Mga uri ng mutasyon dahil sa mga pagbabago sa bilang at istruktura ng mga chromosome. Ang mga mutation ng gene ay nauugnay sa mga pagbabago sa bilang at istraktura ng mga chromosome
Ang pagkakaiba-iba ng mutasyon ay nangyayari sa kaso ng paglitaw ng mga mutasyon - patuloy na pagbabago sa genotype (i.e. mga molekula ng DNA) na maaaring makaapekto sa buong chromosome, kanilang mga bahagi o indibidwal na mga gene.
Ang mga mutasyon ay maaaring maging kapaki-pakinabang, nakakapinsala, o neutral. Ayon sa modernong pag-uuri, ang mga mutasyon ay karaniwang nahahati sa mga sumusunod na grupo.
1. Genomic mutations - nauugnay sa isang pagbabago sa bilang ng mga chromosome. Ang partikular na interes ay ang POLYPLOIDY - isang maramihang pagtaas sa bilang ng mga chromosome, i.e. sa halip na 2n chromosome set, isang set ng 3n, 4n, 5n at higit pa ang lalabas. Ang paglitaw ng polyploidy ay nauugnay sa isang paglabag sa mekanismo ng cell division. Sa partikular, ang nondisjunction ng mga homologous chromosome sa unang dibisyon ng meiosis ay humahantong sa paglitaw ng mga gametes na may 2n set ng chromosome.
Ang polyploidy ay laganap sa mga halaman at mas madalas sa mga hayop (roundworm, silkworm, ilang amphibian). Ang mga organismong polyploid ay karaniwang nailalarawan sa pamamagitan ng higit pa malaking sukat, pinahusay ng synthesis ng mga organikong sangkap, na ginagawang lalong mahalaga ang mga ito para sa gawaing pag-aanak.
Ang pagbabago sa bilang ng mga chromosome na nauugnay sa pagdaragdag o pagkawala ng mga indibidwal na chromosome ay tinatawag na aneuploidy. Ang aneuploidy mutation ay maaaring isulat bilang 2n-1, 2n + 1, 2n-2, atbp. Ang aneuploidy ay karaniwan sa lahat ng hayop at halaman. Sa mga tao, maraming sakit ang nauugnay sa aneuploidy. Halimbawa, ang Down's disease ay nauugnay sa pagkakaroon ng dagdag na chromosome sa ika-21 na pares.
2. Chromosomal mutations - ito ay isang muling pagsasaayos ng mga chromosome, isang pagbabago sa kanilang istraktura. Ang mga indibidwal na seksyon ng chromosome ay maaaring mawala, madoble, at baguhin ang kanilang posisyon.
Ito ay maaaring ipakita sa eskematiko tulad ng sumusunod:
ABCDE normal na pagkakasunud-sunod ng gene
ABBCDE chromosome duplication
Pagkawala ng ABDE ng isang site
ABEDC 180 degree rotation ng plot
ABCFG pagpapalitan ng mga rehiyon na may hindi homologous na chromosome
Tulad ng genomic mutations, ang chromosomal mutations ay may malaking papel sa mga proseso ng ebolusyon.
3. Mga mutation ng gene nauugnay sa isang pagbabago sa komposisyon o pagkakasunud-sunod ng mga nucleotide ng DNA sa loob ng isang gene. Ang mga mutation ng gene ay ang pinakamahalaga sa lahat ng kategorya ng mutation.
Ang synthesis ng protina ay batay sa pagsusulatan sa pagitan ng pagkakaayos ng mga nucleotides sa isang gene at ang pagkakasunud-sunod ng mga amino acid sa isang molekula ng protina. Ang paglitaw ng mga mutation ng gene (mga pagbabago sa komposisyon at pagkakasunud-sunod ng mga nucleotides) ay nagbabago sa komposisyon ng kaukulang mga protina ng enzyme at, bilang isang resulta, sa mga pagbabagong phenotypic. Maaaring makaapekto ang mga mutasyon sa lahat ng katangian ng morpolohiya, pisyolohiya at biochemistry ng mga organismo. Maraming mga namamana na sakit ng tao ay sanhi din ng mutation ng gene.
Ang mga mutasyon sa vivo ay bihira - isang mutation ng isang partikular na gene sa bawat 1000-100000 na mga cell. Ngunit ang proseso ng mutational ay nagpapatuloy, mayroong patuloy na akumulasyon ng mga mutasyon sa mga genotype. At kung isasaalang-alang natin na ang bilang ng mga gene sa katawan ay malaki, kung gayon maaari nating sabihin na mayroong isang makabuluhang bilang ng mga mutasyon ng gene sa mga genotype ng lahat ng nabubuhay na organismo.
Ang mga mutasyon ay ang pinakamalaking biological na kadahilanan na tumutukoy sa napakalaking namamana na pagkakaiba-iba ng mga organismo, na nagbibigay ng materyal para sa ebolusyon.
Ang mga sanhi ng mutasyon ay maaaring natural na mga kaguluhan sa metabolismo ng cell (spontaneous mutations), at ang pagkilos ng iba't ibang salik sa kapaligiran (induced mutations). Ang mga salik na nagdudulot ng mutation ay tinatawag na mutagens. Ang mga mutagen ay maaaring pisikal na mga kadahilanan - radiation, temperatura .... Ang mga biological mutagens ay kinabibilangan ng mga virus na may kakayahang maglipat ng mga gene sa pagitan ng mga organismo hindi lamang malapit, ngunit malayong sistematikong mga grupo.
Ang aktibidad ng ekonomiya ng tao ay nagdala ng malaking halaga ng mutagens sa biosphere.
Karamihan sa mga mutasyon ay hindi kanais-nais para sa buhay ng isang indibidwal, ngunit kung minsan ang gayong mga mutasyon ay lumitaw na maaaring maging interesado sa mga breeders. Sa kasalukuyan, ang mga pamamaraan ng nakadirekta na mutagenesis ay binuo.
1. Sa likas na katangian ng pagbabago sa phenotype, ang mga mutasyon ay maaaring biochemical, physiological, anatomical at morphological.
2. Ayon sa antas ng kakayahang umangkop, ang mga mutasyon ay nahahati sa kapaki-pakinabang at nakakapinsala. Mapanganib - maaaring nakamamatay at maging sanhi ng pagkamatay ng organismo kahit na sa pag-unlad ng embryonic.
Mas madalas na nakakapinsala ang mga mutasyon, dahil ang mga katangian ay karaniwang resulta ng pagpili at iniangkop ang organismo sa kapaligiran nito. Ang isang mutation ay palaging nagbabago ng adaptasyon. Ang antas ng pagiging kapaki-pakinabang o kawalan nito ay tinutukoy ng oras. Kung ang isang mutation ay nagbibigay-daan sa katawan upang umangkop nang mas mahusay, ay nagbibigay ng isang bagong pagkakataon upang mabuhay, pagkatapos ito ay "pinulot" sa pamamagitan ng pagpili at naayos sa populasyon.
3. Ang mga mutasyon ay pasulong at paatras. Ang huli ay hindi gaanong karaniwan. Karaniwan, ang isang direktang mutation ay nauugnay sa isang depekto sa pag-andar ng gene. Ang posibilidad ng pangalawang mutation sa kabaligtaran ng direksyon sa parehong punto ay napakaliit, mas madalas ang iba pang mga gene ay nag-mutate.
Ang mga mutasyon ay mas madalas na recessive, dahil ang mga nangingibabaw ay agad na lumilitaw at madaling "itinatapon" sa pamamagitan ng pagpili.
4. Sa likas na katangian ng pagbabago sa genotype, ang mga mutasyon ay nahahati sa gene, chromosomal at genomic.
Ang gene, o point, mutations ay isang pagbabago sa isang nucleotide sa isang gene sa isang molekula ng DNA, na humahantong sa pagbuo ng isang abnormal na gene, at, dahil dito, isang abnormal na istraktura ng protina at pagbuo ng isang abnormal na katangian. Ang mutation ng gene ay resulta ng "pagkakamali" sa pagtitiklop ng DNA.
