Нормальный кариотип человека и пределы его изменчивости

Нормальный кариотип человека и пределы его изменчивости

Для хромосомного анализа разработано множество методов, суть которых в широком смысле — изучение структуры и функции хромосом в клетках практически любых тканей и органов, на любой стадии клеточного цикла, в митозе и мейозе. Выбор того или иного цитогенетического метода определяется конкретной целью исследования, однако в любом случае он состоит из двух этапов — получения хромосомных препаратов и собственно их анализа. В практическом плане (в медицинской генетике) цитогенетические методы при всем разнообразии их отдельных этапов направлены на выявление геномных и хромосомных мутаций. 2

Основным подходом к решению этой задачи является кариотипирование, то есть определение числа и анализ структуры митотических хромосом с использованием дифференциальной окраски, позволяющей идентифицировать все хромосомы набора. Остальные методы хромосомного анализа либо дополняют кариотипирование, либо используются для решения специальных задач. 3

В зависимости от особенностей материала методы приготовления хромосомных препаратов подразделяются на две категории: Прямые методы применяются при исследовании тканей, обладающих высокой митотической активностью (костный мозг, лимфатические узлы, любые ткани эмбриона на ранних стадиях развития и хорион/плацента до 20 недели беременности), а также при исследовании мейотических хромосом. Непрямые методы включают получение препаратов хромосом из любой ткани после стимулирования пролиферации клеток в условиях in vitro. Тип культуры (монослой или суспензия) и длительность культивирования (от нескольких часов и дней до нескольких недель) определяются типом клеток. 4

В зависимости от стадии клеточного цикла : 1. Исследования отдельных хромосом и их участков в интерфазных ядрах: анализ полового хроматина в клетках буккального эпителия. Основан на регистрации неактивной Ххромосомы (Х-хроматин) или гетерохроматинового участка Y-хромосомы (Y-хроматин). Используется как ориентировочный тест при диагностике нарушений в системе половых хромосом; анализ численных и структурных аномалий, затрагивающих конкретные участки хромосом методом FISH. Позволяет получить ограниченную информацию о конкретной аномалии кариотипа, а также повысить производительность традиционного цитогенетического анализа в случаях мозаичных вариантов численных аномалий. 5

2. Исследование профазных хромосом (сперматоциты на стадии пахитены). Используется при установлении причин мужского бесплодия. 3. Исследование прометафазных хромосом (высокий уровень разрешения); необходимо для цитогенетической диагностики синдромов, обусловленных микроперестройками хромосом. 4. Исследование метафазных хромосом (ФГАстимулированных лимфоцитов, клеток костного мозга, фибробластов кожи, эмбриональных и экстраэмбриональных тканей), полученных прямыми и непрямыми методами; используется для установления хромосомного статуса пациента в клинической и пренатальной цитогенетике. 5. Исследование стадий анафазы–телофазы; используется для регистрации специфического воздействия различных мутагенов. 6

Для исследования препаратов используются различные методы окраски всех хромосом набора, а также индивидуальных хромосом или их отдельных участков. Методы дифференциальной окраски и особенно молекулярно-цитогенетические методы (различные варианты FISH) позволяют точно идентифицировать хромосомы человека на разных стадиях развития, в разных тканях и на разных стадиях митоза, установить точную природу хромосомных перестроек, идентифицировать маркерные хромосомы и т. д. 7

Многочисленные методы, позволяющие выявить линейную гетерогенность хромосомы, условно можно подразделить на три группы 1. избирательное связывание красителя (флуорохрома) с определенными нуклеотидами молекулы ДНК; 2. различные предобработки хромосомных препаратов перед окраской неспецифическим красителем (обычно красителем Гимза); 3. исследования, основанные на асинхронности репликации отдельных участков хромосом. Особую группу представляют методы избирательной окраски, использующиеся для специфического выявления отдельных участков хромосом. 8

