Что понимают под термином – «полиморфизм хромосом человека»?

Под полиморфизмом понимают нормальную изменчивость хромосом набора, которая заключается в различиях между гомологичными хромосомами (гетероморфизм) по отдельным сегментам, районам и даже целым плечам. К полиморфным вариантам относят такие изменения хромосом, которые сохраняются в процессе онтогенеза, стабильно наследуются при митотическом делении клетки и передаются как простой менделевский признак от родителей к детям, не оказывая влияния на фенотип. Существование различных вариантов характерно практически для каждой хромосомы человека, а неограниченное число сочетаний таких вариантов приводит к уникальности кариотипа каждого человека, за исключением монозиготных близнецов.

Как принято регистрировать полиморфные варианты хромосом человека?

Правила кариотипирования предусматривают учет полиморфных вариантов хромосом с помощью специальной системы символов (табл.1). В широких пределах варьируют размеры С-блоков, особенно на хромосомах 1, 9, 15, 16, 19, 22 и Y.

Таблица 1. Перечень символов, употребляемых при описании полиморфных вариантов хромосом человека

1. Полиморфные размеры гетерохроматиновых сегментов, спутничных нитей и спутников
9qh+	Увеличенный гетерохроматиновый блок на длинном плече хромосомы 9
Yqh-	Уменьшенный гетерохроматиновый блок на длинном плече Y-хромосомы
21ps+	Увеличенные спутники на коротком плече хромосомы 21
22pstk+	Удлиненные спутничные нити на коротком плече хромосомы 22
15cenh+	Увеличенный блок прицентромерного гетерохроматина на хромосоме 15
lqh-, 13cenh+, 22ps+	Уменьшенный гетерохроматиновый блок на хромосоме 1, увеличенный прицентромерный гетерохроматин на хромосоме 13 и увеличенные спутники на коротком плече хромосомы 22
15cenh+mat, 15s+pat	Увеличенный прицентромерный гетерохроматиновый блок на хромосоме 15, унаследованной от матери, и увеличенные спутники на хромосоме 15, унаследованной от отца
14cenh+pstk+ps+	Увеличенный блок прицентромерного гетерохроматина, длинные спутничные нити и увеличенные спутники на коротком плече хромосомы 14
2. Полиморфная локализация гетерохроматиновых сегментов, спутничных нитей и спутников
17ps	Спутники локализованы на коротком плече хромосомы 17
Yqs	Спутники локализованы на длинном плече Y-хромосомы
9qhph	Локализация прицентромерного гетерохроматинового блока на коротком и длинном плечах хромосомы 9
9ph	Гетерохроматиновый блок присутствует только на коротком плече хромосомы 9
lq41	Гетерохроматиновый блок локализован в сегменте lq41
3. Полиморфизм числа спутников и спутничных нитей
21pss	Двойные спутники на коротком плече хромосомы 21
14pstkstk	Двойные спутничные нити на коротком плече хромосомы 14

Какие типы хроматина существуют, и их основные характеристики?

Материал, из которого построены хромосомы, называется хроматином.

В каждой хромосоме существует два типа хроматина — эухроматин и гетерохроматин.

Установлено, что эухроматин состоит из однокопийных последовательностей ДНК и содержит большую часть структурных генов. Эухроматин деконденсирован в метаболически активном интерфазном ядре и реплицируется в течение всего периода фазы синтеза, что свидетельствует о его активном участии в процессе транскрипции.

Гетерохроматин в хромосомах человека в свою очередь подразделяется на структурный, или конститутивный, и факультативный гетерохроматин. Конститутивный, или структурный, гетерохроматин образует постоянные структурные элементы в парах гомологичных хромосом и располагается преимущественно в околоцентромерных районах, а также дистальном отделе длинного плеча Y-хромосомы.

Термин «факультативный гетерохроматин» относится к гетерохроматинизированному эухроматину, который присутствует не в обеих, а в одной из двух гомологичных хромосом. Если конститутивному гетерохроматину присуще неизменное, стабильное конденсированное состояние, то факультативный гетерохроматин свойственен какой-либо определенной стадии развития или типу клеток.