Ang resulta ng mutation ng gene sa mga tao ay mga sakit tulad ng sickle cell anemia, phenylketonuria, color blindness, hemophilia. Dahil sa mutation ng gene, lumilitaw ang mga bagong alleles ng mga gene, na mahalaga para sa proseso ng ebolusyon.
Chromosomal mutations - mga pagbabago sa istraktura ng chromosomes, chromosomal rearrangements. Ang mga pangunahing uri ng chromosomal mutations ay maaaring makilala:
a) pagtanggal - pagkawala ng isang bahagi ng chromosome;
b) translocation - ang paglipat ng isang bahagi ng chromosome sa isa pang hindi homologous chromosome, bilang isang resulta - isang pagbabago sa linkage group ng mga gene;
c) pagbabaligtad - pag-ikot ng seksyon ng chromosome sa pamamagitan ng 180 °;
d) pagdoble - pagdoble ng mga gene sa isang tiyak na bahagi ng chromosome.
Ang Chromosomal mutations ay nagbabago sa paggana ng mga gene at gumaganap ng isang papel sa ebolusyon ng isang species.
Genomic mutations - mga pagbabago sa bilang ng mga chromosome sa isang cell, ang hitsura ng isang dagdag na chromosome o pagkawala ng isang chromosome bilang resulta ng isang paglabag sa meiosis. Ang maraming pagtaas sa bilang ng mga chromosome ay tinatawag na polyploidy (Zn, 4 / g, atbp.). Ang ganitong uri ng mutation ay karaniwan sa mga halaman. Maraming mga nilinang halaman ay polyploid na may kaugnayan sa kanilang mga ligaw na ninuno. Ang pagtaas ng mga chromosome ng isa o dalawa sa mga hayop ay humahantong sa mga abnormalidad sa pag-unlad o pagkamatay ng organismo. Halimbawa: Down syndrome sa mga tao - trisomy sa ika-21 na pares, mayroong 47 chromosome sa cell. Ang mga mutasyon ay maaaring makuha sa artipisyal na paraan gamit ang radiation, X-ray, ultraviolet radiation, mga kemikal na ahente, at init.
Ang batas ng homological series ng N.I. Vavilov. Russian scientist-biologist N.I. Itinatag ni Vavilov ang likas na katangian ng mutasyon sa malapit na nauugnay na mga species: "Ang mga genera at species na malapit sa genetiko ay nailalarawan sa pamamagitan ng magkatulad na serye ng namamana na pagkakaiba-iba na may katumpakan na, sa pag-alam ng ilang mga anyo sa loob ng isang species, maaaring mahulaan ng isang tao ang paghahanap ng mga parallel na anyo sa iba pang mga species at genera."
Ang pagtuklas ng batas ay naging mas madali upang mahanap ang mga namamana na paglihis. Alam ang pagkakaiba-iba at mutasyon sa isang species, maaaring mahulaan ng isang tao ang posibilidad ng kanilang hitsura sa mga kaugnay na species, na mahalaga sa pag-aanak.
5.2. Chromosomal mutations
Ang mga chromosomal mutations ay nahahati sa dalawang kategorya: 1) mutations na nauugnay sa mga pagbabago sa bilang ng mga chromosome sa karyotype (kung minsan ay tinatawag din silang mga numerical aberrations o genomic mutations); 2) mutations, na binubuo ng mga pagbabago sa istraktura ng mga indibidwal na chromosome (structural aberrations).
Mga pagbabago sa bilang ng mga chromosome. Maaari silang ipahayag sa karagdagan sa paunang diploid na hanay ng mga chromosome (2n) isa o higit pang mga haploid set (n), na humahantong sa paglitaw ng polyploidy (triploidy, 3n, tetraploidy, 4n, atbp.). Posible ring magdagdag o mawala ang isa o higit pang mga chromosome, na ang resulta ay aneuploidy (heteroploidy). Kung ang aneuploidy ay nauugnay sa pagkawala ng isang chromosome (formula 2n-1), kung gayon kaugalian na magsalita ng monosomy; ang pagkawala ng isang pares ng homologous chromosome (2n-2) ay humahantong sa nullisomy; kapag ang isang chromosome (2n + 1) ay idinagdag sa diploid set, nagaganap ang trisomy. Sa mga kaso kung saan mayroong pagtaas sa set ng dalawa o higit pang mga chromosome (ngunit mas mababa kaysa sa haploid number), ang terminong "polysemy" ay ginagamit.
Ang polyploidy ay karaniwan sa ilang grupo ng halaman. Ang pagkuha ng polyploid varieties ng mga nilinang halaman ay isang mahalagang gawain ng pagsasanay sa pag-aanak, dahil sa pagtaas ng ploidy, ang halaga ng ekonomiya ng naturang mga halaman ay tumataas (mga dahon, tangkay, buto, prutas ay nagiging mas malaki). Sa kabilang banda, ang polyploidy ay medyo bihira sa mga dioecious na hayop, dahil sa kasong ito ang balanse sa pagitan ng mga sex chromosome at autosome ay madalas na nabalisa, na humahantong sa kawalan ng katabaan ng mga indibidwal o sa lethality (kamatayan ng organismo). Sa mga mammal at tao, ang mga nagresultang polyploid, bilang panuntunan, ay namamatay sa mga unang yugto ng ontogenesis.
Ang aneuploidy ay sinusunod sa maraming uri ng mga organismo, lalo na sa mga halaman. Ang mga trisomies ng ilang mga halamang pang-agrikultura ay mayroon ding tiyak praktikal na halaga, habang ang mga monosomies at nullisomies ay kadalasang humahantong sa hindi kakayahang mabuhay ng indibidwal. Ang mga aneuploidies ng tao ay ang sanhi ng malubhang chromosomal pathology, na nagpapakita ng sarili sa mga malubhang karamdaman sa pag-unlad ng indibidwal, ang kanyang kapansanan, madalas na nagtatapos sa maagang pagkamatay ng organismo sa isang yugto o isa pa ng ontogenesis ( nakamamatay na kinalabasan). Ang mga sakit na chromosomal ng tao ay isasaalang-alang nang mas detalyado sa Sec. 7.2.
Ang mga sanhi ng polyploidy at aneuploidy ay nauugnay sa mga paglabag sa divergence ng diploid complex ng mga chromosome (o chromosome ng mga indibidwal na pares) ng mga cell ng magulang sa mga cell ng anak sa panahon ng meiosis o mitosis. Kaya, halimbawa, kung ang isang tao sa panahon ng oogenesis ay bumuo ng isang nondisjunction ng isang pares ng mga autosome ng isang mother cell na may normal na karyotype (46, XX), pagkatapos ay ang pagbuo ng mga itlog na may mutant karyotypes ay magaganap 24 ,NS at 22, X. Samakatuwid, kapag ang mga naturang itlog ay pinataba ng normal na tamud (23, X o 23, X), maaaring lumitaw ang mga zygotes (mga indibidwal) na may trisomy (47, XX o 47 , Xy) at may monosomy (45, XX o 45, XY) sa kaukulang autosome. Sa fig. 5.1 ay ibinigay pangkalahatang pamamaraan posibleng mga paglabag sa oogenesis sa yugto ng pagpaparami ng mga pangunahing diploid cell (sa panahon ng mitotic division ng oogonia) o sa panahon ng pagkahinog ng mga gametes (sa panahon ng dibisyon ng meiosis), na humahantong sa paglitaw ng triploid zygotes (tingnan ang Fig. 3.4). Ang mga katulad na epekto ay makikita sa kaukulang mga karamdaman ng spermatogenesis.