Для обозначения методов окраски применяется трехбуквенная система, подразумевающая способ получения и визуализации определенного типа сегментации Код Тип сегментации и способ выявления Расшифровка кода Комментарии QFQ Q-bands by Fluorescence using Quinacrine Q-сегментация, выявленная при окрашивании акрихином и его производными (акрихин ипритом, акрихин пропилом и др. ). QFH Q-bands by Fluorescence using Ноесhst 33258 Q-подобная сегментация. В редких случаях яркие сегменты обозначают как Нсегменты. Отличие от традиционного Q-рисунка, получаемого при окраске акрихином – яркая флуоресценция районов 1 qh, 9 qh, 15 cenh, 16 qh, 22 cenh. QFH/Ас. D Q-bands by Fluorescence using Ноесhst 33258 countrastained by Actinomycin D Модифицированный QFH-рисунок. Совместное использование лигандов, аффинных к АТ-парам оснований ДНК (Ноесhst 33258) и CG-парам (актиномицин D) приводит к усилению контраста между Q-позитивными и Qнегативными сегментами. QFH/MG Modified Q-bands by Fluorescence using Ноесhst 33258 countrastained by methyl green Модифицированный QFH-рисунок со слабым контрастом между Q-позитивными и Q-негативными сегментами и ярко флуоресцирующими районами 1 qh, 9 qh, 15 cenh, 16 qh, 22 cenh DAPI Q-like bands by Fluorescence using DAPI Q-подобный рисунок, аналогичный QFH DA/ DAPI Modified Q-bands by Fluorescence using DAPI countrastained by Distamycin A Модифицированный QFH-рисунок со слабым контрастом между Q-позитивными и Q-негативными сегментами и ярко флуоресцирующими районами 1 qh, 9 qh, 15 cenh, 16 qh, 22 cenh GTG G-bands by Trypsin using Giemsa G-сегментация. Окрашивание красителем Гимза с предобработкой хромосом трипсином CBG C-bands by Barium hydroxide using Giemsa C-сегменты, выявленные при окрашивании красителем Гимза с предобработкой в гидроокиси бария RBG R-bands by Brd. U using Giemsa R-сегментация, полученная при окраске красителем Гимза после обработки хромосом 5'-бромдезоксиуридином (БДУ) (репликационная R-сегментация). RBA R-bands by Brd. U using Аcridine оrange R-сегментация, полученная при окраске акридиновым оранжевым после обработки хромосом 5'-бромдезоксиуридином (БДУ) (репликационная Rсегментация) RHG R-bands by heating using Giemsa R-сегментация, полученная при окраске красителем Гимза после термообработки 9

Термином «кариотип» принято обозначать совокупность морфологических особенностей полного хромосомного набора, свойственного клеткам одного организма данного вида. Видоспецифичность кариотипа определяется общим числом хромосом, их морфологическими особенностями (размерами и формой), а также их структурно-функциональной организацией, выявляемой с помощью методов дифференциальной окраски. Собственно под кариотипом понимают хромосомы соматической клетки на стадии клеточного деления — метафазы митоза, — на которой проводят анализ числа и структуры хромосом всего хромосомного набора 10

Для характеристики кариотипа используют систематизированные определенным образом видеоизображения гомологичных хромосом всего хромосомного набора — кариограммы, либо схематичные изображения каждого гомолога — идиограммы. При кариотипировании обычно руководствуются критериями и правилами, установленными Международным Комитетом по стандартизации цитогенетических исследований, последняя версия которых опубликована в 2009 году [ISCN, 2009]. 11

Нормальный кариотип 46, ХХ 46, XY Хромосомы отличаются между собой своими размерами, формой и строго индивидуальным для каждой пары хромосом рисунком дифференциальной исчерченности. 12

Различия по морфологии хромосом и по содержанию ДНК 13

Идиограммы хромосом 300, 400, 550, 700, 850 сегментов на 14 гаплоидный геном

Аутосомы человека пронумерованы в порядке уменьшения их размеров (от 1 до 22) и подразделены на 7 групп (от А до G): группа А (1– 3) — большие метацентрические хромосомы 1, 3 и субметацентрическая хромосома 2; группа В (4 и 5) — большие субметацентрические; группа С (аутосомы 6– 12 и Х-хромосома) — средние субметацентрические; группа D (13– 15) — большие акроцентрические; Y-хромосома относится к группа Е (16– 18) — малые акроцентрическим, однако в отличие субметацентрические; от 5 -ти пар акроцентрических аутосом группа F (19– 20) — малые ее короткое плечо не содержит метацентрические; спутничных нитей и спутников, а группа G (21– 22) — малые размеры длинного плеча варьируют акроцентрические. от хромосом группы G до группы D. 15

Проблема изменчивости кариотипа Варианты кариотипа в клетках ткани(ей) одного индивида Частота индивидов с каким-либо вариантом в популяции Сравнение популяций по частоте носителей определенных вариантов. В первом случае – наследование путем митоза, в двух остальных – наследование через мейоз. 16

