מוטציות גנטיות קשורות לשינויים במספר ומבנה הכרומוזומים

לחכות ללידת ילד זה הדבר הכי יפהזמן להורים, אבל גם הגרוע ביותר. אנשים רבים חוששים כי תינוק עלול להיוולד עם מוגבלות כלשהי, מוגבלות פיזית או נפשית.

המדע לא עומד במקום, אפשר לבדוק את התינוק לגבי חריגות התפתחותיות בשלבים קטנים של ההריון. כמעט כל הבדיקות הללו יכולות להראות אם הכל תקין עם הילד.

מדוע זה קורה אותו דברהורים יכולים להיוולד ילדים שונים לחלוטין - ילד בריא וילד עם מוגבלות? גנים קובעים זאת. בלידה של תינוק לא מפותח או ילד עם מוגבלות פיזית, מוטציות גנטיות הקשורות לשינויים במבנה ה- DNA משפיעות. בואו נדבר על כך ביתר פירוט. שקול כיצד זה קורה, מהן מוטציות גנטיות והגורמים להן.

מהן מוטציות?

מוטציות הן פיזיולוגיות וביולוגיותשינויים בתאים במבנה ה- DNA. הסיבה עשויה להיות קרינה (במהלך ההריון אינך יכול לבצע צילומי רנטגן, בגלל פציעות ושברים), קרני אולטרה סגול (חשיפה ממושכת לשמש במהלך ההריון או שהייה בחדר עם מנורות אולטרה סגולות דולקות). כמו כן, מוטציות כאלה יכולות לעבור בירושה מאבות קדומים. כולם מסווגים לסוגים.

מוטציות גנטיות עם שינויים במבנה הכרומוזומים או במספרם

מוטציות כרומוזומליות הן מוטציות בהןמבנה וכמות הכרומוזומים משתנים. אזורים כרומוזומליים יכולים לנשור או להכפיל, לעבור לאזור לא הומולוגי, להפוך מהמקובל במאה ושמונים מעלות.

הסיבה להופעתה של מוטציה כזו היא הפרה של מעבר.

מוטציות גנטיות קשורות לשינויים במבנה הכרומוזומים או במספרם, הם הגורם להפרעות ומחלות קשות אצל התינוק. מחלות כאלה אינן ניתנות לריפוי.

סוגי מוטציות כרומוזומליות

בסך הכל ישנם שני סוגים של כרומוזומלים בסיסייםמוטציות: מספריות ומבניות. אנטפלואידיה היא מין לפי מספר הכרומוזומים, כלומר כאשר מוטציות גנטיות קשורות לשינוי במספר הכרומוזומים. זהו הופעתם של נוספים או כמה מהאחרונים, אובדן של כל אחד מהם.

מוטציות גנטיות קשורות לשינויים מבניים במקרה בו הכרומוזומים נשברים ומתאחדים לאחר מכן, ומשבשים את התצורה הרגילה.

סוגי כרומוזומים מספריים

על פי מספר הכרומוזומים, מוטציות מתחלקות לאנפלואידיות, כלומר מינים. בואו ניקח בחשבון את העיקריות, נגלה את ההבדל.

• טריזומיה

טריזומיה היא המופע בקריוטיפ של עודףכרומוזומים. המופע השכיח ביותר הוא הופעת הכרומוזום העשרים ואחת. זה הופך להיות הגורם לתסמונת דאון, או, כפי שמכנים את זה גם מחלה, טריזומיה של הכרומוזום העשרים ואחת.

תסמונת פטאו מתגלה על ידי השלוש עשרה, ועל ידיהכרומוזום השמונה עשר מאובחן כסובל מתסמונת אדוארדס. כל אלה הם טריזומיות אוטוזומליות. טריזומיות אחרות אינן קיימות, הן מתות ברחם ואובדות במהלך הפלות ספונטניות. אותם אנשים המפתחים כרומוזומי מין נוספים (X, Y) קיימים. הביטוי הקליני למוטציות כאלה הוא מאוד מינורי.

מוטציות גנטיות הקשורות לשינוי במספר,מתעוררים מסיבות ספציפיות. טריזומיות יכולות להופיע לרוב כאשר כרומוזומים הם הומולוגיים באנאפאזה (מיוזה 1). התוצאה של אי התאמה זו היא ששני הכרומוזומים נופלים רק לאחד משני תאי הבת, השני נשאר ריק.

בתדירות נמוכה יותר, הפרעה בתפקוד כרומוזום עלולה להתרחש.תופעה זו נקראת הפרה של הסטייה של כרומטידות אחות. זה קורה במיוזה 2. זה בדיוק המקרה כששני כרומוזומים זהים לחלוטין מתיישבים באותה משחקה, וגורמים לזיגוטה טריסומית. הפרעה לא מתרחשת בשלבים הראשונים של מחשוף ביצית שהופרה. לפיכך, נוצר שיבוט של תאים מוטנטים, שיכולים לכסות פחות או יותר חלק מהרקמות. לפעמים זה מופיע קלינית.

רבים מקשרים את הכרומוזום העשרים ואחתאת גיל האישה ההרה, אך גורם זה לא אושר באופן חד משמעי עד עצם היום הזה. הסיבות לכך שכרומוזומים אינם מתפצלים נותרו לא ידועות.

• מונוזומיה

מונוזומיה היא היעדר אף אחד מהאוטוסומים.אם זה קורה, אז ברוב המקרים לא ניתן לשאת את העובר, לידה מוקדמת מתרחשת בשלבים הראשונים. היוצא מן הכלל הוא מונוזומיה עקב הכרומוזום העשרים ואחת. הסיבה שבגללה מתרחשת מונוזומיה יכולה להיות גם הפרדה לא כרומוזומית וגם אובדן כרומוזום במהלך דרכו באנאפאזה לתא.

על כרומוזומי מין, מונוזומיה מובילה להיווצרות של עובר עם קריוטיפ XO. הביטוי הקליני של קריוטיפ זה הוא תסמונת טרנר. בשמונים אחוז מהמקרים מתוך מאה, הופעת מונוזומיה על כרומוזום X נובעת מהפרה של המיוזה של אבא של הילד. הסיבה לכך היא הניתוח הלא כרומוזומי X ו- Y. בעיקרון, העובר עם קריוטיפ XO מת ברחם.

לפי כרומוזומי מין, טריזומיה מחולקת לשלושהסוג: 47 XXY, 47 XXX, 47 XYY. תסמונת קלינפלטר היא טריזומיה 47 XXY. עם קריוטיפ כזה, הסיכויים להביא ילד לעולם מחולקים בין חמישים לחמישים. הגורם לתסמונת זו עשוי להיות הפרדה של כרומוזומים X או הפרדה של spermatogenesis X ו- Y. הקריוטיפים השני והשלישי יכולים להופיע רק אצל אחת מכל אלף נשים בהריון, הם כמעט לא מופיעים וברוב המקרים הם מתגלים על ידי מומחים די במקרה.

• פוליפלואידיות

מדובר במוטציות גנטיות הקשורות לשינויסט כרומוזומים הפלואידי. ניתן לשלש קבוצות אלו או להכפיל פי ארבעה. Triploidy מאובחן לרוב רק כאשר התרחשה הפלה ספונטנית. היו מספר מקרים שהאם הצליחה ללדת תינוק כזה, אך כולם מתו לפני שהגיעה לגיל חודש. מנגנוני המוטציות הגנטיות במקרה של טריפלודיה קובעים את ההבדל והאי-דיברגנציה של כל קבוצות הכרומוזומים של תאי נבט נקביים או זכר. כמו כן, הפריה כפולה של ביצה אחת יכולה לשמש מנגנון. במקרה זה השליה מתנוונת. לידה מחדש זו נקראת סחף בשלפוחית ​​השתן. ככלל, שינויים כאלה מובילים להתפתחות הפרעות נפשיות ופיזיולוגיות אצל התינוק, הפסקת הריון.