Kung ang mga paglabag sa itaas ay nakakaapekto sa mitotically dividing cells sa mga unang yugto ng embryonic development (embryogenesis), pagkatapos ay ang mga indibidwal ay lilitaw na may mga palatandaan ng mosaicism (mosaic), i.e. pagkakaroon ng parehong normal (diploid) na mga cell at aneuploid (o polyploid) na mga cell sa parehong oras.
Kasalukuyang kilala ang iba't ibang ahente, halimbawa mataas o mababang temperatura, ilang mga kemikal na tinatawag na "mitotic poisons" (colchicine, heteroauxin, acenaphthol, atbp.), na nakakagambala sa normal na paggana ng cell division apparatus sa mga halaman at hayop, na nakakasagabal
normal na pagkumpleto ng proseso ng paghihiwalay ng mga chromosome sa anaphase at telophase. Sa tulong ng mga naturang ahente, ang polyploid at aneuploid na mga cell ng iba't ibang mga eukaryotes ay nakuha sa ilalim ng mga eksperimentong kondisyon.
Mga pagbabago sa istruktura ng mga chromosome (mga aberasyon sa istruktura). Ang mga istrukturang aberration ay mga intrachromosomal o interchromosomal na muling pagsasaayos na nangyayari kapag nasira ang mga chromosome sa ilalim ng impluwensya ng mutagens kapaligiran o bilang isang resulta ng mga kaguluhan sa mekanismo ng pagtawid, na humahantong sa isang hindi tama (hindi pantay) genetic exchange sa pagitan ng mga homologous chromosome pagkatapos ng enzymatic na "pagputol" ng kanilang mga conjugating na rehiyon.
Kasama sa mga muling pagsasaayos ng intrachromosomal ang mga pagtanggal (mga kakulangan), i.e. pagkawala ng mga indibidwal na seksyon ng mga chromosome, mga duplikasyon (mga duplikasyon) na nauugnay sa pagdoble ng ilang mga seksyon, pati na rin ang mga inversion at hindi katumbas na mga pagsasalin (transposition) na nagbabago sa pagkakasunud-sunod ng mga gene sa chromosome (sa pangkat ng linkage). Ang isang halimbawa ng interchromosomal rearrangements ay ang mga reciprocal translocations (Fig. 5.2).
Maaaring baguhin ng mga pagtanggal at pagdoble ang bilang ng mga indibidwal na gene sa genotype ng isang indibidwal, na humahantong sa isang kawalan ng balanse sa kanilang mga relasyon sa regulasyon at mga kaukulang phenotypic na pagpapakita. Ang malalaking pagtanggal ay kadalasang nakamamatay sa homozygous na estado, habang ang napakaliit na pagtanggal ay kadalasang hindi direktang sanhi ng pagkamatay ng homozygote.
Ang pagbabaligtad ay nangyayari bilang isang resulta ng kumpletong pagkalagot ng dalawang gilid ng rehiyon ng chromosomal, na sinusundan ng pag-ikot ng rehiyong ito ng 180 ° at muling pagsasama-sama ng mga sirang dulo. Depende sa kung ang centromere ay kasama o hindi kasama sa baligtad na rehiyon ng chromosome, ang mga inversion ay nahahati sa pericentric at paracentric (tingnan ang Fig. 5.2). Ang mga resultang muling pagsasaayos sa pag-aayos ng mga gene ng isang indibidwal na chromosome (pagbabagong pagkakaayos ng pangkat ng linkage) ay maaari ding sinamahan ng mga kaguluhan sa pagpapahayag ng kaukulang mga gene.
Ang mga muling pagsasaayos na nagbabago sa pagkakasunud-sunod at/o nilalaman ng gene loci sa mga grupo ng linkage ay nagaganap din sa kaso ng mga pagsasalin. Ang pinakakaraniwan ay ang mga reciprocal na pagsasalin, kung saan mayroong magkaparehong pagpapalitan ng mga dati nang napunit na mga seksyon sa pagitan ng dalawang di-homologous na chromosome. Sa kaso ng isang hindi katumbas na pagsasalin, ang paggalaw (transposisyon) ng nasirang lugar ay nangyayari sa loob ng parehong chromosome o sa chromosome ng isa pang pares, ngunit walang mutual (reciprocal) exchange (tingnan ang Fig. 5.2).
pagpapaliwanag sa mekanismo ng naturang mutasyon. Ang mga muling pagsasaayos na ito ay binubuo sa sentrik na pagsasanib ng dalawang di-homologous na chromosome sa isa, o sa paghahati ng isang chromosome sa dalawa bilang resulta ng pagkalagot nito sa sentromere na rehiyon. Dahil dito, ang gayong mga muling pagsasaayos ay maaaring humantong sa pagbabago sa bilang ng mga chromosome sa karyotype nang hindi naaapektuhan ang kabuuang halaga ng genetic material sa cell. Ito ay pinaniniwalaan na ang mga pagsasalin ng Robertsonian ay isa sa mga salik sa ebolusyon ng mga karyotype sa iba't ibang uri mga eukaryotic na organismo.
Tulad ng nabanggit kanina, bilang karagdagan sa mga pagkakamali sa sistema ng recombination, ang mga aberasyon sa istruktura ay kadalasang sanhi ng mga chromosome rupture na nagmumula sa pagkilos ng ionizing radiation, ang ilan. mga kemikal na sangkap, mga virus at iba pang ahente.
Ang mga resulta ng isang eksperimentong pag-aaral ng mga kemikal na mutagens ay nagpapahiwatig na ang mga heterochromatin na rehiyon ng mga chromosome ay ang pinaka-sensitibo sa kanilang epekto (madalas, ang mga break ay nangyayari sa sentromere na rehiyon). Sa kaso ng ionizing radiation, ang pattern na ito ay hindi sinusunod.
Mga pangunahing termino at konsepto: pagkaligaw; aneuploidy (heteroploidy); pagtanggal (kakulangan); pagdoble (duplication); mortalidad; "mitotic poisons"; monosomiya; non-reciprocal na pagsasalin; nullisomy; paracentric inversion; pericentric inversion; polyploidy; polysemy; reciprocal translocation; pagsasalin ng Robertsonian; transposisyon; trisomy; chromosomal mutation.
3.5.3.2. Pamamahagi ng maternal chromosome material sa pagitan ng mga cell ng anak na babae sa mitosis
Sa kurso ng mitotic division, ang isang regular na pamamahagi ng mga kapatid na chromatid ng bawat chromosome sa pagitan ng mga cell ng anak na babae ay natiyak. Bilang bahagi ng mga anak na chromosome (dating kapatid na chromatids), ang bawat bagong henerasyong cell ay tumatanggap ng isa sa dalawang molekula ng DNA na nabuo bilang resulta ng pagtitiklop ng maternal double helix. Dahil dito, ang isang bagong henerasyon ng mga cell ay tumatanggap ng parehong genetic na impormasyon sa komposisyon ng bawat grupo ng linkage.
Kaya, ang mga prosesong nagaganap sa mga chromosome sa panahon ng paghahanda ng mga selula para sa paghahati at sa panahon ng paghahati mismo ay nagsisiguro ng pagpaparami ng sarili at ang pananatili ng kanilang istraktura sa isang serye ng mga henerasyon ng cell (tingnan ang Seksyon 3.6.2.1).
Pagkatapos ng mitosis, ang mga chromosome ng anak na cell ay kinakatawan ng isang molekula ng DNA, compactly nakaimpake gamit ang mga protina sa isang chromatin strand, i.e. ay may parehong istraktura tulad ng mga chromosome ng mother cell bago magsimula ang proseso ng pagtitiklop ng DNA. Kung ang isang bagong nabuo na cell ay pipiliin ang landas ng paghahanda para sa paghahati, kung gayon ang lahat ng mga kaganapan na inilarawan sa itaas, na nauugnay sa dinamika ng istrukturang organisasyon ng mga chromosome nito, ay dapat mangyari sa loob nito.
