Эти карты разработаны для каждой хромосомы и показывают нормальное расположение центромеры и полос-бендов на хромосоме. Если вдруг бенды на хромосоме расположены иначе - это уже хромосомная перестройка. Не пугайтесь нового слова «центромера», это всего лишь один из морфологических терминов для описания хромосом. Углубляться в этот вопрос я не буду, приведу только общую схему (рис.2) строения хромосомы, так как используемые для этого термины понадобятся нам в дальнейшем.
Итак, принципиально, каждая хромосома имеет центромеру, т.е. перетяжку, и плечи; короткое «р» и длинное «q». Описывая перестройку, мы обязательно указываем: номер хромосомы (см.в предыдущем посте рис. «кариограмма») и место на хромосоме, где произошла перестройка (это и есть № бенда на хромосомной карте). Т.о., формула кариотипа - это стандартная запись, которая понятна любому цитогенетику, генетику и другим специалистам в любой стране мира. Формула нормального кариотипа записывается следующим образом: сначала пишется общее количество хромосом, 46, затем, через запятую, указываются половые хромосомы, ХХ у женщины и ХУ у мужчины. Т.е: 46,ХХ - нормальный женский кариотип, или 46,ХУ - нормальный мужской кариотип.
Итак, порядок расположения хромосом в кариограмме, их количество, морфология, структура, а также запись цитогенетического ответа, все вместе это составляет Номенклатуру хромосом и является настольной книгой каждого цитогенетика.
Теперь о перестройках. Принципиально выделяют численные (т. е изменение количества хромосом в геноме) и структурные перестройки. Чаще всего это приводит к возникновению хромосомных болезней - очень тяжелых, инвалидизирующих состояний, которые не лечатся, а только корректируются специальной терапией для улучшения качества жизни таких больных.
Всегда ли хромосомные перестройки приводят к болезни? Бывают ли случаи здорового носительства?
Да, бывают. Бывает, что хромосомная перестройка произошла таким образом, что весь генетический материал остался в геноме и работа генов не пострадала. В этом случае человек-носитель ведет абсолютно нормальный образ жизни и ничего не подозревает до поры до времени, а именно, до того момента, пока не начнет предпринимать попыток родить ребенка. И вот тогда у носителей хромосомных перестроек могут возникнуть проблемы: бесплодие, спонтанные аборты на разных сроках беременности или рождение больного ребенка. Именно поэтому взрослым людям с подобными проблемами и назначают анализ на кариотип. Конечно, причин у всех вышеперечисленных состояний может быть множество и хромосомные - отнюдь не самые частые. Но врач обязан последовательно исключать их все.
Численные перестройки - это изменение количества хромосом генома на одну и более.
Уменьшение на одну хромосому называется моносомией. Полная моносомия (т.е. потеря целой хромосомы) может касаться только половой хромосомы, Х или У. Это хромосомная болезнь, известная как синдром Шерешевского-Тернера. Кариотип в этом случае выглядит так, как на рис.3. Запись формулы будет: 45,Х, где 45 - это число хромосом в геноме, а Х - это единственная присутствующая в нем половая хромосома. Полная моносомия по другим хромосомам, не половым, (они называются аутосомы), приводит к внутриутробной гибели плода, у живущих людей не встречается. Частичные, (т. е, когда утеряна не целая хромосома, а только какая-то часть) моносомии встречаются как по половым, так и по аутосомам. Это уже структурная перестройка, называемая «делеция». Об этом чуть позже.
Другое состояние, когда в геноме присутствует дополнительная хромосома, называется трисомией. Вот тут уже возможны полные трисомии как по половым, так и по аутосомам, причем возможно и их сочетание. Здесь только хочу пояснить, что трисомии по аутосомам - это всегда тяжелые заболевания, а вот трисомии и даже полисомии (добавлена больше чем одна хромосома) по половым хромосомам очень часто внешне никак или почти никак не проявляются. Как это выглядит и как записывается? См. рис. 4 и 5. и здесь тоже возможны частичные трисомии, которые возникают в результате дупликаций и транслокации. Это уже структурные перестройки и о них мы начнем говорить в следующий раз.
А завершим наш разговор о численных перестройках обсуждением маркерных хромосом. Что такое маркерная хромосома? Так мы называем любой хромосомный материал, который невозможно идентифицировать методами стандартной цитогенетики. Маркерные хромосомы, чаще всего, являются сверхчисленными. Посмотрите на рис.6. Формула кариотипа будет; 47,ХХ,+mar (или ХУ, если это мужчина). Приводит ли появление такой хромосомы к заболеванию, зависит от того, какой генетический материал в ней содержится. Наша ДНК так устроена, что в ней есть как участки с работающим генами, так и участки, где смысловая информация не кодируется. Появление лишних копий «бессмысленных» участков ДНК в геноме к заболеваниям не приводит, так что добавочная маркерная хромосома может никак себя не проявлять. Но она обязательно! влияет на процессы, происходящие в клетке во время деления. Она не имеет пары, гомолога, поэтому нарушает процесс расхождения хромосом при делении клетки. И носители такой хромосомы часто имеют половые клетки-гаметы с хромосомным дисбалансом, что приводит и к бесплодию, и к спонтанным абортам, и к рождению детей с пороками развития.
Фото:
