تبادل الأحماض الأمينيةتسمى طفرات سيمسن. إذا تم استبدال GAA بـ GAG في منطقة DNA المشفرة للسلسلة "b" ، فبسبب وفرة الشفرة الجينية ، لا يمكن أن يحدث استبدال حمض الجلوتاميك. لن يتغير هيكل السلسلة ولن يكون هناك تعديلات في خلايا الدم الحمراء.

طفرات تحول الإطار

ترتبط هذه الطفرات الجينية بتغيير في الطولالحمض النووي. يمكن أن يصبح الطول أقصر أو أطول ، اعتمادًا على فقدان أو إضافة أزواج النوكليوتيدات. وبالتالي ، سيتم تغيير بنية البروتين بالكامل.

قد يحدث تثبيط داخل الجين.تحدث هذه الظاهرة عندما يكون هناك نوعان من الطفرات التي تلغي بعضهما البعض. هذه هي اللحظة التي ينضم فيها زوج النيوكليوتيدات بعد فقدان أحدهما ، والعكس صحيح.

طفرات لا معنى لها

هذه مجموعة خاصة من الطفرات.نادرًا ما يحدث ، في حالته ، ظهور رموز التوقف. يمكن أن يحدث هذا مع فقدان أزواج النوكليوتيدات والتعلق بها. عندما تظهر رموز التوقف ، يتوقف تخليق عديد الببتيد تمامًا. يمكن أن تتكون الأليلات الفارغة بهذه الطريقة. لن يتطابق أي من البروتينات مع هذا.

هناك شيء مثل قمع الجينات. هذه ظاهرة تحدث عندما تكبت طفرة في بعض الجينات طفرات في جينات أخرى.

هل تم الكشف عن التغييرات أثناء الحمل؟

الطفرات الجينية المرتبطة بتغيير في العدديمكن تحديد الكروموسومات في معظم الحالات. لمعرفة ما إذا كان الجنين يعاني من عيوب تنموية ومرضية ، يتم إجراء الفحص في الأسابيع الأولى من الحمل (من عشرة إلى ثلاثة عشر أسبوعًا). هذه سلسلة من الفحوصات البسيطة: فحص الدم من الإصبع والوريد ، الموجات فوق الصوتية. في الفحص بالموجات فوق الصوتية ، يتم فحص الجنين وفقًا لمعايير جميع الأطراف والأنف والرأس. هذه المعلمات ، مع وجود تناقض كبير مع المعايير ، تشير إلى أن الطفل يعاني من عيوب في النمو. يتم تأكيد هذا التشخيص أو رفضه بناءً على نتائج فحص الدم.

أيضا تحت إشراف طبي دقيقهناك أمهات حوامل ، قد يصاب أطفالهن بطفرات وراثية على المستوى الجيني. أي ، هؤلاء هم النساء اللواتي في أسرهن وُلدت حالات ولادة طفل مصاب بإعاقات عقلية أو جسدية تم تحديدها من خلال متلازمة داون ومتلازمة باتو وأمراض وراثية أخرى.