3.5.3.3. Mga pagbabago sa istrukturang organisasyon ng mga chromosome. Chromosomal mutations
Sa kabila ng ebolusyonaryong binuo na mekanismo, na nagpapahintulot sa pagpapanatili ng isang pare-parehong physicochemical at morphological na organisasyon ng mga chromosome sa isang bilang ng mga henerasyon ng cell, ang organisasyong ito ay maaaring magbago sa ilalim ng impluwensya ng iba't ibang mga impluwensya. Ang mga pagbabago sa istraktura ng chromosome, bilang panuntunan, ay batay sa paunang paglabag sa integridad nito - mga break, na sinamahan ng iba't ibang mga muling pagsasaayos, na tinatawag chromosomal mutations o
mga aberasyon.
Ang mga chromosome break ay natural na nangyayari habang tumatawid, kapag sila ay sinamahan ng pagpapalitan ng mga kaukulang rehiyon sa pagitan ng mga homologue (tingnan ang Seksyon 3.6.2.3). Ang paglabag sa pagtawid, kung saan ang mga chromosome ay nagpapalitan ng hindi pantay na genetic na materyal, ay humahantong sa paglitaw ng mga bagong grupo ng linkage, kung saan ang mga indibidwal na site ay bumagsak - dibisyon - o dobleng pagdoble (Fig. 3.57). Sa ganitong mga muling pagsasaayos, nagbabago ang bilang ng mga gene sa pangkat ng linkage.
Ang mga chromosome break ay maaari ding mangyari sa ilalim ng impluwensya ng iba't ibang mga mutagenic na kadahilanan, pangunahin ang pisikal (ionizing at iba pang mga uri ng radiation), ilang mga kemikal na compound, mga virus.
kanin. 3.57. Mga uri ng chromosomal rearrangements
Ang paglabag sa integridad ng chromosome ay maaaring sinamahan ng isang pag-ikot ng seksyon nito na matatagpuan sa pagitan ng dalawang break sa pamamagitan ng 180 ° - inversion. Depende sa kung ang isang partikular na lugar ay may kasamang sentromere na rehiyon o hindi, ang isang pagkakaiba ay ginawa sa pagitan
pericentric at paracentric inversions (Larawan 3.57).
Ang isang fragment ng isang chromosome, na nahiwalay dito sa panahon ng isang rupture, ay maaaring mawala ng isang cell sa susunod na mitosis, kung wala itong sentromere. Mas madalas, ang naturang fragment ay nakakabit sa isa sa mga chromosome - pagsasalin. Kadalasan, dalawang nasira na hindi homologous chromosome ang magkaparehong nagpapalitan ng mga hiwalay na seksyon - isang recirculating translocation (Fig. 3.57). Posibleng ilakip ang isang fragment sa sarili nitong chromosome, ngunit sa isang bagong lugar, transposisyon (Larawan 3.57). kaya, iba't ibang uri inversions at translocations ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang pagbabago sa lokalisasyon ng mga gene.
Ang mga muling pagsasaayos ng chromosomal, bilang panuntunan, ay nagpapakita ng kanilang mga sarili sa mga pagbabago sa morpolohiya ng mga kromosom, na maaaring maobserbahan sa ilalim ng isang light microscope. Ang mga metacentric chromosome ay nagiging submetacentric at
acrocentric at vice versa (Fig. 3.58), lumilitaw ang ring at polycentric chromosomes (Fig. 3.59). Ang isang espesyal na kategorya ng mga chromosomal mutations ay kinakatawan ng mga aberration na nauugnay sa centric fusion o paghihiwalay ng mga chromosome, kapag ang dalawang non-homologous na istruktura ay pinagsama sa isa - pagsasalin ng Robertsonian, o ang isang chromosome ay bumubuo ng dalawang independiyenteng chromosome (Larawan 3.60). Sa gayong mga mutasyon, hindi lamang lumilitaw ang mga kromosom na may bagong morpolohiya, ngunit nagbabago rin ang kanilang bilang sa karyotype.
kanin. 3.58. Pagbabago sa hugis ng mga chromosome bilang resulta ng pericentric inversions
kanin. 3.59. Pagbuo ng ring (I) at polycentric (II) chromosome
kanin. 3.60. Ang mga chromosomal rearrangements na nauugnay sa centric fusion o paghihiwalay ng mga chromosome ay nagdudulot ng mga pagbabago sa bilang ng mga chromosome sa karyotype
kanin. 3.61. Isang loop na nabuo sa panahon ng conjugation ng mga homologous chromosome na nagdadala ng hindi pantay na hereditary material sa mga kaukulang rehiyon bilang resulta ng chromosomal rearrangement
Ang inilarawan na mga pagbabago sa istruktura sa mga chromosome, bilang isang panuntunan, ay sinamahan ng isang pagbabago sa genetic program na natanggap ng mga cell ng isang bagong henerasyon pagkatapos ng paghahati ng mother cell, dahil ang dami ng ratio ng mga gene ay nagbabago (sa panahon ng mga dibisyon at pagdoble), ang kalikasan ng kanilang mga pagbabago sa paggana dahil sa pagbabago sa relatibong posisyon sa chromosome (sa panahon ng inversion at transposition) o sa paglipat sa isa pang linkage group (sa panahon ng translocation). Kadalasan, ang gayong mga pagbabago sa istruktura sa mga chromosome ay negatibong nakakaapekto sa posibilidad na mabuhay ng mga indibidwal na somatic cells ng katawan, ngunit ang mga chromosomal rearrangements na nagaganap sa mga precursor ng gametes ay may partikular na malubhang kahihinatnan.
Ang mga pagbabago sa istraktura ng mga chromosome sa gamete precursors ay sinamahan ng isang pagkagambala sa proseso ng conjugation ng mga homologues sa meiosis at ang kanilang kasunod na pagkakaiba-iba. Kaya, ang paghahati o pagdoble ng isang seksyon ng isa sa mga chromosome sa panahon ng conjugation ay sinamahan ng pagbuo ng isang loop sa pamamagitan ng isang homologue na may labis na materyal (Larawan 3.61). Reciprocal translocation sa pagitan ng dalawa
Ang mga nonhomologous chromosome ay humahantong sa pagbuo ng hindi isang bivalent, ngunit isang quadrivalent sa panahon ng conjugation, kung saan ang mga chromosome ay bumubuo ng cross shape dahil sa pagkahumaling ng mga homologous na rehiyon na matatagpuan sa iba't ibang chromosome (Fig. 3.62). Ang pakikilahok sa mga reciprocal na pagsasalin ng isang mas malaking bilang ng mga chromosome na may pagbuo ng isang polyvalent ay sinamahan ng pagbuo ng mas kumplikadong mga istraktura sa panahon ng conjugation (Larawan 3.63).
kanin. 3.62. Pagbuo sa panahon ng conjugation ng isang quadrivalent mula sa dalawang pares ng chromosome na nagdadala ng reciprocal translocation
kanin. 3.63. Ang pagbuo sa panahon ng conjugation ng isang polyvalent ng anim na pares ng mga chromosome na kasangkot
v reciprocal translocations: I - banghay sa pagitan ng isang pares
mga chromosome na hindi nagdadala ng pagsasalin; II - polyvalent na nabuo ng anim na pares ng chromosome na kasangkot
sa pagsasalin
V sa kaso ng inversion, ang bivalent na nagmumula sa prophase I ng meiosis ay bumubuo ng isang loop na kinabibilangan ng isang magkabilang baligtad na lugar (Fig. 3.64).
Ang conjugation at kasunod na divergence ng mga istruktura na nabuo ng mga binagong chromosome ay humahantong sa paglitaw ng mga bagong chromosomal rearrangements. Bilang isang resulta, ang mga gametes, na tumatanggap ng may sira na namamana na materyal, ay hindi matiyak ang pagbuo ng isang normal na organismo ng isang bagong henerasyon. Ang dahilan para dito ay ang paglabag sa ratio ng mga gene na bumubuo sa mga indibidwal na chromosome, at ang kanilang kamag-anak na posisyon.
