Карагандинская Государственная Медицинская Академия Кафедра молекулярной биологии и

Карагандинская Государственная Медицинская Академия Кафедра молекулярной биологии и медицинской генетики Лекция Тема: «Патологические эффекты мутаций. Хромосомные мутации» Специальность: 5 B 130100 «Общая медицина» Курс: 1 Время: 50 мин.

Тема: Патологические эффекты мутаций. Хромосомные мутации Цель: . изучение основных типов геномных и хромосомных мутаций План лекции: 1. Геномные мутации 2. Изменения структуры хромосом 3. Номенклатура хромосом человека

Хромосомные мутации включают изменения общего количества хромосом или изменения структуры хромосом – делеции или дупликации генов или сегментов хромосом, перегруппировку генетического материала внутри хромосомы или между хромосомами.

Варианты изменения числа хромосом: Анеуплоидия – недостаточное или избыточное количество одной или больше хромосом Эуплоидия – кратное увеличение гаплоидного набора хромосом

Термин Объяснение Анеуплоидия моносомия трисомия 2 n ± x хромосом 2 n – 1 2 n + 1 тетрасомия, пентасомия и т. д. Эуплоидия диплоидия полиплоидия Автополиплоидия 2 n + 2, 2 n + 3 и т. д. Аллоплоидия (амфиплоидия) кратное увеличение гаплоидного набора разных геномов кратное увеличение n 2 n 3 n, 4 n, 5 n кратное увеличение гаплоидного набора одного генома

Полиплоидия распространена у растений и является причиной происхождения новых видов. Обычно полиплоидия у растений положительно коррелирует с размерами надземных и подземных органов. Типы полиплоидов у растений: 1. Автополиплоид – образуется в результате кратного увеличения гаплоидного набора одного вида (в следствие ошибок мейоза). 2. Аллополиплоид – гибрид двух и более близкородственных видов с частично гомологичными хромосомами.

Автополиплоид

Aллополиплоид

Нарушения структуры хромосом Транслокация – перенос участка хромосомы на другую хромосому (нереципрокная транслокация) или обмен участками между хромосомами (реципрокная транслокация).

Инверсия – поворот участка хромосомы на 180 градусов. Парацентрическая – на захватывает область центромеры, перицентрическая – захватывает район центромеры.

Делеция – утрата участка хромосомы. Различают два вида: терминальную– утрата концевого участка и итерстициальную – утрата участка внутри хромосомы.

Дупликация – удвоение участка хромосомы.

Изохромосомы образуются в результате разрыва хромосомы в области центромеры. Поэтому оба плеча хромосомы содержат идентичные гены.

Робертсоновские перестройки - слияние негомологичных хромосом в одну (центрическое слияние) или разрыв одной хромосомы на 2 (центрическое разделение)

Кольцевые хромосомы образуются в результате утраты теломерных участков

Полицентрические хромосомы образуются в результате утраты теломерных участков и слияния нескольких хромосом

Характер исчерченности хромосом Диск – хорошо отличимая от других районов часть хромосомы. Каждая хромосома делится на районы, состоящие из нескольких дисков, нумерующиеся от центромеры к теломерам. Внутри районов диски нумеруются в том же направлении. Номенклатура: номер диска расположен сразу за номером района. Примеры: 3 p 21 обозначает первый диск второго района короткого плеча третьей хромосомы

Контрольные вопросы: 1. Типы геномных мутаций. 2. Варианты изменений структуры хромосом: дупликации, делеции, инверсии, транслокации, кольцевые хромосомы, изохромосомы, Робертсоновские перестройки. 3. Окрашивание хромосом. 4. Номенклатура хромосом человека.

Карагандинская Государственная Медицинская Академия Кафедра молекулярной биологии и медицинской генетики Лекция Тема: «Хромосомные болезни» Специальность: 5 В 130100 - «Общая медицина» Курс: 1 Время: 50 мин.

Тема: Хромосомные болезни Цель: изучение этиологии и симптоматики наиболее распространенных хромосомных болезней План лекции: 1. Полиплоидия. 2. Изменения числа половых хромосом. 3. Изменения числа аутосом. 4. Микроцитогенетические синдромы

Хромосомные синдромы врожденные патологические состояния, проявляющиеся в аномалиях развития, причиной которых являются изменения числа или структуры хромосом. Выделяют аутосомные синдромы, проявляющиеся в соматических клетках и гоносомные – в половых клетках.

Хромосомные аномалии присутствуют в 6 -7 % всех зигот. Большинство таких зигот не приступают к дроблению и не образуют бластоцист. В лабораторных условиях более 60% двухдневных зигот имели аномалии. Подсчитано, что более 50 % спонтанно абортированных бластоцист и трехнедельных эмбрионов имеют хромосомные аномалии.

Полиплоидия Tриплоидный плод с диспропорционально развитыми телом и головой. Триплоидия развивается в результате оплодотворения яйцеклетки двумя сперматозоидами. Считается, что триплоидия встречается примерно у 2% эмбрионов, большинство которых спонтанно абортируются. Наблюдались единичные случаи рождения триплоидов.