Уровни изменчивости Изменчивость числа хромосом в наборе Изменчивость структуры хромосом (структурный полиморфизм) Изменчивость функций (функциональный полиморфизм) Изменчивость в онтогенезе Половые различия Изменчивость гомологов (гетероморфизм) Артефактная изменчивость (следствие технических приемов) 17

Изменения числа хромосом: Анеуплоидия В культуре лимфоцитов - 5, 9% (гиподиплоидия – 5, 2%, гипердиплоидия – 0, 7%) В культуре фибробластов 13, 5% (гиподиплоидия – 12, 7%, гипердиплоидия – 0, 8%) Некультивированные клетки Полиплоидия В норме встречаются в ткани печени, некоторых типах эпителия, в костном мозге (мегакариоциты), в хорионе/плаценте. В культурах клеток: 0, 23 -31% в тканях взрослых и <1% в эмбриональных фибробластах (методом FISH) (гиподиплоидия – 1 -5%, гипердиплоидия – ~1%) Утрата половых хромосом с возрастом: - у женщин с 55 лет (одна из Х) - у мужчин с 65 лет (Y-хромосома) 18

Понятие полиморфизма Полиморфизм хромосомный - одновременное наличие в популяции двух или нескольких морфологических вариантов хромосом, причем распространенность самого редкого варианта превосходит уровень спонтанного возникновения повторных хромосомных мутаций. 19

Под полиморфизмом понимают нормальную изменчивость хромосом набора, которая заключается в различиях между гомологичными хромосомами (гетероморфизме) 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. Хромосомный полиморфизм является одной из отличительных особенностей кариотипа человека. 20

Полиморфизм – более применим по отношению к гену. В цитогенетике более точными считаются термины ВАРИАНТ (хромосомы) или ГЕТЕРОМОРФИЗМ (гомологичных хромосом). 21

Изменения структуры Различия в локализации, размерах и числе отдельных сегментов хромосом Хромосомные и хроматидные разрывы и пробелы 22

Примеры спорадических структурных перестроек t(2; 13) t(7; 14) t(9; 14) 23

Перечень символов, употребляемых при описании полимфорных вариантов хромосом [ISCN, 2005]. 1. Полиморфные размеры гетерохроматиновых сегментов, спутничных нитей и спутников 9 qh+ Увеличенный гетерохроматиновый блок на длинном плече хромосомы 9. Yqh- Уменьшенный гетерохроматиновый блок на длинном плече Y-хромосомы. 21 ps+ Увеличенные спутники на коротком плече хромосомы 21. 22 pstk+ Удлиненные спутничные нити на коротком плече хромосомы 22. 15 cenh+ Увеличенный блок прицентромерного гетерохроматина на хромосоме 15. 1 qh-, 13 cenh+, 22 ps+ Уменьшенный гетерохроматиновый блок на хромосоме 1, увеличенный прицентромерный гетерохроматин на хромосоме 13 и увеличенные спутники на коротком плече хромосомы 22. 15 cenh+mat, 15 s+pat Увеличенный прицентромерный гетерохроматиновый блок на хромосоме 15, унаследованной от матери, и увеличенные спутники на хромосоме 15, унаследованной от отца. 14 cenh+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 17 ps Спутники локализованы на коротком плече хромосомы 17. Yqs Спутники локализованы на длинном плече Y-хромосомы. 9 qhph Локализация прицентромерного гетерохроматинового блока на коротком и длинном плече хромосомы 9. 9 ph Гетерохроматиновый блок присутствует только на коротком плече хромосомы 9. 1 q 41 Гетерохроматиновый блок локализован в сегменте 1 q 41. 3. Полиморфизм числа спутников и спутничных нитей. 21 pss Двойные спутники на коротком плече хромосомы 21. 24

25

26

Избирательная окраска прицентромерных гетерохроматиновых районов хромосом на “прямых” препаратах из хориона/плаценты CBG (46, XY) QFH/MG (46, XY, 9 ph) 27

Сполиморфизм Гетероморфизм гомологов 28

С-полиморфизм хромосом 1, 9, 16 (по Т. Г. Цветковой) Размер в баллах 1 2 3 4 1/5 q 1/4 q 1/3 q 5 Хромосома 1 <1/5 q >1/3 q Хромосома 9 Хромосома 16 <1/3 р 1/2 р >1/2 p >=p