Gayunpaman, sa kabila ng karaniwang hindi kanais-nais na mga kahihinatnan ng chromosomal mutations, kung minsan sila ay nagiging katugma sa buhay ng isang cell at isang organismo at nagbibigay ng pagkakataon para sa ebolusyon ng istraktura ng mga chromosome na sumasailalim sa biological evolution. Kaya, ang mga maliliit na dibisyon ay maaaring manatili sa isang heterozygous na estado sa isang bilang ng mga henerasyon. Hindi gaanong nakakapinsala kaysa sa
paghahati, ay mga duplikasyon, bagaman ang isang malaking dami ng materyal sa isang tumaas na dosis (higit sa 10% ng genome) ay humahantong sa pagkamatay ng organismo.
kanin. 3.64. Conjugation ng mga chromosome sa panahon ng inversions:
I - paracentric inversion sa isa sa mga homologue, II - peridentric inversion sa isa sa mga homologues
Ang mga pagsasalin ng Robertsonian ay kadalasang nagiging mabubuhay, kadalasang hindi nauugnay sa isang pagbabago sa dami ng namamana na materyal. Ito ay maaaring ipaliwanag ang pagkakaiba-iba sa bilang ng mga chromosome sa mga selula ng mga organismo ng malapit na nauugnay na mga species. Halimbawa, sa iba't ibang mga species ng Drosophila, ang bilang ng mga kromosom sa hanay ng haploid ay mula 3 hanggang 6, na ipinaliwanag ng mga proseso ng pagsasanib at paghihiwalay ng mga kromosom. Marahil ang isang mahalagang sandali sa paglitaw ng mga species na Homo sapiens ay ang mga pagbabago sa istruktura sa mga chromosome sa kanyang ninuno na parang unggoy. Napag-alaman na ang dalawang braso ng malaking pangalawang chromosome ng isang tao ay tumutugma sa dalawang magkaibang chromosome ng modernong dakilang unggoy(ika-12 at ika-13 - chimpanzee, ika-13 at ika-14 - gorilya at orangutan). Ang chromosome ng tao na ito ay malamang na nabuo bilang isang resulta ng isang Robertsonian-like centric fusion ng dalawang monkey chromosome.
Ang mga pagsasalin, transposisyon, at pagbabaligtad ay humahantong sa isang makabuluhang pagkakaiba-iba sa morpolohiya ng mga chromosome, na pinagbabatayan ng kanilang ebolusyon. Ang pagsusuri sa mga chromosome ng tao ay nagpakita na ang mga chromosome 4, 5, 12, at 17 ay naiiba sa kaukulang mga chromosome ng chimpanzee sa pamamagitan ng pericentric inversions.
Kaya, ang mga pagbabago sa samahan ng chromosomal, kadalasang may masamang epekto sa posibilidad na mabuhay ng cell at organismo, na may isang tiyak na posibilidad ay maaaring promising, minana sa isang bilang ng mga henerasyon ng mga cell at organismo at lumikha ng mga kinakailangan para sa ebolusyon ng chromosomal. organisasyon ng namamana na materyal.
Ang brochure na ito ay naglalaman ng impormasyon kung ano ang mga abnormalidad ng chromosomal, kung paano sila maipapamana, at kung anong mga problema ang maaaring nauugnay sa mga ito. Hindi mapapalitan ng brochure na ito ang iyong pakikipag-usap sa iyong doktor, ngunit makakatulong ito sa iyo kapag tinatalakay ang mga isyu na interesado ka.
Upang mas maunawaan kung ano ang mga abnormalidad ng chromosomal, makatutulong munang malaman kung ano ang mga gene at chromosome.
Ano ang mga gene at chromosome?
Ang ating katawan ay binubuo ng milyun-milyong selula. Karamihan sa mga cell ay naglalaman ng kumpletong hanay ng mga gene. Ang tao ay may libu-libong gene. Ang mga gene ay maihahambing sa mga tagubilin na ginagamit upang kontrolin ang paglaki at pagkakaugnay-ugnay sa buong katawan. Ang mga gene ay may pananagutan sa marami sa mga katangian sa ating mga katawan, tulad ng kulay ng mata, uri ng dugo, o taas.
Ang mga gene ay matatagpuan sa mga istrukturang tulad ng sinulid na tinatawag na chromosome. Karaniwan, karamihan sa mga selula sa katawan ay naglalaman ng 46 chromosome. Ang mga chromosome ay ipinapasa sa atin mula sa ating mga magulang - 23 mula kay nanay, at 23 mula kay tatay, kaya madalas tayong magmukhang ating mga magulang. Kaya, mayroon tayong dalawang set ng 23 chromosome, o 23 pares ng chromosome. Dahil ang mga gene ay matatagpuan sa mga chromosome, nagmamana tayo ng dalawang kopya ng bawat gene, isang kopya mula sa bawat magulang. Ang mga Chromosome (at samakatuwid ay mga gene) ay binubuo ng tambalang kemikal tinatawag na DNA.
Larawan 1: Mga Gene, Chromosome at DNA
Ang mga chromosome (tingnan ang Figure 2), na may bilang na 1 hanggang 22, ay pareho sa mga lalaki at babae. Ang mga chromosome na ito ay tinatawag na autosomes. Ang mga chromosome ng ika-23 pares ay iba sa mga babae at lalaki, at sila ay tinatawag na mga sex chromosome. Mayroong 2 variant ng sex chromosome: ang X chromosome at Y chromosome. Karaniwan, ang mga babae ay may dalawang X chromosome (XX), ang isa sa kanila ay nakukuha mula sa ina, ang isa ay mula sa ama. Ang mga lalaki ay karaniwang may isang X chromosome at isang Y chromosome (XY), na ang X chromosome ay naipasa mula sa ina at ang Y chromosome mula sa ama. Kaya, sa Figure 2, ang mga chromosome ng isang tao ay ipinapakita, dahil ang huling, ika-23, pares ay kinakatawan ng isang kumbinasyon ng XY.
Figure 2: 23 pares ng chromosome, ibinahagi ayon sa laki; chromosome number 1 ang pinakamalaki. Ang huling dalawang chromosome ay sex chromosome.
Mga pagbabago sa Chromosomal
Ang tamang chromosome set ay napakahalaga para sa normal na pag-unlad ng isang tao. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang mga gene na nagbibigay ng "mga tagubilin para sa pagkilos" sa mga selula ng ating katawan ay matatagpuan sa mga chromosome. Ang anumang pagbabago sa bilang, laki, o istraktura ng ating mga chromosome ay maaaring mangahulugan ng pagbabago sa dami o pagkakasunud-sunod ng genetic na impormasyon. Ang ganitong mga pagbabago ay maaaring humantong sa mga kahirapan sa pag-aaral, pagkaantala sa pag-unlad at iba pang mga problema sa kalusugan para sa bata.
Ang mga pagbabago sa chromosomal ay maaaring mamana mula sa mga magulang. Kadalasan, ang mga pagbabago sa chromosomal ay nangyayari sa yugto ng pagbuo ng isang itlog o tamud, o sa panahon ng pagpapabunga (mga bagong lumitaw na mutasyon, o de novo mutations). Ang mga pagbabagong ito ay hindi makokontrol.
Mayroong dalawang pangunahing uri ng mga pagbabago sa chromosomal. Pagbabago sa bilang ng mga chromosome. Sa ganitong pagbabago, mayroong pagtaas o pagbaba sa bilang ng mga kopya ng anumang chromosome. Mga pagbabago sa istruktura ng mga chromosome. Sa gayong pagbabago, ang materyal ng anumang chromosome ay nasira, o ang pagkakasunud-sunod ng mga gene ay binago. Ang paglitaw ng karagdagang o pagkawala ng bahagi ng orihinal na chromosomal na materyal ay posible.