Классическим примером факультативного гетерохроматина является функционально неактивная (инактивированная) Х-хромосома, представленная в интерфазных соматических клетках, имеющих две Х-хромосомы, в виде так называемого тельца полового хроматина (тельце Барра). Отметим, что инактивация одной из Х-хромосом у зародышей женского пола происходит в раннем эмбриогенезе, точнее на стадии бластоцисты, тогда как перед вступлением ооцитов в мейоз происходит ее реактивация. Примером обратимой гетерохроматизации может быть и половой пузырек, образуемый Х- и Y-хромосомами в сперматогенезе и наблюдаемый лишь в профазе мейоза (на стадиях зиготены — пахитены).

Глава №3

Хромосомные аномалии

Классификация основных типов хромосомных аномалий

Хромосомные аномалии подразделяются на геномные и структурные. Первые связаны с изменением числа хромосом, вторые –их структуры.

Геномные мутации.

Геномные мутации могут затрагивать весь геном или отдельные хромосомы. Напомним, что в норме в каждой соматической клетке человека имеется диплоидный набор хромосом, равный 46, половые клетки обладают гаплоидным набором хромосом составляющим – 23 хромосомы. Любые отклонения от этого модального числа являются численными анома­лиями — гетероплоидией. При этом изменения числа хромосом могут быть либо кратными гаплоидному набору, либо некратными ему.

У человека изменения числа хромосом на уровне гаплоидного генома ограничиваются триплоидией (Зп=69)— наличием лишних 23 хро­мосом, которые могут иметь отцовское или материнское происхожде­ние. При этом кариотип 69,XYY летален, в то время как триплоидия 69,ХХХ и 69,XXY вполне совместима с внутриутробным развитием и живорождением.

Тетраплоидия (4п=92) как конституциональная форма кариотипа представлена только в клетках эмбрионов до стадии бластоцисты. Од­нако тетраплоидия характерна и для некоторых тканей (клетки трофобласта, печени, мегакариоциты).

Анеуплоидия — изменения числа отдельных хромосом, некратные гаплоидному набору, представлена следующими видами:

Трисомия (2п + 1=47) — наличие дополнительной гомологич­ной хромосомы. Известны случаи множественных трисомий (двойные, тройные трисомии), которые обусловлены сочетанием трисомий по двум или трем разным хромосомам (2п +1+1=48 или 2п+1 + 1 +1=49);

Полисомия (крайне редкая для аутосом форма анеуплоидии) — увеличение числа в пределах одной пары гомологичных хромо­сом, характерна для системы половых хромосом (например, трисомия Х-хромосом — 47,ХХХ, тетрасомия — 48,ХХХХ, пентасомия — 49,ХХХХХ; дисомия Y-хромосомы — 47,XYY);

Моносомия (2п—1=45)— отсутствие одной из гомологичных хромосом;

Нуллисомия (2п-2 =44) — отсутствие обеих гомологичных хро­мосом. Отсутствие двух гомологов обычно приводит к гибели соматических клеток, поэтому нуллисомия при стандартном кариотипировании практически не встречается. Однако, гипогаплоидия, обусловленная утратой одной из хромосом набора (п-1 =22), относительно часто регистрируется при анализе хро­мосомного набора зрелых сперматозоидов и неоплодотворенных ооцитов в метафазе второго мейотического деления.

Моносомия по любой из аутосом, как и нуллисомия Х-хромосом (кариотип 45,Y), является летальной, поэтому их обнаружение на метафазных пластинках обычно связано с погрешностями при при­готовлении препаратов. В клинической цитогенетике описаны случаи сочетания моносомии (исключительно моносомии Х-хромосомы) с

трисомией по какой-либо из аутосом, при этом общее число хромосом в наборе соответствует диплоидному (2п-1 + 1=46).

Если геномная мутация присутствует во всех клетках зародыша, ее называют истинной, или полной, формой.

Присутствие на хромосомных препаратах клеточных клонов от разных зародышей (например, с наборами гоносом XX и XY) позволя­ет заподозрить наличие химеризма (chi).

Если геномная мутация определяется только в отдельных клетках одного организма, возникшего из одной зиготы, говорят о мозацизме хромосом, или мозаичной форме гетероплоидии (mos).

Однородительская дисомия (аптп. —uniparental disomy, или upd) — недавно описанный у человека новый тип хромосомных аномалий. В этом случае кариотип представлен нормальным диплоидным числом хромосом, однако одна пара гомологов представлена хромосомами только одного из родителей (только материнскими — updmat или только отцовскими — updpat). При этом возможна ситуация, когда в кариотипе присутствуют оба гомолога от одного родителя — гетеро-дисомия, либо удвоенной оказывается одна из гомологичных хромо­сом — изодисомия.