Полиморфизм длины Y хромосомы (по Т. Г. Цветковой) РАЗМЕР В БАЛЛАХ 1 2 qF >2/3 q 3/4 q 30

3 4 Qполиморфизм 13 14 15 21 13 Y 21 22 31

32

Инверсии гетерохроматиновых районов Редкий вариант - полная инверсия прицентромерного гетерохроматинового района хромосомы 1 Inv(1)(p 13 q 21) Частичная инверсия встречается относительно часто • Самый частый вариант – 3% в популяции. • Примерно у половины всех хромосом 9 блок локализован на коротком плече (размеры < 1/3). • В 10% инвертирована 1/3 С-блока – inv(9)(p 11 q 12) • 0, 6% - полная инверсия - inv(9)(p 11 q 13) 33

Необычные варианты Сблоков Описаны семейные случаи вариантов гетерохроматина на хромосомах 3, 4, 5 , 11, 18, 20 (на p- и q-плечах) 34

Chromosome abnormalities without phenotypic consequences. (J Appl Genet 48(2), 2007, pp. 157– 166) Частичные трисомии или полисомии центромерного гетерохроматина хромосом X, 9, 14, 16 и 20 не ассоциированы с клиническими аномалиями Избыток гетерохроматина на 1, 2, 4, 5, 6, 7, 8, 15, 17, 18, 21, и 22 также не ассоциированы с клиническими аномалиями Районы, где описан дополнительный гетерохроматин: 1 p 12 p 11. 2, 1 q 21. 1, 2 q 12, 4 p 13~12, 5 q 12, 6 q 11. 2, 7 p 11. 2, 8 p 11. 21, 15 q 12, 17 p 11. 2 , 18 p 11. 21, 21 q 21. 1 and 22 q 11. 21 35

Молекулярная гетерогенность C-блоков 1. 2. Сателлитная ДНК I-III классов (длина повторяющейся последовательности 1 -20 п. н. ), Сателлитная ДНК типов - (длина отдельного повтора 170 п. н. ) - (68 п. н. ) - (220 п. н. ). Cателлитные повторы имеют различную обогащенность АТ- и CG-парами оснований класс I обогащен АТ-парами, классы II и III содержат как АТ-, так и CG-пары Специфичное распределение по С-блокам хромосом. 36

Молекулярная гетерогенность C-блоков Прицентромерный гетерохроматин хромосом 3 и 4 представлен, в основном, сат. ДНКI. В прицентромерном гетерохроматине хромосом групп D и G, а также в районе Yqh локализованы сат. ДНК классов I и III. В состав 16 qh входит преимущественно сат. ДНКII, 1 qh — сателлиты II и III классов, 9 qh — сат. ДНКIII. Сат. ДНКIII хромосомы 9 состоит из пентамеров, 5– 15 % которых содержат Cp. Gпоследовательности. 37

Молекулярная гетерогенность C-блоков Распределение -, - и -сат. ДНК также хромосомспецифично: -сателлит находится в составе гетерохроматина хромосом 1, 13, 14, 15, 17, 21, 22, X и Y; -сателлит — в прицентромерных районах хромосом 3 и 9, а также в районе Yqh; -сателлит — в центромерах хромосом 8 и X 38

Таким образом, в состав С-сегментов входят простые и более сложные нуклеотидные повторы сат. ДНК. Каждой паре хромосом человека свойственна своя, присущая только ей альфоидная ДНК, со своим типом тандемных повторов. На основе альфоидных ДНК были созданы и получили широкое применение в цитогенетике хромосомспецифические ДНК-зонды. D 18 Z 1 DXZ 1 47, XX, +i(18 p) 45, X Некультивированные амниоциты D 18 Z 1 Кишечный эпителий 39

1) гетерохроматиновые районы хромосом оказывают влияние на функционирование окружающих их генов (гипотеза об "эффекте положения генов"); 2) гетерохроматиновые районы имеют селективную ценность в адаптации человека к некоторым экстремальным средовым факторам (к холоду, гипоксии и т. д. ); 3) "содержание гетерохроматина" безвредно лишь до определенного уровня, переход за который у некоторых носителей сопровождается риском нарушений в развитии либо у них самих, либо, чаще, у их детей 40