Sa brochure na ito, titingnan natin ang mga chromosomal deletion, duplications, insertions, inversions, at ring chromosomes. Kung interesado ka sa impormasyon sa mga chromosomal translocation, mangyaring sumangguni sa brochure na "Chromosomal Translocations".
Pagbabago sa bilang ng mga chromosome.
Karaniwan, ang bawat cell ng tao ay naglalaman ng 46 chromosome. Gayunpaman, kung minsan ang isang sanggol ay ipinanganak na may alinman sa mas marami o mas kaunting mga chromosome. Sa kasong ito, lumilitaw, ayon sa pagkakabanggit, alinman sa labis o hindi sapat na bilang ng mga gene na kinakailangan upang ayusin ang paglaki at pag-unlad ng organismo.
Ang isa sa mga pinakakaraniwang halimbawa ng genetic disorder na sanhi ng labis na chromosome ay ang Down syndrome. Sa mga selula ng mga taong may sakit na ito, mayroong 47 chromosome sa halip na sa karaniwang 46, dahil mayroong tatlong kopya ng ika-21 chromosome sa halip na dalawa. Ang iba pang mga halimbawa ng mga sakit na sanhi ng labis na chromosome ay ang Edwards at Patau syndromes.
Figure 3: Mga Chromosome ng isang batang babae (huling pares ng chromosome XX) na may Down syndrome. Tatlong kopya ng chromosome 21 ang nakikita sa halip na dalawa.
Mga pagbabago sa istruktura ng mga chromosome.
Ang mga pagbabago sa istruktura ng mga chromosome ay nangyayari kapag ang materyal sa isang partikular na chromosome ay nasira o ang pagkakasunud-sunod ng mga gene ay nabago. Kasama rin sa mga pagbabago sa istruktura ang labis o pagkawala ng ilang chromosomal material. Ito ay maaaring mangyari sa maraming paraan, na inilarawan sa ibaba.
Ang mga pagbabago sa istruktura ng chromosome ay maaaring napakaliit at mahirap para sa mga technician ng laboratoryo na matukoy. Gayunpaman, kahit na may nakitang pagbabago sa istruktura, kadalasan ay mahirap hulaan ang epekto ng pagbabagong iyon sa kalusugan ng isang partikular na bata. Ito ay maaaring nakakabigo para sa mga magulang na gustong komprehensibong impormasyon tungkol sa kinabukasan ng kanilang anak.
Mga pagsasalin
Kung gusto mong matuto nang higit pa tungkol sa mga pagsasalin, mangyaring sumangguni sa brochure na Chromosomal Translocations.
Mga pagtanggal
Ang terminong "chromosomal deletion" ay nangangahulugan na ang bahagi ng isang chromosome ay nawala o pinaikli. Maaaring mangyari ang mga pagtanggal sa anumang chromosome at sa anumang bahagi ng chromosome. Ang pagtanggal ay maaaring maging anumang laki. Kung nawala ang materyal (genes) sa panahon ng pagtanggal mahalagang impormasyon para sa katawan, kung gayon ang bata ay maaaring magkaroon ng kahirapan sa pag-aaral, pagkaantala sa pag-unlad at iba pang mga problema sa kalusugan. Ang kalubhaan ng mga pagpapakita na ito ay depende sa laki ng nawawalang bahagi at lokalisasyon sa loob ng chromosome. Ang isang halimbawa ng naturang sakit ay ang Joubert's syndrome.
Mga duplikasyon
Ang terminong "chromosomal duplication" ay nangangahulugan na ang bahagi ng isang chromosome ay nadoble, at dahil dito, mayroong labis na genetic na impormasyon. Ang sobrang chromosome na materyal na ito ay nangangahulugan na ang katawan ay nagiging sobra malaking numero"Mga tagubilin", at ito ay maaaring humantong sa mga kahirapan sa pag-aaral, pagkaantala sa pag-unlad at iba pang mga problema sa kalusugan para sa bata. Ang isang halimbawa ng isang sakit na sanhi ng pagdoble ng isang bahagi ng chromosomal material ay motor-sensory neuropathy type IA.
Mga pagsingit
Ang chromosomal insertion (insertion) ay nangangahulugan na ang bahagi ng chromosome material ay "wala sa lugar" sa pareho o sa isa pang chromosome. Kung ang kabuuang halaga ng materyal na chromosomal ay hindi nagbago, kung gayon ang gayong tao ay karaniwang malusog. Gayunpaman, kung ang naturang paggalaw ay humantong sa isang pagbabago sa dami ng chromosomal na materyal, kung gayon ang tao ay maaaring magkaroon ng mga kahirapan sa pag-aaral, pagkaantala sa pag-unlad at iba pang mga problema sa kalusugan ng bata.
Mga chromosome ng singsing
Ang terminong "ring chromosome" ay nangangahulugan na ang mga dulo ng chromosome ay konektado, at ang chromosome ay nakakuha ng hugis ng isang singsing (sa normal na tao chromosome ay may isang linear na istraktura). Karaniwan itong nangyayari kapag ang magkabilang dulo ng parehong chromosome ay pinaikli. Ang natitirang mga dulo ng chromosome ay nagiging "malagkit" at nagsasama-sama upang bumuo ng isang "singsing". Ang mga kahihinatnan ng pagbuo ng mga ring chromosome para sa katawan ay nakasalalay sa laki ng mga pagtanggal sa mga dulo ng chromosome.
Inversions
Ang Chromosomal inversion ay nangangahulugan ng ganitong pagbabago sa chromosome, kung saan ang bahagi ng chromosome ay nabuksan, at ang mga gene sa rehiyong ito ay nakaayos sa reverse order. Sa karamihan ng mga kaso, malusog ang inversion carrier.
Kung ang isang magulang ay may hindi pangkaraniwang chromosomal rearrangement, paano ito makakaapekto sa bata?
Mayroong ilang mga posibleng resulta para sa bawat pagbubuntis:
- Ang bata ay maaaring makatanggap ng ganap na normal na hanay ng mga chromosome.
- Ang isang bata ay maaaring magmana ng parehong chromosomal rearrangement na mayroon ang isang magulang.
- Maaaring nahihirapan ang bata sa pag-aaral, pagkaantala sa pag-unlad, o iba pang problema sa kalusugan.
- Posible ang kusang pagwawakas ng pagbubuntis.
Kaya, ang mga malulusog na bata ay maaaring ipanganak sa isang carrier ng isang chromosomal rearrangement, at sa maraming mga kaso ito mismo ang nangyayari. Dahil ang bawat restructuring ay natatangi, ang iyong tiyak na sitwasyon dapat talakayin sa isang geneticist. Madalas na nangyayari na ang isang bata ay ipinanganak na may chromosomal rearrangement, sa kabila ng katotohanan na ang chromosome set ng mga magulang ay normal. Ang ganitong pagbabago ay tinatawag na bagong bumangon, o nagmumula na "de novo" (mula sa salitang Latin). Sa mga kasong ito, ang panganib ng muling pagsilang ng isang bata na may chromosomal rearrangement sa parehong mga magulang ay napakaliit.
Diagnosis ng chromosomal rearrangements
Posibleng magsagawa ng genetic analysis upang matukoy ang pagdadala ng mga chromosomal rearrangements. Para sa pagsusuri, ang isang sample ng dugo ay kinuha, at ang mga selula ng dugo ay sinusuri sa isang espesyal na laboratoryo upang makita ang mga chromosomal rearrangements. Ang pagsusuri na ito ay tinatawag na karyotyping. Posible ring magsagawa ng pagsusuri sa panahon ng pagbubuntis upang masuri ang mga chromosome ng fetus. Ang pagsusulit na ito ay tinatawag na prenatal diagnosis at dapat talakayin sa iyong geneticist. Para sa karagdagang impormasyon sa paksang ito, tingnan ang mga brochure na Chorionic villus sampling at Amniocentesis.
