8.1 Геномдық және хромосомдық мутациялардың пайда болу механизмдері


Кариотиптегі хромосомалар санының өзгеруіне байланысты мутациялар геномды деп аталады. Геномдық мутацияның келесі түрлері бар:

1) Көпплоидтық – гаплоидтық жиынтыққа еселі хромосомалар санының көбеюі;

2) Гетероплоидия немесе анеуплодия – жекелеген хромосомалар есебінен кариотиптегі хромосомалар санының ұлғаюы;

3) Мозаицизм – адамның соматикалық жасушаларында хромосомалардың әртүрлі саны болатын құбылыс.

Жаңа туылған нәрестелер арасында көпплоидтық анықталмайды, өйткені эмбриондар дамудың әртүрлі кезеңдерінде эмбриональды қырылуға ұшырайды.

Гетероплоидия немесе анеуплоидия жеке ағзалардың өміршеңдігін сақтайды, бірақ адамның физикалық және психикалық және интеллектуалдық дамуындағы әртүрлі ауытқулармен бірге жүреді.

Мозаицизм – қалыпты кариотипі бар соматикалық жасушалар арасында ауытқыған кариотиптері бар жасуша клондары бірге өмір сүретін құбылыс.

Адамдарда гетероплоидияның немесе анеуплоидияның әртүрлі түрлері кездеседі:

Моносомия – жасушалардың кариотипін бір хромосомаға азайту (кариотипте барлығы 45 хромосома).

Трисомия – кариотиптің бір хромосомаға ұлғаюымен (кариотипте барлығы 47 хромосома).

Тетрасомия – кариотиптің екі хромосомаға ұлғаюымен (кариотипте барлығы 48 хромосома).

Полисомия –  кариотиптің үш хромосомаға ұлғаюымен.

Нуллисомия – кариотиптің екі хромосомаға азаюымен (барлығы кариотипте 44 хромосома). Жаңа туылған нәрестелер арасында эмбриональды өлімнің жоғары болуына байланысты іс жүзінде кездеспейді.

Гетероплоидия немесе анеуплоидия механизмдерінің негізінде гаметалардың түзілуі кезінде мейоз кезінде хромосомалардың жекелеген гомологиялық жұптарының ажырамауының салдарынан хромосомалардың теңгерімсіз саны бар гаметалардың түзілуі жатыр (6-кесте).

 

6 кесте – Жыныстық хромосомалардың мүмкін болатын ажырамауы

 

X

Y

Синдромдар

О

ХО

ОУ

45, ХО Шерешевский-Тернер синдромы

45, ОУ өмірге қабілетсіз

ХХ

ХХХ

ХХУ

47, ХХХ Трипло-Х синдромы

47, ХХУ Клайнфельтер синдромы

ХХХ

ХХХХ

ХХХХ

ХХХХХ

ХХХУ

ХХХХУ

48, ХХХХХ  Поли-Х синдромы

49, ХХХХХ

48, ХХХУ Клайнфельтер синдромы

49, ХХХХХУ

 

Аутосомалардың гомологиялық жұптарының ішінде хромосомалардың жиі кездеспеуі № 21, № 13, № 18, № 8 болады.

Трисомиктер өміршең, бірақ физикалық және ақыл-ой дамуында айтарлықтай ауытқулар, кейде өмірге сәйкес келмейтін көптеген даму кемістіктері бар.

Хромосомалық мутациялар

Қазіргі уақытта адамдарда хромосомалық мутациялардың көп саны сипатталған, олардың ішінде 100-ге жуығы клиникалық синдромдар.

Адамдарда хромосомалық мутациялардың (аберрациялардың) келесі түрлері белгілі:

Делеция – хромосома фрагменттерінің бір бөлігінің жоғалуы;

Дупликация (екі еселену) – хромосомалардың фрагменттерін екі есе арттыру;

Транслокация – фрагменттерді бір хромосомадан екіншісіне тасымалдау;

Инверсия – хромосома фрагменттерінің 180 ° бұрылуы;

Сонымен қатар, изохромосомалардың, сақиналы хромосомалардың, ацентрлік фрагменттердің, робертсон транслокациясының пайда болуы және басқалары сияқты аберрациялар бар.

Мутация негізінен гаметаның қалыптасуында кроссинговердің бұзылуы нәтижесінде пайда болады.

