Anatómia-Lexikón

Mutácia chromozómov

Definícia - čo je chromozómová mutácia?

Ľudský genóm, t. J. Celkový počet génov, je rozdelený na chromozómy. Chromozómy sú veľmi dlhé reťazce DNA, ktoré sa dajú navzájom rozlíšiť v metafáze delenia bunkových jadier. Gény sú usporiadané na chromozómoch v pevnom poradí.

Pri chromozómových mutáciách dochádza v tejto sekvencii k mikroskopicky viditeľným zmenám, ktoré sú spôsobené pomerne veľkým poškodením chromozómov. Je možné rozlišovať medzi rôznymi formami tohto druhu poškodenia. Niektoré formy zostávajú nezistené, iné spôsobujú vážne klinické obrázky. Ktoré ochorenie sa vyvíja, závisí od typu poškodenia a od toho, na ktorom chromozóme sa nachádza.

Príčiny - prečo vznikajú?

Mutácie chromozómov sa vyskytujú u polovice ľudí postihnutých mutáciami, ktoré vznikli „de novo“. De novo znamená, že mutácia vznikla iba v zárodočných bunkách rodičov, t. J. Vajíčka alebo spermie.

Niektoré jedy môžu spôsobiť chromozómové mutácie. Tieto takzvané klastogény spôsobujú rozpad chromozómov, čo spôsobuje rôzne formy chromozómových mutácií.

Ľudia majú dva typy chromozómov, jeden materský a jeden otcovský. Keď sa vytvorí zárodočná bunka, dôjde k zmiešaniu materského a otcovského genetického zloženia. Tento proces sa nazýva „kríženie“.

Normálne existuje iba zmiešanie medzi chromozómami rovnakého typu. Tento prechod je chybný v prípade chromozómových mutácií. Stáva sa, že časti chromozómu sú zabudované do chromozómu iného typu. Okrem toho môžu byť chromozómové časti zabudované hore nohami. Niekedy sa však časť chromozómu v zárodočnej bunke úplne stratí.

Ako rozpoznávate chromozómovú mutáciu?

Ak existujú malformácie alebo mentálna retardácia, môžu sa vykonať chromozómové analýzy na potvrdenie genetickej príčiny. Na vykonanie chromozómovej analýzy sa od človeka odoberú bunky, aby sa preskúmali ich chromozómy.

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

Mutácie chromozómov sú spojené so zmenami, z ktorých niektoré sú viditeľné pod svetelným mikroskopom. Rôzne chromozómy majú veľmi špecifický tvar.

Špeciálna technika navyše umožňuje farbenie chromozómov. Počas tohto sfarbenia sa vyvíjajú takzvané pásy. Identifikáciou špecifických prúžkov je možné určiť, ktorý z 23 párov chromozómov je. Táto páskovacia technika sa môže tiež použiť na detekciu zmien v príslušných chromozómoch.

Ktoré chromozómové mutácie existujú?

V prípade chromozómových mutácií sa rozlišuje medzi rôznymi formami mutácie.

Časť chromozómu sa pri delécii stratila. Postihnutý chromozóm je v príslušnom bode skrátený. V prípade delécie dôjde k strate génov, účinky sa môžu líšiť v závislosti od sekcie.

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

Inverzia je časť v správnom chromozóme, ale v opačnom poradí.

Môže dôjsť aj k duplikácii, pričom časť chromozómu sa duplikuje.

Najdôležitejšou chromozómovou mutáciou je translokácia. Chrosomómové časti 2 rôznych chromozómov tu zamieňajú svoje miesta. Ak táto výmena nie je sprevádzaná stratou génov, jeden hovorí o jednom dané Premiestnenie. Nosiče vyvážených translokácií obvykle nevykazujú žiadne abnormality, ale častejšie potraty majú. Potomkovia sú často nositeľmi viac nevyvážené Translokácie. V týchto sa stráca genetický materiál a potomkovia sú obmedzení.

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

Čo je to recipročná translokácia?

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

Dotknuté osoby však majú problémy s tvorbou zárodočných buniek. Ak sa vo vyvíjajúcej sa zárodočnej bunke vyskytuje chromozóm, v ktorom sa vymenil kus, potom táto bunka nie je životaschopná.

Môže sa však stať, že dva chromozómy, v ktorých bol kus vymenený, skončia v zárodočnej bunke. Potom len normálne chromozómy skončia v inej zárodočnej bunke, ktorá sa tvorí. Ak je to tak, iba polovica zárodočných buniek nemôže žiť. Druhá polovica obsahuje normálnu sadu chromozómov.

Recipročná transocation môže viesť k množstvu genetických chorôb. Jedným z nich je napríklad chronická myeloidná lekémia, kde je možné zistiť vysoký počet chromozómov Philadelphie.

Syndróm mačacích výkrikov

Syndróm kriku mačiek alebo Cri-du-Chatov syndróm sa nazýva preto, že batoľatá kričia veľmi vysoko a ako mačky. Tieto výkriky s vysokým uhlom sú spôsobené malformáciou hrtanu. Príčinou syndrómu plaču mačiek je delécia na krátkom ramene chromozómu 5.

