Wcześniej mówiliśmy o mutacjach, które zachodzą na podstawie DNA; teraz skupiamy się na mutacjach zachodzących na poziomie chromosomów, a więc o wiele poważniejszych zmianach niż te, które widzieliśmy wcześniej.
Czym są chromosomy? Termin ten określa zwoje i różne zwarte fałdy cząsteczek DNA wewnątrz jądra komórkowego Chromosomy można zobaczyć pod mikroskopem optycznym tylko przed lub podczas podziału komórki.
Ta przedmowa o chromosomach służy lepszemu zrozumieniu mutacji, które mogą wystąpić na poziomie chromosomów. Mutacje, które mogą wystąpić, to głównie dwie:
- ZMIANA LICZBY CHROMOSOMÓW;
- MODYFIKACJA STRUKTURY CHROMOSOMÓW LUB ABERRACJI (złamanie i przegrupowanie).
Zmiana liczby chromosomów
Może się zdarzyć, że powstają komórki, które mają niewiele więcej chromosomów lub mniej chromosomów niż komórka rodzicielska. W tym przypadku mówimy o ANEUPLOIDII komórek.
PRZYKŁADY ANEUPLOIDII AUTOSOMÓW
ZESPÓŁ
KARYOTYP
ZMIANY
Zespół Downa
47 chromosomów (+1 na chromosomie 21)
Upośledzenie umysłowe, niski wzrost, makroglosja lub duży język, wystające uszy, duża szyja, upośledzony układ odpornościowy, układ sercowo-naczyniowy i nerkowy z częstymi wadami rozwojowymi, anomaliami w fałdach dłoniowych itp.
Zespół płaskowyżu
47 chromosomów (+1 na chromosomie 13)
Oczy, uszy i narządy wewnętrzne są zniekształcone. Rozszczep wargi z rozszczepem podniebienia lub bez. Kilka miesięcy przetrwania.
Zespół Edwardsa
47 chromosomów (+1 na chromosomie 18)
Malformacja czaszki i wnętrzności. Kilka miesięcy przetrwania.
PRZYKŁADY ANEUPLOIDII HETEROCHROMOSOMÓW
MĘSKI KARYOTYP
KARYOTYP ŻEŃSKI
KARYOTYP PRODUKTU POCZĘCIA
ZESPÓŁ
23, X
22, 0
45, Y0
Zespół Turnera.
22, 0
23, X
45, X0
Zespół Turnera.
23, Y
24, XX
47, XXY
Zespół Klinefeltera.
23, X
24, XX
47, XXX
Zespół potrójnego X
23, Y
22, 0
45 lat
Produkt niezgodny z życiem
Istnieją również komórki, które mają wielokrotny kariotyp, a więc komórki te zawierają wielokrotności całej serii chromosomów, w tym przypadku mówimy o komórkach POLIPLOIDU.
Zmiany w strukturze chromosomów lub aberracje (złamania i rearanżacje)
Druga możliwa zmiana na poziomie chromosomu polega na zerwaniu i rearanżacji materiału genetycznego. Rearanżacje chromosomów mogą być dwojakiego rodzaju. Pierwszy może być typu zrównoważonego, więc nie ma strat ani dodawania materiału chromosomalnego. Drugi może być niezrównoważony, więc zmienia się całkowita ilość materiału genetycznego chromosomu.
Zmiany na poziomie tylko jednego chromosomu możemy mieć:
- USUNIĘCIE: usunięcie części materiału chromosomalnego;
- NIEDOCIĄGNIĘCIE: utrata bardzo małej części chromosomu;
- POWIELANIE: fragment chromosomu jest powtarzany;
- INWERSJA: fragment uzyskany z dwóch fragmentacji obraca się o 180 stopni i jest wstawiany pomiędzy dwa pozostałe fragmenty, rekonstruując w ten sposób morfologicznie chromosom, ale ze zmodyfikowaną sekwencją genu.
Zmiany na poziomie kilku chromosomów to:
- PROSTA TRANSLOKACJA: na chromosomie wstawiany jest inny fragment, który odłączył się od chromosomu, do którego należy;
- PODWÓJNA TRANSLOKACJA: wymiana fragmentów chromosomów pomiędzy dwoma niehomologicznymi chromosomami;
- TRANSLOKACJA WIELOKROTNA: przeniesienie kilku fragmentów między kilkoma chromosomami;
- WSTAWIANIE: po fragmentacji trzech chromosomów następuje wymiana fragmentów między chromosomami niehomologicznymi.
GŁÓWNE ZESPÓŁ ZE WZGLĘDEM MUTACJI STRUKTURALNYCH CHROMOSOMÓW
ZESPÓŁ
ABERRACJA
CECHY FENOTYPOWE
Syndrom „cri du chat” lub płacz kota.
Usunięcie krótkiego ramienia chromosomu numer 5.
Malformacje uszu, twarzy i krtani, małogłowie.
Zespół Angelmana
Usunięcie długiego ramienia chromosomu numer 15. W niektórych przypadkach występuje obecność dwóch chromosomów 15, obydwa pochodzące od ojca.
Ataksja, drżenie, trudności w ssaniu, połykaniu, perystaltyka jelit, drgawki, zez, małogłowie i podatność na infekcje.
Zespół Pradera-Williego
Usunięcie części długiego ramienia chromosomu 15 pochodzenia ojcowskiego. Obecność dwóch chromosomów 15 pochodzenia matczynego.
Opóźniony wzrost, hipotonia mięśniowa, bulimia, obniżony rozwój psychiczny.
Zespół George'a
Usunięcie części długiego ramienia chromosomu nr 22.
Rozszczep podniebienia, twarzy, grasicy, zmiany przytarczyc, wady rozwojowe serca i niedobory odporności.
Zespół Williamsa
Usunięcie części długiego ramienia chromosomu nr 7.
Opóźniony rozwój, wady rozwojowe układu krążenia, upośledzenie umysłowe.
Jeśli te mutacje wystąpią wewnątrz komórek somatycznych, będą wytwarzać nowotwory (guzy), jeśli z drugiej strony mutacje wpłyną na komórki rozrodcze, mogą spowodować poważne konsekwencje, które były wcześniej obserwowane.
Mutacje w obrębie komórek somatycznych mogą być nieme i w tym przypadku nie powodują produktów modyfikowanych, ale też są nie do pogodzenia z przeżyciem komórki.Z pewnego punktu widzenia śmierć komórki byłaby najlepszym rozwiązaniem, ponieważ byłaby to przypadku, aby wyeliminować możliwą mutację, która wystąpiła, a przede wszystkim uniknąć przeniesienia błędu na komórki potomne.Jeśli mutacja zmieniła produkty genów, które wpływają na zdolność różnicowania i proliferacji komórek, ten typ mutacji jest dziedziczony przez komórki potomne, w konsekwencji przygotowując komórkę do bycia komórką typu nowotworowego.
Inne artykuły na temat „Chromosomów i mutacji chromosomowych”
- Mutageneza i mutacje
- Toksyczność i toksykologia
- Karcynogeneza