Основные различия С-, R- и G-дисков хромосом человека Характеристика R-диски G-диски С-диски Нуклеотидный состав ДНК Обогащенность GC-парами Обогащенность АТпарами Содержание повторов Повторы SINE Повторы LINE Сателлитные повторы Тип изохоров GC-богатые (тяжёлые) изохоры АТ (лёгкие) изохоры АТ-богатые изохоры Содержание Cp. G-островков Обогащенность Относительная обедненность Очень мало Уровень ацетилирования гистонов Высокий Низкий Время репликации в S-фазе Ранняя Средняя, поздняя Поздняя Состояние в интерфазе Декондесирован Относительно деконденсирован Конденсирован Обогащённость генами Высокая концентрация (гены домашнего хозяйства) низкая концентрация (тканеспецифичные гены) Низкая или полное отсутствие Чувствительность к протеолитическим ферментам Очень высокая Высокая Низкая, практически полностью отсутствует Чувствительность к нуклеазам (ДНК-аза I, II, рестриктазы) Очень высокая Высокая Низкая Частота кроссинговера Очень высокая Низкая Очень низкая, Отсутствие 41

Полиморфные варианты хромосом групп D и G (хромосомы 13, 14, 15, 21, 22) Полуколичественная визуальная оценка копийности и активности рибосомных генов (в баллах) 42

Метафазы с вариантами полиморфизма акроцентриков G G Ag-NOR G C 43

Ошибка в определении полиморфизма (по Т. Г. Цветковой) 44

Молекулярная природа ЯОР Гены р. РНК построены в виде длинных повторов по типу “голова к хвосту”. Каждая единица транскрипции р. РНК в таком повторе кодирует 18 S, 5, 8 S и 28 S р. РНК. Участки, кодирующие единицы р. РНК, высококонсервативны. По промежуточным, спейсерным, участкам наблюдается значительная изменчивость. Основные аргентофильные компоненты интерфазного ядрышка: белок С 23, или нуклеолином (105 к. Да), белок В 23, или нумотрином (39 к. Да). При переходе из фазы S в фазу G 2 общее количество этих белков значительно возрастает. Во время митоза, когда транскрипция рибосомных генов приостанавливается, связанными с ЯОР остается менее 5 % белков, таких как РНК-пол I, фактор UBF и многокомпонентный фактор SLI. 45

Полиморфизм ядрышкообразующих районов (ЯОР или NOR). Межхромосомная, межклеточная, межтканевая и межиндивидуальная вариабельность: По копийности числа р-генов (всего ~ 400 копий) По распределению кластеров р-генов по ЯОР разных хромосом По числу активных (аргентофильных) ЯОР (в пределах 6 -10 Ag+- ЯОР на клетку) По интенсивности Ag -окраски разных ЯО-хромосом в клетке По суммарной активности р-генов на клетку 46

Анализ наследования функционального статуса ЯОР Журина Д. С. , Пендина А. А. Кариотип плода Материал плода Число семей нормальный Цитотрофобласт 13 Трисомия 13 Цитотрофобласт Пуповинная кр. 2 4 Трисомия 21 Цитотрофобласт Пуповинная кр. 5 2 47

Наследование функционального статуса ЯОР Магистерская диссертация Журиной Д. С. (2004) Нормальный 14 7 7 140 77 77 26% 29% 32% из группы D 20 29% 31% из группы G 33 29% 35% активность возросла 47%* 5%* 48 8%* Число эмбрионов Число унаследованных ЯОР Нестабильная активность:

Наследование функционального статуса ЯОР. . . При нормальном кариотипе у плода При трисомиях 13 и 21 … "менделевское" для большинства ЯОхромосом 49

Характер изменений функционального статуса ЯОР у плодов в норме и при трисомиях 13 и 21 50

Функциональный статус ЯОР родительских хромосом у плодов в норме при трисомии 13 и 21 Изменяется у каждой 4 -й ядрышкообразующей хромосомы Более вариабельными являются ЯОР хромосом группы G Активность как возрастает, так и снижается Стабильно наследуется активность ЯОР материнской хромосомы 15 Изменяется у каждой 3 -й ядрышкообразующей хромосомы Вклад в вариабельность ЯОР группы G и D примерно одинаков Активность, в основном, снижается Родительское происхождение хромосомы 15 не имеет значения Учитывая ярко выраженный структурный и функциональный полиморфизм ЯОР, эти положения требуют доказательств, которые могут быть получены только при увеличении объема выборки 51

