Структурные перестройки хромосом бывают нескольких видов. Первая группа, те, что приводят к дисбалансу генетического материала. Либо к избытку, либо к недостатку.
К избытку хромосомного материала приводят дупликации (трипликации или амплификации) определенного участка хромосомы. Выглядит это так:
Биологический смысл таких перестроек сводится к увеличению количества работающих генов, расположенных в данном сегменте хромосомы и к нарушению функционирования генома в целом.
К недостатку генетического материала приводят делеции (записывается как del), т.е выпадение участка хромосомы. Это очень большая группа состояний, приводящая, чаще всего, к тяжелым последствиям. Делеции бывают большие и маленькие, те, которые мы можем увидеть в световой микроскоп, и те, что можно обнаружить только молекулярно-цитогенетическими методами. Делеции могут затрагивать любой участок хромосомы и в зависимости от этого подразделяются на терминальные, т.е. те, что захватывают теломеру, и интерстициальные, т.е. выпадение серединного участка хромосомы, не включающего теломерный район.
Пример терминальной делеции:
Пример интерстициальной делеции
Надо всегда помнить, что даже самая маленькая делеция имеет огромное значение для состояния и функционирования всего генома. Как правило, делеции приводят не только к нарушению физического развития, но и к задержке психомоторного развития, к снижению IQ. Поэтому подобные состояния являются показанием для назначения анализа кариотипа. Конечно, эти состояния заметны уже на первом году жизни и с диагнозом «задержка психомоторного развития» к нам чаще всего попадают дети. И тут я хочу коснуться очень важной стороны вопроса. Если так случилось, что ребенка направили на кариотип, пожалуйста, приходя сдавать анализ, не пытайтесь скрыть диагноз, который написал врач в направлении. В данном случае, диагноз очень помогает цитогенетику сориентироваться и направить свой поиск в нужное русло: иногда надо посмотреть большее количество клеток, а иногда нужно получить хромосомы определенного уровня спирализации и сконцентрироваться на поиске мелкой перестройки в определенной хромосоме. На рисунке ниже я привела пример одной из таких микроперестроек. Постарайтесь ее рассмотреть (указана стрелкой).
В данном случае делеция очень маленькая, она видна во многом благодаря своему месторасположению.
Дело в том, что даже такой маленький выпавший участок меняет морфологию хромосомы - короткое плечо хромосомы 17 выглядит неестественно, первый «темный» бенд буквально «сидит» на центромере. Но если хромосомы будут чуть короче, то эту перестройку можно не увидеть.
А вот еще один пример интерстициальной делеции. Теперь это хромосома 1. Постарайтесь рассмотреть.
Размер этой делеции значительно больше, чем у предыдущей. Но расположена она на хромосоме большего размера и поэтому более сложна для визуализации. Морфология хромосомы практически не нарушена, рисунок тоже. Перестройки подобного размера требуют обязательного подтверждения молекулярно-цитогенетическими или молекулярными методами. "Почему?", - спросите вы, если и так уже видно. Потому что, чем «длиннее» анализируемые хромосомы, тем больше различий между гомологами. Это называется «полиморфизм». «Мамина» и «папина» хромосомы могут отличаться друг от друга по количеству прицентромерного гетерохроматина, как это показано на рисунке ниже.
Это не патология, т.к. гетерохроматин - это участок хромосомы, не содержащий структурных (функционирующих) генов. Такие полиморфизмы обозначаются в формуле кариотипа как: «qh+»-увеличен (относительно среднего размера этого участка в популяции) гетерохроматин длинного плеча, «ph»-гетерохроматин в коротком плече, «cenh+»-увеличен прицентромерный гетерохроматин. Согласно ныне действующей номенклатуре, такие варианты можно и вовсе в формуле не прописывать, что мы и стараемся делать. Но иногда встречаются настолько экстремальные различия между гомологами, что цитогенетик тратит массу времени на доказательство именно полиморфизма, а не патологии. И, в таких случаях, мы прописываем это в формуле, чтобы коллеги, который будут заниматься следующим этапом диагностики, не тратили время на уже установленный факт. Еще больше коварства таится в разной скорости спирализации гомологов во время циклов деления клетки. Чем длиннее хромосома - тем больше бендов можно увидеть. Это может привести к ошибочной интерпретации результатов. Вот почему чем меньше увиденная перестройка, тем более она нуждается в подтверждении. Как проходит подтверждение, бывают ли исключения, когда делеция есть, а пороков развития и снижения IQ нет-мы поговорим в следующий раз.
Читать все статьи по цитогенетике
Кариотипирование + фото в лаборатории ЦИР
