Anatómia-Lexikón

Mutácia chromozómov

Definícia - čo je chromozómová mutácia?

Ľudský genóm, to znamená všetky gény, je rozdelený na chromozómy. Chromozómy sú veľmi dlhé reťazce DNA, ktoré sa dajú navzájom odlíšiť v metafáze delenia bunkových jadier. Gény sú na chromozómoch usporiadané v pevnom poradí.

Pri mutáciách chromozómov sú v tejto sekvencii mikroskopicky viditeľné zmeny, ktoré sú spôsobené relatívne veľkým poškodením chromozómov. Je možné rozlišovať medzi rôznymi formami tohto druhu poškodenia. Niektoré formy sú nezistené, iné však spôsobujú vážne klinické obrazy. To, ktoré ochorenie sa vyvinie, závisí od typu poškodenia a od toho, na ktorom chromozóme sa nachádza.

Príčiny - prečo vznikajú?

Mutácie chromozómov vznikajú u polovice ľudí postihnutých mutáciami, ktoré vznikli „de novo“. De novo znamená, že mutácia vznikla iba v zárodočných bunkách rodičov, to znamená vo vajíčkach alebo v spermiách.

Určité jedy môžu spôsobiť mutácie chromozómov. Tieto takzvané klastogény spôsobujú lámanie chromozómov a spôsobujú rôzne formy mutácií chromozómov.

Ľudia majú dva typy chromozómov, a to materský a otcovský. Keď sa vytvorí zárodočná bunka, zmieša sa genetická výbava matky a otca. Tento proces sa nazýva „prechod cez“.

Normálne dochádza iba k miešaniu medzi chromozómami rovnakého typu. V prípade chromozómových mutácií je toto kríženie chybné. Časti chromozómu sú navyše začlenené do chromozómu, ktorý nie je rovnakého typu. Okrem toho môžu byť chromozómové časti zakomponované obrátene. V niektorých prípadoch sa však časť chromozómu v zárodočnej bunke úplne stratí.

Ako spoznáte mutáciu chromozómu?

Ak dôjde k malformáciám alebo mentálnej retardácii, môžu sa vykonať chromozómové analýzy na potvrdenie genetickej príčiny. Na vykonanie chromozómovej analýzy sa osobe odoberú bunky, aby sa preskúmali ich chromozómy.

Na analýzu sa najčastejšie používajú lymfocyty, t. J. Bunky imunitnej obrany, ktoré cirkulujú v krvi. V zásade však možno použiť všetky bunky, ktoré majú bunkové jadro.

Chromozómové mutácie sú spojené so zmenami, z ktorých niektoré možno vidieť pod svetelným mikroskopom. Rôzne chromozómy majú veľmi špecifický tvar.

Špeciálna technika navyše umožňuje farbenie chromozómov. S týmto sfarbením sa vytvárajú pásy tzv. Identifikáciou špecifických pruhov sa dá určiť, ktorý z 23 párov chromozómov je zahrnutý. Túto techniku bandáže je možné použiť aj na detekciu zmien v príslušných chromozómoch.

Ktoré mutácie chromozómov existujú?

V prípade chromozómových mutácií sa rozlišuje medzi rôznymi formami mutácií.

Pri delécii sa stratila časť chromozómu. Ovplyvnený chromozóm sa v zodpovedajúcom bode skracuje. V prípade delécie sa gény stratia; účinky sa môžu líšiť v závislosti od sekcie.

Na rozdiel od delécie inzercia zahrnuje inzerciu chromozómového segmentu do iného chromozómu. Ak segment pochádza z iného bunkového jadra, gény v tomto segmente sa duplikujú. Môže dôjsť k nadprodukcii produktu génu.

Pri inverzii je časť v správnom chromozóme, ale v opačnom poradí.

Môže tiež dôjsť k duplikácii. V takom prípade sa duplikuje časť chromozómu.

Najdôležitejšou mutáciou chromozómov je translokácia. Tu si svoje miesta vymieňajú časti 2 rôznych chromozómov. Ak táto výmena nie je sprevádzaná stratou génov, hovorí sa o jednom vyvážený Premiestnenie. Nositelia vyvážených translokácií zvyčajne nevykazujú žiadne abnormality, majú však častejšie spontánne potraty. Potomstvo je navyše často nositeľom nevyváženejší Translokácie. Pri nich sa stráca genetický materiál a potomstvo je obmedzené.

