Геномными называются мутации, связанные с изменением числа хромосом в кариотипе. Различают следующие виды геномных мутаций:

1) Полиплоидия – увеличение числа хромосом, кратно гаплоидному набору;

2) Гетероплоидия или анеуплодия – увеличение числа хромосом в кариотипе за счет отдельных хромосом;

3) Мозаицизм – явление, когда соматические клетки человека содержат разное число хромосом.

Полиплоидия среди новорожденных не обнаруживается, так как зародыши подвергаются эмбриональной гибели на разных стадиях развития.

Гетероплоидия или анеуплодия сохраняет жизнеспособность особей, но сопровождается различными отклонениями физического и умственного и интеллектуального развития человека.

Мозаицизм – явление, когда среди соматических клеток с нормальным кариотипом сосуществуют клоны клеток с аномальными кариотипами.

У человека встречаются различные виды гетероплоидии или анеуплоидии:

Моносомия – с уменьшением кариотипа клеток на одну хромосому (всего в кариотипе 45 хромосом).

Трисомия – с увеличением кариотипа на одну хромосому (всего в кариотипе 47 хромосом).

Тетрасомия – с увеличением кариотипа на две хромосомы (всего в кариотипе 48 хромосом).

Полисомия – с увеличением кариотипа на три хромосомы.

Нуллисомия – с уменьшением кариотипа на две хромосомы (всего в кариотипе 44 хромосомы). Среди новорожденных практически не встречаются из-за высокой эмбриональной гибели.

В основе механизмов гетероплоидии или анеуплоидии лежит образование гамет с несбалансированным числом хромосом, вследствие нерасхождения отдельных гомологичных пар хромосом во время мейоза при гаметообразовании (таблица 6).

Табоица 6 – Возможные нерасхождения половых хромосом

Из гомологических пар аутосом наиболее частые нерасхождения хромосом № 21, № 13, № 18, № 8.

Трисомики жизнеспособны, но имеют существенные отклонения физического и умственного развития, множественные пороки развития, иногда несовместимые с жизнью.

Хромосомные мутации

В настоящее времени описано большое количество хромосомных мутаций у человека, среди них около 100 клинических синдромов.

Известны следующие виды хромосомных мутаций (аберраций) у человека:

Делеция – потеря части фрагментов хромосомы;

Дупликация – удвоение фрагментов хромосом;

Транслокация – перенос фрагментов с одной хромосомы на другую;

Инверсия – поворот на 180 ° фрагментов хромосом;

Кроме того, встречаются такие аберрации как образование изохромосом, кольцевых хромосом, ацентрических фрагментов, робертсоновских транслокаций и другие.

Мутации возникают главным образом в результате нарушения кроссинговера при гаметообразовании.

Такие мутации вызывают резкие отклонения в физическом и умственном развитии организмов и большей частью элиминируются в эмбриональном периоде или погибают в 1 год жизни.

Диагностическое значение полового хроматина

В 1949 году М. Барр и Ч. Бертрам в ядрах нейронов кошки обнаружили небольшие тельца размером 0,8–1,1 мкм, названные тельцами Барра. Оказалось, что тельца Барра присутствует в интерфазных ядрах соматических клеток самок млекопитающих и отсутствует у самцов.

Аналогичные структуры были обнаружены в ядрах полиморфноядерных лейкоцитов в виде «барабанных палочек» (dramsticks).

Впоследствии было установлено, что эти тельца представляют собой конденсированную Х-хромосому, которая претерпевает инактивацию еще в раннем эмбриогенезе, до развития половых желез. Инактивация одной из X-хромосом женских особей является механизмом для уравновешивания дозы генов половых хромосом в клетках организмов женского и мужского пола.

У человека между числом телец полового хроматина и количеством половых хромосом существует прямая связь: число телец полового хроматина на единицу меньше числа Х-хромосом.

У здоровой женщины в соматических клетках можно обнаружить одно тельце полового хроматина, для нее это норма, для мужчины – это аномалия. Только на основании этого анализа врач может заподозрить синдром Клайнфельтера. Если у женщины не окажется ядер с половым хроматином, следует предположить кариотип с ХО, а если 2, 3 и более телец, то возможны кариотипы с XXX, ХХХХ, ХХХХХ хромосомами.

В случае мозаицизма ХХ/ХО обнаруживается меньше телец полового хроматина, чем в норме. По величине телец полового хроматина можно судить о структурных аномалиях половых хромосом. Маленькое тельце означает деление Х-хромосомы, увеличение тельца означает образование изохромосомы X по длинному плечу.

В полиморфноядерных лейкоцитах крови женщин обнаруживается 1–6 % «барабанных палочек», у мужчин они в норме не встречаются.

Определение полового хроматина (ПХ) используется в диагностических целях нарушений половых X-хромосом.

Метод определения полового хроматина в клетках буккального эпителия.

Мазки буквального эпителия полости рта получают быстрыми движениями металлического шпателя по слизистой оболочке щеки с легким надавливанием. Полученный соскоб представляет собой мутноватую жидкость, которая тонким слоем наносится на чистое предметное стекло. На мазок наносится 1–2 капли 2 % раствора ацетоорсеина и накрывается покровным стеклом. Спустя 1–2 мин. на стекло прикладывается фильтровальная бумага и легким надавливанием убирается избыток красителя.

Мазки микроскопируют с иммерсией. За половой хроматин принимается темное крупное выпуклое тельце, лежащее у ядерной мембраны. Как правило, их обнаруживают в крупных шиповатых клетках, имеющих большие овальные ядра (до 20 %).

Ввиду доступности и простоты метода определение полового хроматина нашло широкое применение при обследовании больных в целях диагностики нарушений полового развития и аномалий половых хромосом, определении пола плода при пренатальной диагностике заболеваний, сцепленных с полом, в судебной медицине при определении половой принадлежности пятен крови или частей трупа, в онкологии для назначения целенаправленной гормонотерапии, при трансплантации органов и тканей в качестве своеобразной метки полов донора и реципиента разных полов и т. д.