אילו מוטציות גנטיות קשורות לשינוי במבנה הכרומוזומים

שינויים מבניים בכרומוזומים הםתוצאה של קרע (הרס) של הכרומוזום. כתוצאה מכך כרומוזומים אלה מתאחדים, ומשבשים את הופעתם הקודמת. שינויים אלה יכולים להיות לא מאוזנים ומאוזנים. למאוזנים אין עודף או מחסור בחומר, ולכן הם לא מופיעים. הם יכולים לבוא לידי ביטוי רק באותם מקרים אם באתר הרס הכרומוזום היה גן חשוב מבחינה תפקודית. ערכה מאוזנת עשויה לכלול משחקים לא מאוזנים. כתוצאה מכך, הפריית ביצית עם תאי מין כאלה עלולה לגרום להופעת עובר עם מערכת כרומוזומים לא מאוזנת. עם קבוצה כזו, לעובר יש מספר מומים, מופיעים סוגים חמורים של פתולוגיה.

סוגי שינויים מבניים

מוטציות גנים מתרחשות ברמה החינוכיתגיימטים. אי אפשר למנוע את התהליך הזה, כמו שאי אפשר לדעת מראש שמוטציות כאלה יכולות להתרחש. ישנם מספר סוגים של שינויים מבניים.

• מחיקות

שינוי זה קשור לאובדן חלק מהכרומוזום.לאחר קרע כזה, הכרומוזום נעשה קצר יותר, וחלקו הקרוע הולך לאיבוד במהלך חלוקת תאים נוספת. מחיקות ביניים הן כאשר כרומוזום אחד נשבר בכמה מקומות בו זמנית. כרומוזומים כאלה יוצרים בדרך כלל עובר לא בר-קיימא. אך ישנם גם מקרים בהם תינוקות שרדו, אך בגלל מערכת כרומוזומים שכזו הייתה להם תסמונת וולף-הירשהורן, "בכי חתול".

• כפילויות

מוטציות גנטיות אלה מתרחשות ברמת הארגון של אזורי DNA מוכפלים. בעיקרון, שכפול אינו יכול לגרום לפתולוגיות כאלה הגורמות למחיקות.

• טרנסלוקציות

טרנסלוקציה מתרחשת עקב העברהחומר גנטי מכרומוזום אחד למשנהו. אם הפסקה מתרחשת בו זמנית בכמה כרומוזומים והם מחליפים מקטעים, זה הופך להיות הגורם להופעת טרנסלוקציה הדדית. לקריוטיפ של טרנסלוקציה כזו יש רק ארבעים ושש כרומוזומים. אותה טרנסלוקציה מתגלה רק באמצעות ניתוח ומחקר מפורט של הכרומוזום.

שינוי רצף הנוקליאוטידים

מוטציות גנטיות קשורות לשינוירצפי נוקליאוטידים, כאשר הם באים לידי ביטוי בשינוי המבנים של חלקים מסוימים של ה- DNA. על פי ההשלכות, מוטציות כאלה מתחלקות לשני סוגים - ללא תזוזה במסגרת הקריאה ועם תזוזה. כדי לדעת בדיוק את הסיבות לשינויים בקטעי ה- DNA, עליך לשקול כל סוג בנפרד.

אין מוטציה של שינוי מסגרת

מוטציות גנטיות אלה קשורות לשינוי והחלפהזוגות נוקליאוטידים במבנה ה- DNA. עם תחליפים כאלה, אורך ה- DNA לא הולך לאיבוד, אך אובדן והחלפת חומצות אמינו אפשרי. יש אפשרות שמבנה החלבון יישמר, זה יהיה הניוון של הקוד הגנטי. הבה נבחן בפירוט את שתי גרסאות הפיתוח: עם ובלי החלפת חומצות אמינו.

מוטציה בתחליפי חומצות אמינו

החלפת שאריות חומצות האמינו בהרכבפוליפפטידים נקראים מוטציות של מיסנס. במולקולת ההמוגלובין האנושית יש ארבע שרשראות - שתיים "a" (הממוקמות על הכרומוזום השש עשרה) ושתי "b" (קידוד בכרומוזום האחד עשר). אם "b" הוא שרשרת רגילה, והיא מכילה מאה ארבעים ושש שאריות חומצות אמינו, והשישית היא גלוטמית, אז ההמוגלובין יהיה תקין. במקרה זה, החומצה הגלוטמית חייבת להיות מקודדת על ידי שלישיית GAA. אם עקב המוטציה GAA מוחלף ב- GTA, אז וואלין נוצר במולקולת ההמוגלובין במקום חומצה גלוטמית. כך, במקום המוגלובין רגיל HbA, יופיע המוגלובין HbS נוסף. לפיכך, החלפת חומצת אמינו אחת ונוקלאוטיד אחד תגרום למחלה קשה - אנמיה חרמשית.