Zistite, ktoré zmeny v DNA sú okrem mutácií bežné, na: Epigenetika

Čo je recipročná translokácia?

Pri recipročnej translokácii sa medzi nimi vymieňajú časti dvoch rôznych chromozómov. Pri recipročnej translokácii je dôležité, aby celkový obsah genetického materiálu v bunke zostal rovnaký.

Postihnutí však majú problémy s tvorbou zárodočných buniek. Ak sa vo vyvíjajúcej sa zárodočnej bunke nachádza chromozóm, v ktorom sa vymenil kúsok, potom táto bunka nie je životaschopná.

Môže sa však tiež stať, že dva chromozómy, v ktorých bol kúsok vymenený, skončia v zárodočnej bunke. Potom iba normálne chromozómy skončia v ďalšej vytvorenej zárodočnej bunke. Ak je to tak, iba polovica zárodočných buniek nie je schopná prežiť. Druhá polovica obsahuje normálnu sadu chromozómov.

Vzájomná transokácia môže viesť k rôznym genetickým chorobám. Predtým je to napríklad Chronická myeloidná lekémia, pri ktorej je možné zistiť vysoký počet chromozómov Philadelphia.

Syndróm mačacieho výkriku

Syndróm mačacieho plaču alebo Cri-du-Chatov syndróm sa nazýva aj preto, že batoľatá kričia veľmi vysoko a vyzerajú ako mačky. Tieto vysoké výkriky sú spôsobené nesprávnou tvorbou hrtana. Príčinou syndrómu mačacieho plaču je delécia na krátkom ramene chromozómu 5.

Postihnutí sú ťažko retardovaní a mentálne postihnutí. Mentálne postihnutie je však veľmi variabilné. Majú malú hlavu a ich rast je narušený. Existujú aj ďalšie fyzické malformácie. Zmeny vnútorných orgánov sú veľmi zriedkavé. Očakávaná dĺžka života nie je preto významne obmedzená.

Prečítajte si viac o tejto téme na: Syndróm mačacieho výkriku

Čo je chromozomálna aberácia?

Chromozómová aberácia je zmena chromozómov, ktorá je viditeľná pod svetelným mikroskopom. Naproti tomu existujú génové mutácie, tieto zmeny sú oveľa menšie a dajú sa rozpoznať iba pomocou presnejšej genetickej diagnostiky.

Chromozómové aberácie možno rozdeliť do dvoch foriem. Existujú štrukturálne a číselné aberácie. V tejto kapitole sme hovorili o štrukturálnych aberáciách, ktoré sa tiež nazývajú chromozómové mutácie. Sú sprevádzané zmenou samotných chromozómov.

Numerická aberácia znamená, že existuje nesprávny počet chromozómov. Normálny ľudský karyotyp, t.j. počet chromozómov, je 46, XY u mužov a 46, XX u žien. Je potrebné poznamenať, že chromozómy sú duplikované, jedinou výnimkou sú pohlavné chromozómy u mužov. Pohlavné chromozómy, ktoré predstavujú jediný rozdiel v genóme u mužov a žien, sú označené písmenami.

Pri numerických aberáciách sa chromozómy môžu objavovať častejšie alebo chýbať. Najznámejším príkladom je Downov syndróm, trizómia 21, z názvu vyplýva, že 21. chromozóm je prítomný trikrát, a nie duplikátne. Karyotyp človeka vyzerá takto: 47, XY + 21 pre mužov a 47, XX + 21 pre ženy.

Príkladom nedostatku chromozómu je Turnerov syndróm alebo monozómia X, v tomto prípade chýba chromozóm X, výsledkom čoho je karyotyp 45, X0. Postihnuté osoby sú ženy s určitými fyzickými abnormalitami.

Viac o tejto téme nájdete na: Chromozómová aberácia - čo to je?