Tulad ng para sa iba pang miyembro ng pamilya
Kung ang isang miyembro ng pamilya ay may chromosomal rearrangement, maaari mong talakayin ito sa ibang mga miyembro ng pamilya. Ito ay magbibigay-daan sa iba pang mga kamag-anak, kung ninanais, na sumailalim sa pagsusuri (pagsusuri ng mga chromosome sa mga selula ng dugo) upang matukoy ang pagdadala ng mga chromosomal rearrangements. Ito ay maaaring maging lalong mahalaga para sa mga kamag-anak na mayroon nang mga anak o nagpaplano ng pagbubuntis. Kung hindi sila carrier ng chromosomal rearrangement, hindi nila ito maipapasa sa kanilang mga anak. Kung sila ay mga carrier, maaaring hilingin sa kanila na sumailalim sa pagsusuri sa panahon ng pagbubuntis upang pag-aralan ang mga chromosome ng fetus.
Nahihirapan ang ilang tao na talakayin ang mga isyu sa muling pagsasaayos ng chromosomal sa mga miyembro ng pamilya. Maaaring natatakot silang abalahin ang mga miyembro ng pamilya. Sa ilang mga pamilya, dahil dito, ang mga tao ay nakakaranas ng kahirapan sa komunikasyon at nawawalan ng pag-unawa sa mga kamag-anak. Karaniwang may karanasan ang mga geneticist sa pagharap sa mga ganitong uri ng sitwasyon ng pamilya at makakatulong sa iyo na talakayin ang problema sa ibang miyembro ng pamilya.
Ano ang mahalagang tandaan
- Ang muling pagsasaayos ng chromosomal ay maaaring parehong minana sa mga magulang at mangyari sa panahon ng pagpapabunga.
- Ang perestroika ay hindi maaaring itama - ito ay nananatili habang buhay.
- Ang remodeling ay hindi nakakahawa, halimbawa, ang carrier nito ay maaaring isang blood donor.
- Madalas na nagkasala ang mga tao tungkol sa pagkakaroon ng problema sa kanilang pamilya, tulad ng muling pagsasaayos ng chromosomal. Mahalagang tandaan na hindi ito kasalanan ng ibang tao o resulta ng mga aksyon ng ibang tao.
- Karamihan sa mga carrier ng balanseng rearrangements ay maaaring magkaroon ng malulusog na bata.
Ang mga chromosomal mutations ay ang mga sanhi ng chromosomal disease.
Ang Chromosomal mutations ay mga pagbabago sa istruktura sa mga indibidwal na chromosome, kadalasang nakikita sa ilalim ng isang light microscope. Ang isang chromosomal mutation ay nagsasangkot ng isang malaking bilang (mula sampu hanggang ilang daang) ng mga gene, na humahantong sa isang pagbabago sa normal na diploid set. Bagama't karaniwang hindi binabago ng mga chromosomal aberrations ang pagkakasunud-sunod ng DNA sa mga partikular na gene, ang pagbabago sa numero ng kopya ng mga gene sa genome ay humahantong sa genetic imbalance dahil sa kakulangan o labis ng genetic material. Mayroong dalawang malalaking grupo ng chromosomal mutations: intrachromosomal at interchromosomal
Ang intrachromosomal mutations ay mga aberasyon sa loob ng isang chromosome. Kabilang dito ang:
- ang pagkawala ng isa sa mga seksyon ng chromosome, panloob o terminal. Ito ay maaaring humantong sa kapansanan sa embryogenesis at ang pagbuo ng maraming mga anomalya sa pag-unlad (halimbawa, isang pagtanggal sa rehiyon ng maikling braso ng ika-5 kromosom, na itinalaga bilang 5p-, ay humahantong sa hindi pag-unlad ng larynx, mga depekto sa puso, pagkaantala sa pag-iisip. Ito Symptom complex ay kilala bilang "cat cry" syndrome, dahil sa mga may sakit na bata, dahil sa isang anomalya ng larynx, ang pag-iyak ay kahawig ng meow ng pusa);
Inversions. Bilang resulta ng dalawang break point ng chromosome, ang nabuong fragment ay ipinasok sa orihinal nitong lugar pagkatapos ng 180 ° na pag-ikot. Bilang resulta, tanging ang pagkakasunud-sunod ng mga gene ang naabala;
pagdoble - pagdoble (o pagpaparami) ng anumang bahagi ng chromosome (halimbawa, ang trisomy sa kahabaan ng maikling braso ng chromosome 9 ay nagdudulot ng maraming depekto, kabilang ang microcephaly, pagkaantala ng pisikal, mental at intelektwal na pag-unlad).
Interchromosomal mutations, o rearrangement mutations - ang pagpapalitan ng mga fragment sa pagitan ng mga non-homologous chromosome. Ang ganitong mga mutasyon ay tinatawag na mga pagsasalin (mula sa Latin na trans - para sa, sa pamamagitan at locus - lugar). ito:
reciprocal translocation - dalawang chromosome ang nagpapalitan ng kanilang mga fragment;
non-reciprocal translocation - isang fragment ng isang chromosome ay dinadala sa isa pa;
Ang "sentrik" na pagsasanib (Robertsonian translocation) ay ang pagsasama ng dalawang acrocentric chromosome sa rehiyon ng kanilang mga sentromere na may pagkawala ng mga maikling armas.
Sa transverse rupture ng chromatids sa pamamagitan ng centromeres, ang "sister" chromatids ay nagiging "mirror" arms ng dalawang magkaibang chromosome na naglalaman ng parehong set ng mga gene. Ang mga chromosome na ito ay tinatawag na isochromosome.
Ang mga translocation at inversions, na balanseng chromosomal rearrangements, ay walang phenotypic manifestations, ngunit bilang resulta ng segregation ng rearranged chromosome sa meiosis, maaari silang bumuo ng hindi balanseng gametes, na magsasama ng paglitaw ng mga supling na may chromosomal abnormalities.
Genomic mutations
Ang genomic mutations, tulad ng mga chromosomal, ay ang mga sanhi ng chromosomal disease.
Ang genomic mutations ay kinabibilangan ng mga aneuploidies at mga pagbabago sa ploidy ng mga structurally unchanged chromosome. Ang mga genomic mutations ay nakita ng mga cytogenetic na pamamaraan.
Ang Aneuploidy ay isang pagbabago (pagbaba - monosomy, pagtaas - trisomy) sa bilang ng mga chromosome sa isang diploid set, hindi isang multiple ng isang haploid (2n + 1, 2n-1, atbp.).
Polyploidy - isang pagtaas sa bilang ng mga chromosome set, isang multiple ng haploid one (3n, 4n, 5n, atbp.).
Sa mga tao, ang polyploidy, gayundin ang karamihan sa mga aneuploidies, ay mga nakamamatay na mutasyon.
Ang pinakakaraniwang genomic mutations ay kinabibilangan ng:
trisomy - ang pagkakaroon ng tatlong homologous chromosome sa karyotype (halimbawa, sa ika-21 na pares na may Down's disease, sa ika-18 na pares na may Edwards syndrome, sa ika-13 na pares na may Patau's syndrome; sa mga sex chromosome: XXX, XXY, XYY) ;
monosomy - ang pagkakaroon ng isa lamang sa dalawang homologous chromosome. Sa monosomy sa alinman sa mga autosome, ang normal na pag-unlad ng embryo ay hindi posible. Ang tanging monosomy sa mga tao na katugma sa buhay - monosomy sa X chromosome - humahantong sa Shereshevsky-Turner syndrome (45, X).