Изменения числа половых хромосом Синдром Тернера 45, XO 1: 8 000 Выживают приблизительно 1% моносомиков по Х хромосоме. Фенотип: диагностический признак у новорожденного – короткая шея с крыловидными складками. Также наблюдается лимфедема (отечность) ног, гипоплазия ногтей. Вторичные половые признаки не развиваются у 90% больных девочек. Лечение – гормональная терапия.

Синдром Тернера у новорожденного

Синдром Тернера у 14 -ти летней девочки. Классические признаки синдрома: низкий рост, шея с крыловидными складками, отсутствие полового созревания.

Синдром Клайнфелтера 47, XXY 1: 1 000 Признаки: уменьшенные семенники, гиалинизация семенных канальцев, асперматогенез; часто наблюдается высокий рост с длинными нижними конечностями; интеллектуальные способности ниже нормы; примерно у 40% мужчин наблюдается гинекомастия.

Подросток с синдромом Клайнфелтера. Диагностический признак: гинекомастия.

Другие варианты изменения числа половых хромосом: 47, XXX 1: 1 000 – фенотипически нормальные женщины, обычно фертильные, 15 -25% имеют легкую умственную отсталость. 47, XYY 1: 1 000 – фенотипически нормальные мужчины, обычно высокие, у некоторых отмечается агрессивное поведение. Встречаются также тетрасомии и пентасомии по половым хромосомам. Избыточные половые хромосомы не виляют на формирование половых признаков. Но что чем больше избыточных половых хромосом, тем сильнее признаки умственной и физической отсталости.

Изменение числа аутосом Синдром Дауна 47, XX, XY, +21 1: 800 Признаки: умственная отсталость; брахицефалия, эпикант, гипертелоризм, широкая переносица, монголоидный разрез глаз, обезьянья складка на ладони; врожденные пороки развития сердца и пищеварительного тракта. Три формы синдрома Дауна: 1. Мозаичная (47, +21/46) 2. Транслокационная - обычно t(14; 21) 3. Полная трисомия – 95% случаев

Синдром Дауна

Tрисомия 18 (синдром Эдвардса) 47, XX, XY, +18 1: 8 000 Признаки: умственная отсталость, отставание в росте; выступающий затылок, короткая грудина, дефект межжелудочковой перегородки, микрогнатия, низко расположенные уши с упрощенным рисунком, флексорное положение пальцев, недоразвитие ногтевых пластин. 95% новорожденных с синдромом Эдвардса умирают, не доживая до 1 года.

Новорожденный с трисомией 18. Диагностические признаки: отставание в росте, характерное положение пальцев (второй и пятый над четвертым), короткая грудина, узкий таз.

Трисомия 13 (синдром Патау) 47, XX, XY, +13 1: 12 000 Признаки: умственная отсталость, тяжелые нарушения нервной системы; скошенный лоб, недоразвитые ушные раковины, дефекты черепа, микрофтальмия, расщелина губы и неба, полидактилия. Дети с синдромом Патау редко живут дольше 6 месяцев.

Новорожденный с трисомией 13. Диагностические признаки: расщелина губы, полидактилия, грыжа

Микроцитогенетические синдромы Появляются в результате микроделеций и микродупликаций. Так как данные хромосомные аберрации затрагивают рядом расположенные гены, такие болезни иногда называют болезнями сцепленных генов. Тяжесть симптомов зависит от протяженности делеции или дупликации и родительской принадлежности (хромосомный импринтинг). Встречаются редко – 1: 50 000 – 100 000

Синдром Прадера-Вилли и синдром Ангельмана развиваются в результате микроделеции в длинном плече 15 хромосомы. Клинические проявления варьируют в зависимости от происхождения хромосомы с микроделецией. Если поврежденная хромосома имеет материнское происхождение, то развивается синдром Ангельмана, если отцовское – синдром Прадера-Вилли.

Признаки синдрома Прадера-Вилли: гипотония, гипогонадизм, ожирение, низкий рост, небольшие ступни и кисти, легкая степень умственной отсталости

Признаки синдрома Ангельмана: : микроцефалия, макростомия, атаксия, пароксизмы смеха, тяжелая степень умственной отсталости

Делеция 5 p–: синдром кошачьего крика Дети имеют специфические признаки лицевой части (лунообразное лицо, эпикант, гипертелоризм), умственную отсталость, дефекты сердца и гортани (поэтому их плач похож на кошачье мяуканье)

Делеция 4 р-: синдром Вольфа-Хиршхорна. Умственная и физическая отсталость сочетаются с дефектами лицевой части (расщелина неба), гипоспадией, колобомой радужной оболочки, врожденными пороками сердца.

Контрольные вопросы: 1. Полипроидия у человека 2. Примеры заболеваний, связанных с изменением числа половых хромосом 3. Примеры заболеваний, связанных с изменением числа аутосом 4. Примеры микроцитогенетических синдромов