Dotknuté osoby sú ťažko retardované a mentálne postihnuté. Duševné postihnutie je však veľmi variabilné. Majú malú hlavu a ich rast je narušený. Existujú aj iné fyzické malformácie. Zmeny vnútorných orgánov sú veľmi zriedkavé. Priemerná dĺžka života preto nie je výrazne obmedzená.

Prečítajte si viac o téme na: Syndróm mačacích výkrikov

Čo je to chromozomálna aberácia?

Chromozómová aberácia je zmena chromozómov, ktorá je viditeľná pod svetelným mikroskopom. Na rozdiel od toho existujú génové mutácie, tieto zmeny sú omnoho menšie a dajú sa rozpoznať iba presnejšou genetickou diagnostikou.

Chromozómové aberácie možno rozdeliť do dvoch foriem. Existujú štrukturálne a numerické aberácie. Štrukturálne aberácie boli diskutované v tejto kapitole a nazývajú sa tiež chromozómové mutácie. Sprevádza ich samotná zmena chromozómov.

Číselná 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. Písmená označujú pohlavné chromozómy, ktoré predstavujú jediný rozdiel v genóme u mužov a žien.

Pri numerických aberáciách sa chromozómy môžu objaviť častejšie alebo chýbajú. Najznámejším príkladom je Downov syndróm, trizómia 21, názov naznačuje, že 21. chromozóm je prítomný trikrát namiesto dvakrát. 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, čo vedie k karyotypu 45, X0. Postihnutými ľuďmi sú ženy s určitými fyzickými abnormalitami.

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

Klinefelterov syndróm

Klinefelterov syndróm nie je chromozomálna mutácia. Mutácie chromozómov sú sprevádzané zmenou štruktúry. Pri Klinefelterovom syndróme je nesprávny počet chromozómov. Táto zmena sa nazýva numerická chromozomálna aberácia.

Klinefelterov syndróm môže ovplyvniť 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 chromozómu X.

Táto zmena má najväčší vplyv na pohlavné orgány. Dotknuté osoby majú malé semenníky a vo väčšine prípadov nemajú funkčnú produkciu spermií a produkcia testosterónu semenníkmi je obmedzená.

Klinefelterov syndróm sa často objavuje iba v súvislosti s konzultáciou o plodnosti. Prevažná väčšina postihnutých je nezistená. Počas puberty sa môže objaviť vývoj pŕs a srsť tela je zvyčajne iba riedka. Dotknuté osoby však nemajú obmedzenú inteligenciu.

Ďalšie informácie k tejto téme nájdete na: Klinefelterov syndróm

Čo je bodová mutácia?

Bodová mutácia je mutácia génov, ktoré sú prítomné vo forme DNA. DNA sa skladá zo štyroch rôznych nukleotidov. V prípade bodovej mutácie je jeden nukleotid vymenený za iný. DNA génov sa číta v zložitom procese. Konečným produktom tohto procesu je proteín.

Ktorý proteín je produkovaný je v podstate určený sekvenciou nukleotidov. Tri po sebe nasledujúce nukleotidy určujú, ktorá aminokyselina je pripojená k výslednému proteínovému reťazcu. Zlúčenie veľkého počtu aminokyselín sa potom stáva proteínom.

Ak je však jeden nukleotid nahradený iným, môže sa stať, že sa do proteínu inkorporuje ďalšia aminokyselina. Výsledkom je tzv. Missense mutácia. Výsledný proteín môže zostať plne funkčný nahradením aminokyseliny alebo môže tiež stratiť svoju funkciu.

Ďalšou možnosťou je začlenenie takzvaného stop kodónu. Takýto druh mutácie sa nazýva nezmyselná mutácia. Stop kodón označuje koniec proteínu, ak je vložený na nesprávnom mieste, proteín je neúplný.

Pri týchto formách bodových mutácií zostáva počet prečítaných nukleotidov rovnaký. Správne aminokyseliny sa začleňujú pred a po bodovej mutácii. „Čítacia mriežka“ je preto zachovaná. Mutácie, v ktorých je nukleotid zabudovaný alebo odstránený, t. J. Inzercia alebo delécia, sú závažnejšie. S touto mutáciou sa po chýbajúcom alebo zabudovanom nukleotide kombinujú ďalšie tri nukleotidy, čo znamená, že sú zabudované rôzne aminokyseliny a je vytvorený úplne odlišný proteín.

Náš ďalší článok by vás mohol tiež zaujímať: Telomery - anatómia, funkcia a choroby

Cystická fibróza

Cystická fibróza je ochorenie, ktoré je výsledkom mutácie v chloridovom kanáliku. Tieto kanály sú dôležité pre tvorbu hlienu v tele, pretože voda môže unikať po chloridoch, čo spôsobuje, že hlien je tenší.

Aj keď sú touto chorobou postihnuté všetky orgánové systémy, pľúca sú v popredí. Kvôli viskóznemu hlienu nemôžu pľúca vykonávať svoju samočistiacu funkciu.

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

Mutácia kanálu je spôsobená génovou mutáciou. To znamená, že sa zmenila sekvencia zložiek DNA v géne. Mutácia je omnoho menšia ako chromozómová, ale má veľmi vážne následky. Je známych stoviek rôznych mutácií génu, ktoré všetky vedú k dysfunkcii kanálu.

Prečítajte si viac o tom v časti: Cystická fibróza