Ang dahilan na humahantong sa aneuplody ay ang nondisjunction ng mga chromosome sa panahon ng cell division sa panahon ng pagbuo ng mga germ cell o ang pagkawala ng mga chromosome bilang resulta ng anaphase lagging, kapag, sa panahon ng paggalaw sa pole, ang isa sa mga homologous chromosome ay maaaring mahuli sa iba pang mga non- homologous chromosome. Ang terminong nondisjunction ay nangangahulugan ng kawalan ng paghihiwalay ng mga chromosome o chromatid sa meiosis o mitosis.
Ang nondisjunction ng mga chromosome ay madalas na sinusunod sa panahon ng meiosis. Ang mga chromosome, na karaniwang dapat hatiin sa panahon ng meiosis, ay nananatiling magkakaugnay at sa anaphase ay lumipat sa isang poste ng cell, kaya dalawang gametes ang lumitaw, ang isa ay may karagdagang chromosome, at ang isa ay walang ganitong chromosome. Kapag ang isang gamete na may normal na hanay ng mga chromosome ay na-fertilize ng isang gamete na may dagdag na chromosome, nangyayari ang trisomy (ibig sabihin, mayroong tatlong homologous chromosome sa cell), kapag ang isang gamete ay na-fertilize nang walang isang chromosome, isang zygote na may monosomy ang bumangon. Kung ang isang monosomal zygote ay nabuo sa anumang autosomal chromosome, kung gayon ang pag-unlad ng organismo ay hihinto sa pinakamaagang yugto ng pag-unlad.
Ang lahat ng mga uri ng mutasyon ay nangyayari sa mga somatic cell (kabilang ang ilalim ng impluwensya ng iba't ibang radiation), na katangian din ng mga cell ng mikrobyo.
Ang lahat ng namamana na sakit na dulot ng pagkakaroon ng isang pathological gene ay minana alinsunod sa mga batas ni Mendel. Ang paglitaw ng mga namamana na sakit ay dahil sa mga paglabag sa imbakan, paghahatid at pagpapatupad ng namamana na impormasyon. Ang pangunahing papel ng namamana na mga kadahilanan sa paglitaw ng isang pathological gene na humahantong sa isang sakit ay nakumpirma ng napakataas na dalas ng isang bilang ng mga sakit sa ilang mga pamilya kumpara sa pangkalahatang populasyon.
Ang pinagmulan ng mga namamana na sakit ay batay sa mga mutasyon: pangunahin ang chromosomal at gene. Samakatuwid, ang chromosomal at hereditary gene disease ay nakahiwalay.
Ang mga sakit na Chromosomal ay inuri ayon sa uri ng gene o chromosomal mutation at ang kasamang personalidad na kasangkot sa pagbabago ng chromosome. Kaugnay nito, ang prinsipyo ng pathogenetic, na mahalaga para sa yunit ayon sa nosological na prinsipyo ng namamana na patolohiya, ay pinananatili:
Para sa bawat sakit, ang isang genetic na istraktura (chromosome at ang segment nito) ay itinatag, na tumutukoy sa patolohiya;
Ano ang genetic disorder ay ipinahayag. Ito ay tinutukoy ng kakulangan o labis ng chromosomal material.
NUMERICAL DISTURBANCES: binubuo ng pagbabago sa ploidy ng chromosome set at sa deviation ng bilang ng chromosome mula sa diploid para sa bawat pares ng chromosome sa direksyon ng pagbaba (ang ganitong paglabag ay tinatawag na monosomy) o sa direksyon ng pagtaas (trisomy at iba pang anyo ng polysomies). Ang mga triploid at tetraploid na organismo ay mahusay na pinag-aralan; ang dalas ng kanilang paglitaw ay mababa. Ang mga ito ay higit sa lahat ay self-aborted embryo (miscarriages) at deadborn embryo. Kung, gayunpaman, ang mga bagong panganak na may ganitong mga karamdaman ay lilitaw, kung gayon sila ay karaniwang nabubuhay nang hindi hihigit sa 10 araw.
Ang genomic mutations sa mga indibidwal na chromosome ay marami; sila ang bumubuo sa karamihan ng mga chromosomal na sakit. Ang kumpletong monosomies ay sinusunod sa X chromosome, na humahantong sa pagbuo ng Sherevsky-Turner syndrome. Ang mga autosomal monosomies ay napakabihirang sa mga live birth. Ang mga live birth ay mga organismo na may malaking proporsyon ng mga normal na selula: ang monosomy ay may kinalaman sa mga autosome 21 at 22.
Napag-aralan ang kumpletong trisomies para sa mas malaking bilang ng mga chromosome: 8, 9, 13, 14, 18, 21, 22, at X chromosomes. Ang bilang ng mga X chromosome sa isang indibidwal ay maaaring umabot ng hanggang 5 at sa parehong oras, ang kanyang viability ay napanatili, karamihan ay panandalian.
Ang mga pagbabago sa bilang ng mga indibidwal na chromosome ay nagdudulot ng mga kaguluhan sa kanilang pamamahagi sa mga anak na selula sa panahon ng una at ikalawang meiotic division sa gametogenesis o sa mga unang cleavage ng isang fertilized na itlog.
Ang mga dahilan para sa naturang paglabag ay maaaring:
Pagkagambala ng pagkakaiba-iba sa panahon ng anaphase ng reduplicated chromosome, bilang isang resulta kung saan ang dobleng chromosome ay pumapasok lamang sa isang cell ng anak na babae.
Pagkagambala ng conjugation ng mga homologous chromosome, na maaari ring makagambala sa tamang divergence ng mga homologue sa mga cell ng anak na babae.
Ang pagkahuli ng mga chromosome sa anaphase kapag naghiwalay sila sa isang daughter cell, na maaaring humantong sa pagkawala ng isang chromosome.
Kung ang isa sa mga paglabag sa itaas ay nangyari sa dalawa o higit pang magkakasunod na dibisyon, nangyayari ang mga tetrosomy at iba pang uri ng polysomies.
MGA PAGLABAG SA STRUKTURAL. Anuman ang kanilang uri, nagdudulot sila ng mga bahagi ng materyal sa isang partikular na chromosome (partial monosomy), o ang labis nito (partial trisomy). Ang mga simpleng pagtanggal ng buong braso, interstitial at terminal (terminal) ay maaaring humantong sa bahagyang monosomy. Sa kaso ng mga terminal na pagtanggal ng magkabilang braso, ang X chromosome ay maaaring maging pabilog. Ang ganitong mga kaganapan ay maaaring mangyari sa anumang yugto ng gametogenesis, kabilang ang pagkatapos ng pagkumpleto ng parehong meiotic division ng germ cell. Ang mga balanseng rearrangements ng type inversions, reciprocal at Robertsonian translocations, na nasa katawan ng magulang, ay maaari ding humantong sa partial monosomy. Ito ang resulta ng pagbuo ng isang hindi balanseng gamete. Ang mga partial trisomies ay nangyayari rin nang hindi pantay. Ang mga ito ay maaaring mga duplikasyon ng isang partikular na segment na lumitaw muli. Ngunit kadalasan ang mga ito ay minana mula sa mga normal na phenotypic na magulang na mga carrier ng balanseng pagsasalin o inversion bilang resulta ng hindi balanseng pagpasok ng chromosome sa gamete patungo sa labis na materyal. Hiwalay, ang mga partial monosomies o trisomies ay hindi gaanong karaniwan kaysa sa kumbinasyon, kapag ang pasyente ay may partial monosomy sa isang chromosome at bahagyang trisomy sa isa pa.
Ang pangunahing grupo ay binubuo ng mga pagbabago sa nilalaman ng structural heterochromatin sa chromosome. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay sumasailalim sa normal na polymorphism, kapag ang mga pagkakaiba-iba sa nilalaman ng heterochromatin ay hindi humantong sa mga masamang pagbabago sa phenotype. Gayunpaman, sa ilang mga kaso, ang isang kawalan ng timbang sa mga heterochromatic na rehiyon ay humahantong sa pagkasira ng pag-unlad ng kaisipan.