מחלה זו מתבטאת בעובדה שאריתרוציטיםלהיות בכושר כמו מגל. בצורה זו, הם אינם מסוגלים לספק חמצן כרגיל. אם ברמה התאית יש להומוזיגוטים את הנוסחה HbS / HbS, אז זה מוביל למוות של הילד בילדות המוקדמת ביותר. אם הנוסחה היא HbA / HbS, אז לתאי הדם האדומים יש צורה חלשה של שינוי. לשינוי קל זה יש את האיכות המועילה להיות עמיד בפני מלריה. במדינות בהן הסיכון לחלות במלריה זהה לסיביר בהצטננות, שינוי זה נושא איכות שימושית.

מוטציה ללא החלפת חומצות אמיניות

תחליפי נוקליאוטידים ללא חילופי חומצות אמינונקראים מוטציות של סיימסנס. אם GAA מוחלף על ידי GAG באזור ה- DNA המקודד לשרשרת "b", אזי בגלל הקוד הגנטי העודף, לא ניתן להחליף את החומצה הגלוטמית. מבנה השרשרת לא ישונה, לא יהיו שינויים באריתרוציטים.

מוטציות של שינוי מסגרת

מוטציות גנטיות כאלה קשורות לשינוי באורךDNA. האורך יכול להיות קצר יותר או ארוך יותר, תלוי באובדן או תוספת של זוגות נוקלאוטידים. לפיכך, כל מבנה החלבון ישתנה לחלוטין.

דיכוי תוך-טרגני עלול להתרחש.תופעה זו מתרחשת כאשר ישנן שתי מוטציות המבטלות זו את זו. זה הרגע שצמד נוקלאוטידים מצטרף לאחר שאיבד אחד, ולהיפך.

מוטציות שטויות

זו קבוצה מיוחדת של מוטציות.זה קורה לעיתים נדירות, ובמקרה זה מופיעים קודוני עצירה. זה יכול לקרות הן עם אובדן זוגות נוקלאוטידים והן עם ההתקשרות שלהם. כאשר מופיעים קודוני עצירה, סינתזת הפוליפפטיד נעצרת לחלוטין. אללים אפסיים יכולים להיווצר בצורה זו. אף אחד מהחלבונים לא יתאים לכך.

יש דבר כזה דיכוי בין-גני. זו תופעה כאשר מוטציה של גנים מסוימים מדכאת מוטציות אצל אחרים.

האם מתגלים שינויים במהלך ההריון?

מוטציות גנטיות הקשורות לשינוי במספרניתן לזהות כרומוזומים ברוב המקרים. כדי לברר אם לעובר יש מומים התפתחותיים ופתולוגיים, נקבעת ההקרנה בשבועות הראשונים להריון (בין עשרה לשלושה עשר שבועות). זו סדרת בדיקות פשוטות: דגימה לבדיקות דם מאצבע ווריד, אולטרסאונד. בבדיקת אולטרסאונד נבדק העובר בהתאם לפרמטרים של כל הגפיים, האף והראש. פרמטרים אלה, עם אי ציות חזק לנורמות, מצביעים על כך שלתינוק יש מומים התפתחותיים. אבחנה זו מאושרת או נדחית על סמך תוצאות בדיקת הדם.

גם בפיקוח רפואי צמודיש אמהות לעתיד, שהתינוקות שלהן עלולים לפתח מוטציות ברמת הגן, שעוברות בתורשה. כלומר, מדובר באותן נשים שבמשפחתן היו מקרים של לידת ילד עם מוגבלות נפשית או פיזית, שזוהו על ידי תסמונת דאון, פאטאו ומחלות גנטיות אחרות.