Klinefelterov syndróm

Klinefelterov syndróm nie je chromozomálna mutácia. Mutácie chromozómov sprevádza zmena štruktúry. Zlý počet chromozómov je prítomný v Klinefelterovom syndróme. Táto zmena sa nazýva numerická chromozomálna aberácia.

Klinefelterov syndróm môže postihnúť iba mužov. Normálne majú muži okrem 44 ďalších chromozómov (22 chromozómov, každý v dvoch kópiách), jeden chromozóm X a jeden chromozóm Y. Pri Klinefelterovom syndróme je príliš veľa jedného chromozómu X.

Táto zmena má najväčší vplyv na pohlavné orgány. Postihnutí majú malé semenníky a vo väčšine prípadov nie je funkčná produkcia spermií a produkcia testosterónu je obmedzená.

Klinefelterov syndróm je často diagnostikovaný iba v rámci poradenstva o plodnosti.U prevažnej väčšiny postihnutých osôb to zostáva neodhalené. K vývinu prsníkov môže dôjsť počas puberty a ochlpenie tela je zvyčajne len riedke. Dotknuté osoby však nie sú obmedzené svojou inteligenciou.

Ďalšie informácie o tejto téme nájdete na adrese: Klinefelterov syndróm

Čo je bodová mutácia?

V prípade bodovej mutácie sa hovorí o mutácii génov, ktoré sú prítomné vo forme DNA. DNA je tvorená štyrmi rôznymi nukleotidmi. V prípade bodovej mutácie sa jeden nukleotid zamení za druhý. DNA génov sa číta zložitým procesom. Konečným produktom tohto procesu je bielkovina.

To, ktorý proteín je produkovaný, je v podstate určené sekvenciou nukleotidov. Tri po sebe nasledujúce nukleotidy určujú, ktorá aminokyselina je pripojená k výslednému proteínovému reťazcu. Zlúčenie veľkého počtu aminokyselín sa potom stane bielkovinou.

Ale ak je jeden nukleotid nahradený iným, môže sa stať, že do proteínu je inkorporovaná iná aminokyselina. Výsledkom je takzvaná missense mutácia. Výsledný proteín môže zostať plne funkčný nahradením aminokyseliny alebo tiež môže stratiť svoju funkciu.

Ďalšou možnosťou je začleniť takzvaný stop kodón. Takýto typ mutácie je známy ako nezmyselná mutácia. Stop kodón označuje koniec proteínu; ak je vložený na nesprávnom mieste, je proteín neúplný.

Pri týchto formách bodových mutácií zostáva počet načítaných nukleotidov rovnaký. Správne aminokyseliny sú zabudované pred a po bodovej mutácii. „Mriežka na čítanie“ sa preto zachováva. Závažnejšie sú mutácie, v ktorých je nukleotid zabudovaný alebo odstránený, t. J. Inzercia alebo delécia. S touto mutáciou sa po chýbajúcom alebo zabudovanom nukleotide kombinujú ďalšie tri nukleotidy, čo znamená, že sú zabudované rôzne aminokyseliny a vzniká úplne iný proteín.

Náš nasledujúci článok by vás tiež mohol zaujímať: Telomeres - Anatomy, Function & Diseases

Cystická fibróza

Cystická fibróza je ochorenie, ktoré je výsledkom mutácie v chloridovom kanáli. Tieto kanály sú dôležité pre tvorbu hlienu v tele, pretože po chloride môže unikať voda, čím sa hlien stenčuje.

Aj keď je toto ochorenie postihnuté na všetky orgánové systémy, v popredí sú pľúca. Viskózny hlien bráni pľúcam vykonávať samočistiacu funkciu.

Tenký tekutý hlien je predpokladom na odstránenie patogénov a iných látok z pľúc. Nedostatočné čistenie vedie k zvýšenému zápalu pľúc. To je jeden z dôvodov, prečo majú postihnutí drasticky zníženú dĺžku života.

Mutácia kanálu je spôsobená génovou mutáciou. To znamená, že sa zmenila sekvencia zložiek DNA v géne. Mutácia je oveľa menšia ako mutácie chromozómov, ale má veľmi vážne následky. Sú známe stovky rôznych mutácií génu, ktoré všetky vedú k dysfunkcii kanála.

Prečítajte si viac o tomto pod: Cystická fibróza