Мұндай мутациялар ағзалардың физикалық және психикалық дамуында күрт ауытқуларды тудырады және көбінесе эмбриондық кезеңде жойылады немесе өмірінің 1 жылында өледі.

Жыныстық хроматиннің диагностикалық маңызы

1949 жылы М. Барр мен Ч. Бертрам мысықтардың нейрондарының ядроларында Барр денелері деп аталатын 0,8–1,1 мкм кішкентай денелерді тапты. Барра денешігі сүтқоректілердің аналық соматикалық жасушаларының интерфазалық ядроларында болатындығы және аталықтарында жоқ екендігі белгілі болды.

Ұқсас құрылымдар көппішінді ядролы лейкоциттердің ядроларында «барабан таяқшалары» (dramsticks) түрінде табылды.

Кейіннен бұл денешіктер жыныс бездері пайда болғанға дейін ерте эмбриогенезде әсерсіздендіруге ұшырайтын конденсирленген Х-хромосома екендігі анықталды. Аналық жеке ағзаның X-хромосомаларының бірін әсерсіздендіру – бұл аналық және аталық ағзалардың жасушаларында жыныстық хромосома гендерінің дозасын теңестіру механизмі болып табылады.

Адамдарда жыныстық хроматин дене шіктерінің саны мен жыныстық хромосомалардың саны арасында тікелей байланыс бар: жыныстық хроматин денешіктерінің саны Х-хромосомаларының санынан аз.

Сау әйелдің соматикалық жасушаларында жыныстық хроматиннің бір денешігін табуға болады, ол үшін бұл норма, ал ер адам үшін бұл ауытқушылық. Тек осы талдау негізінде дәрігер Клайнфельтер синдромына күдіктенуі мүмкін. Егер әйелде жыныстық хроматині бар ядролар болмаса, онда ХО бар кариотип, ал егер 2, 3 немесе одан да көп денешік болса, онда XXX, ХХХХ, ХХХХХ хромосомалары бар кариотиптер болуы мүмкін.

ХХ/ХО мозаицизм жағдайында жыныстық хроматиннің денешіктері қалыптыға қарағанда аз табылады. Жыныстық хроматин денешіктерінің мөлшері бойынша жыныстық хромосомалардың құрылымдық ауытқуларын бағалауға болады. Кішкентай денешік Х-хромосомасының бөлінуін білдіреді, денешіктің ұлғаюы ұзын иық бойынша Х изохромосомасының түзілуін білдіреді.

Әйелдер қанының көппішінді ядролы лейкоциттерінде «барабан таяқшаларының» 1–6 %-ы кездеседі, еркектерде олар әдетте кездеспейді.

Жыныстық хроматинді (ЖХ) анықтау жыныстық    Х-хромосомаларының бұзылуын диагностикалау үшін қолданылады.

Буккалды эпителий жасушаларында жыныстық хроматинді анықтау әдісі.

Ауыз қуысының эпителийінің жағындылары металл қалақшаның жылдам қозғалыстарымен ұрттың шырышты қабығын жеңіл басумен алынады. Алынған қырнама таза төсеніш шыныға жұқа қабатпен жағылатын лайлы сұйықтықты білдіреді. Жағындыға 2 % ацетоорсеин ерітіндісінің 1–2 тамшысы жағылады және жабын шынымен жабылады. 1–2 минуттан кейін шыныға сүзгі қағазы басылады және артық бояу жеңіл басу арқылы алынады.

Жағындылар иммерсиямен микроскопталады. Ядролық мембранада жатқан қара үлкен дөңес денешік жыныстық хроматин ретінде қабылданады. Әдетте, олар үлкен сопақ ядролары бар (20 % дейін) үлкен тікенді жасушаларда кездеседі.

Әдістің қол жетімділігі мен қарапайымдылығына байланысты жыныстық хроматинді анықтау жыныстық даму бұзылыстарын және жыныстық хромосомалардың ауытқуларын диагностикалау үшін науқастарды тексеру кезінде, жыныстық тіркескен ауруларды туу алды диагностикалау кезінде ұрықтың жынысын анықтауда, сот медицинасында қан дақтарының немесе мәйіттің бөліктерінің жынысын анықтауда, онкологияда мақсатты гормондық терапияны тағайындау үшін,  ағзалар мен тіндерді трансплантациялау кезінде донор мен әртүрлі жыныстағы реципиенттің жыныстық өзіндік белгісі ретінде және т. б кеңінен қолдану тапты.