Причины полиморфизма ЯОР Рисунок окрашивания каждого ЯОР генетически детерминирован и наследуется как простой менделевский признак, однако для 1 -2 ЯОР отмечаются исключения. Межиндивидуальный полиморфизм обусловлен случайной комбинаторикой 5 пар акроцентрических хромосом, несущих разное количество (работающих) копий генов р. РНК [Ляпунова и др. , 1989]. К изменению числа копий р-генов в кластере (делеции части копий либо их тандемной дупликации) приводит неравный кроссинговер, который может происходить как между гомологичными ядрышкообразующими хромосомами, так и вследствие негомологичной рекомбинации в мейозе [Mirre et al. , 1980]. Изменчивость активности позволяет предположить возможность наследования не жестко закрепленного признака, а некоторого диапазона потенциальной изменчивости в функционировании ЯОР индивидуальных акроцентрических хромосом [Созанский и др. , 1989]. Пределы варьирования суммарной активности ЯОР имеют пороговые значения. За пределами нормальной вариабельности дисбаланс генов, локализованных в ЯОР, может быть причиной различных фенотипических нарушений и гибели плода [Ляпунова и др. , 1988]. 52

Наследование маркерной ЯО-хромосомы ! 6/7 н. 20 н. der(14 or 22) Мать пробанда (47, XX, +mar/46, ХХ) Пробанд (47, XX, +mar) der(13 or 21) Плод ( 47, XY, +mar) r. DNA 53 21/13

Chromosome abnormalities without phenotypic consequences. (J Appl Genet 48(2), 2007, pp. 157– 166) Starke et al. 2005 описал 2 случая увеличения р-плеч акроцентриков с использованием FISH и методов микродиссекции показали, что это не полиморфизм, а частичная трисомия: в 1 случае материал хромосомы 6, в другом – хромосомы 19 ВНУТРИ (!!!) р-плеча Benzacken et al. (2001) описал случай синдрома Беквита. Видемана при несбалансированной транслокации между короткими плечами хромосом 11 и 14. При ПД расценили как полиморфизм хромосомы 14. У новорожденного для уточнения использовали (G, R, C-banding, Agокрашивание и FISH с теломерными пробами). 54

Вариабельность числа и расположения хромосомных структур. 17 рs спутники на коротком плече хромосомы 17 Yqs спутники на длинном плече У-хромосомы. 9 рhqh гетерохроматин в коротком и длинном плече хромосомы 9 9 ph гетерохроматин только в коротком плече хромосомы 9. 1 q 41 h гетерохроматиновый сегмент хромосомы 1 в полосе 1 q 41. Дупликация хромосомных структур записывается следующим образом: 21 pss двойные спутники на коротком плече хромосомы 21. 14 pstkstk двойные спутничные нити на коротком плече хромосомы 14. 55

Вариабельность структурного и функционального полиморфизма в онтогенезе? Данные об изменчивости размеров полиморфных С-блоков на хромосомах 1, 9, 13 -15, 16, 21 -22, Y, активности р-генов (ЯОР хромосом групп D и G) в эмбриональном периоде и постнатальном онтогенезе противоречивы. 56

9 ph и репродуктивный анамнез (данные ИАГ РАМН) 57

Встречаемость полиморфных вариантов в различных популяциях Нормальная Нарушения популяция репродукции МВПР, Синдромы, микроаномалии сопровождающиеся и развития, задержкой роста умственная отсталость неясной этиологии 4 -9% 16 -20% 19, 5% Отсутствие экстравариантов 58

Полиморфизм при нарушениях репродукции (данные Е. В. Подгорной) Мужчины St. 1 доля inv(9) Женщины Невынаш ивание 23, 8 % 8, 7 % 23, 5% St. 1 доля inv(9) Невынаши вание 7, 1% 1, 6% 20, 0 % 59

Полиморфизм эухроматиновых районов – "варианты", сегментные дупликации и делеции Предполагается, что эти последовательности (до 1 -1, 5 млн. п. о. ) обеднены Cр. G островками, содержат псевдогены и повторы, подвержены компенсации дозы (эффект положения). Экстра-сегменты (в основном, G-сегменты) появляются в результате амплификации участков ДНК. Описываются как "конституциональная цитогенетическая амплификация" и относятся к "эухроматиновым вариантам" хромосом (EVs, CNV). Экстра G-сегменты в коротком плече хромосомы 9 (9 р13) Клинического проявления не имеют экстрасегменты в районах: • 8 р23 (экстра G 8 р23. 12) • 9 р12 • 9 q 13 -q 21 • 15 q 11. 2 -q 13 • 16 p 11. 2 60

«Полиморфизм» эухроматиновых районов Коллекция аномалий хромосом Национальной референс лаборатории генетики в Уэссексе http: //www. ngrl. org. uk/Wess ex/

Несбалансированные хромосомные перестройки у фенотипически нормальных индивидов (Chromosome Anomaly Collection) индивидов ( Делеции 2 p 12 -p 12 2 q 13 -q 14. 1 3 p 25 -pter 5 p 13. 1 -p 14. 2 5 p 14 -p 14 5 p 14. 1 -p 14. 3* 7 p 22 -pter* 8 p 23. 1/2 -pter 8 q 24. 13 -q 24. 22 9 p 21. 2 -p 22. 1 10 q 11. 2 -q 21. 2 11 p 12 -p 12 Дупликации 11 q 14. 3 -q 21* 13 q 21 -q 21 16 q 13 -q 22 16 q 21 -q 21 18 p 11. 3 -pter 1 p 21 p 31 1 q 11 -q 22* 1 q 42. 11 -q 42. 12* 3 q 25 -q 25* 3 q 28 -q 29 4 q 31. 3 -q 33* 5 q 15 -q 21* 6 q 24. 2 -q 24. 2* 8 p 22 -p 22 8 p 23. 1 -p 23. 3 8 p 23. 2 -p 23. 2* 9 p 12 -p 21. 3 9 p 11. 2 -p 13. 1 a 10 p 13 -p 14 14 q 24. 3 -q 31* 15 q 11 -q 13* 16 q 12. 1 -q 12. 1* 18 p 11. 2 -pter 62

Подчеркнуты сегменты с амплифицированными "кассетами" псевдогенов 63

CGH (сравнительная геномная гибридизация) Выявление HSR в опухолевых клетках Локализация микроделеций и микродупликация 64

Ломкие сайты – участки хромосом, подверженные образованию пробелов и разрывов Классы: 1) редкие (1 на персону) 2) средние – fra(10 q 25) – 2, 5% в популяции – fra(16 q 22) – 1 -5% в популяции 3) частые – до 20% метафаз(кроме FRAXA и FRAXE) 1 и 2 классифицируются как хромосомные варианты FRA 11 B FRAXA FRAXE Xq 28 65

Соблюдение всех необходимых условий диагностики вариантов полиморфизма хромосом (применение всех необходимых методов анализа, использование жестких критериев оценки вариантов, кариотипирование родственников, сопоставление с клиникой) позволит врачу -цитогенетику избежать диагностических ошибок, что особенно важно при пренатальной цитогенетической диагностике. 66

Данные литературы о форме цитогенетического заключения Gardner R. J. , Sutherland G. R. 2004 Варианты следует рассматривать лишь как характерные особенности кариотипа. Предупреждают о возможном возникновении у пациентов ятрогенных состояний. Конкретных рекомендаций не дают. E. C. A. , 2006 Сведения о нормальных вариантах , имея опасность вызвать непонимание их сути у неспециалистов, должны быть исключены из заключения и фиксироваться только в лабораторных протоколах. 67

Накопление правильно собранных и оформленных сведений сегодня может оказаться полезным и необходимым завтра, когда, не исключено, придет время более детального понимания сути полиморфизма хромосом, особенно в той его части, которая связана с вариабельностью количества структурного гетерохроматина.

ИНФОРМАЦИОННОЕ ПИСЬМО МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РФ 7 июля 1998 г. N 2510/6068 -98 -32 О МЕДИЦИНСКИХ ТЕХНОЛОГИЯХ РОДОВСПОМОЖЕНИЯ В РАМКАХ РЕАЛИЗАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ «БЕЗОПАСНОЕ МАТЕРИНСТВО» Оценка риска невынашивания беременности (8) генетические факторы: хромосомные аберрации - 20 баллов, цитологические особенности хромосом - 10 баллов, полиморфизм ядрышкообразующих районов (ЯОР) хромосом - 5 баллов. 69

Заключение Хромосомный полиморфизм является одной из отличительных особенностей кариотипа человека. Полиморфизм хромосом у человека крайне богат по своим проявлениям. Под полиморфизмом понимают нормальную изменчивость хромосом набора, которая заключается в различиях между гомологичными хромосомами (гетероморфизме) 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. 70