Геномные мутации

Геномные мутации - мутации, которые приводят к добавлению либо утрате одной, нескольких хромосом или полного гаплоидного набора хромосом.
Геномные мутации:
- полиплоидия ;
- анеуплоидия (гетероплоидия)

Геномные мутации
Полиплоидия – кратное (гаплоидному- n) увеличение числа хромосом - образование организмов или клеток, геном которых представлен более чем двумя -3n, 4n, 6n и т. д. наборами хромосом).
Норма:
1n – гаплоидия (для половых клеток)
2n – диплоидия (для соматических клеток)
Полиплоидия:
2n+ 1n - триплоидия
2n+2n – тетраплоидия и т.д.
Аллополиплоид - имеются наборы хромосом, полученные при гибридизации от разных видов.
Аутополиплоид - увеличение числа наборов хромосом собственного генома, кратное n.

Полиплоидии- у животных и человека приводит к гибели плода
Примеры полиплоидии редки, однако известны как абортивные триплоидные зародыши, так и триплоидные новорождённые (срок их жизни при этом не превышает нескольких дней) и диплоидно-триплоидные мозаики.

Геномные мутации
Анеуплоидия (гетероплоидия) — изменение числа хромосом, не кратное гаплоидному набору.
2n+/-k,где k не равно n.
2n + 1- трисомия
2n + 2 - тетрасомия
2n – 1- моносомия 2n – 2 - нулисомия
Анеуплоидии возникают при нарушениях расхождения хромосом

Анеуплоидии
Из всех вариантов анеуплоидий встречаются только:
трисомии по аутосомам,
полисомии по половым хромосомам (три-, тетра- и пентасомии),
из моносомий - только моносомия Х.

Примеры анеуплоидии у человека. Трисомии.
Синдром Дауна — трисомия по 21-й хромосоме (21-я хромосома представлена тремя копиями).
Кариотип: 47,ХХ,+21

Примеры анеуплоидии у человека. Трисомии.
Синдром Патау - трисомия 13 (47, ХХ, +13)

Примеры анеуплоидии у человека. Трисомии.
Синдром Эдвардса - трисомия 18 (47,ХУ, +18)

Примеры анеуплоидии у человека. Моносомии.

Синдром Клайнфелтера - более одной Х при наличии У.

Мозаицизм

Мозаицизм
Мутация в мейозе дает нарушение во всех клетках потомка (генеративная мутация).
Мутация в митозе дает нарушение только в потомстве данной клетки (соматическая мутация).
Многоклеточный организм, в структуре которого присутствуют генетически разнородные популяции клеток, произошедшие из общей зиготы, называется мозаик.

Мозаицизм
Большая часть мутаций - 3-4 сутки эмбрионального развития.
Примеры записи мозаичных кариотипов:
47,ХУ,+21(90%) / 46,ХУ (10%)
47,ХУ,+21(50%) / 46,ХУ (50%)
47,ХУ,+21(10%) / 46,ХУ (90%)

Период возникновения постзиготической мутации влияет на распределение мутантных клеток в организме.
А.
Мутации, возникающие во время первого митоза, приводят к поражению примерно половины клеток.
B.
Мутации, возникающие до определения лево-право висцеральной асимметрии, могут затрагивать обе стороны индивидуума.
C.
Мутации, возникающие после дифференциации правой и левой половин организма, могут быть ограничены только одной стороной индивидуума.

Период возникновения постзиготической мутации влияет на распределение мутантных клеток в организме.
D.
Мутации, возникающие после дифференцировки первичных половых клеток, будут отсутствовать в соматических тканях.
Молекулярные исследования для выявления такого гонадного мозаицизма должны включать непосредственное изучение зародышевых клеток

Период возникновения постзиготической мутации влияет на распределение мутантных клеток в организме.
Если мозаицизм встречается только в популяции клеток зародышевой линии, индивидуум не будет иметь фенотипических проявлений, но его потомки унаследуют данный признак.
Если мозаицизм встречается только в популяции соматических клеток, фенотипический эффект будет зависеть от размера популяции мозаичных клеток и сроков возникновения мутаций.
Такой признак не будет передан потомству.

Фенотипические проявления мозаичных мутаций.

Фенотипические различия.
Фенотип при полной и мозаичной форме синдрома Дауна.

Метафазный анализ

Метафазный анализ

Окраска хромосом.
Рутинная окраска.
Рутинная окраска, появилась в 50-х годах ХХ века.

Окраска хромосом.
Дифференциальное окрашивание.
Дифференциальная, появилась в конце 60-х годов (G, R, Q и С методы).Парижская конференция закрепила за каждой хромосомой номер, ввела обозначения для мутаций.

Классификация хромосом основанная на дифференциальной окраске (G-окраска).

Практическое задание N 1.
Заполнить рабочую тетрадь.

Практическое задание № 2
Метафазный анализ

Бланк «Метафазы»

Set A

Трисомии. Синдром Дауна. Трисомия 21
47, ХХ, +21

Трисомии. Синдром Патау. Трисомия 13
47, ХХ, +13

Трисомии. Синдром Эдвардса. Трисомия 18
47,Ху, +18

Моносомии. Синдром Шерешевского-Тернера

Синдром Клайнфельтера
(более одной Х при наличии У)

Практическое задание N 3.
Номенклатура аберраций хромосом.

Cовременная номенклатура хромосомных мутаций.

Плечи (р-короткое плечо, q –длинное плечо) делят на районы (бенды) и суббенды
Нумерация бендов ведется от центромеры (показано стрелками). Короткое плечо вверх от центромеры, длинное – вниз.
Разрешающая способность дифференциальной окраски (количество полос (бэндов)) зависит от степени конденсации хроматина – чем меньше конденсация, тем больше полос визуализируется.

Номенклатура аберраций хромосом или …
как записывается результат хромосомного анализа
del (deletion) – делеция
Например: - 46,XX,del (5p) — женщина 46 хромосомами, с делецией короткого плеча хромосомы 5
- 46,XX,del(14)(q23) – женщина с 46 хромосомами, делецией сегмента 23 длинного плеча 14 хромосомы

dup (duplication) - дупликация
Например:
- 46,XY,dup(11)(ql2) — мужчина с 46 хромосомами, с дупликацией сегмента ql2 хромосомы 11
- 46,XY,dup(14)(q22q25) – мужчина с 46 хромосомами, с дупликацией длинного плеча 14 хромосомы, включающей с 22 по 25 сегменты.
inv (Inversion) - инверсия
Например:
- 46,XY,inv(10)(pl3ql2) — мужской кариотип, перицентрическая инверсия 10 хромосомы с точками разрыва р13 и ql2

t (translocation) - транслокация
rcp (reciprocal translocation) – реципрокная транслокация
Например:
- 46,ХХ, t(2;4)(q21;q21) — женщина с реципрокной транслокацией, включающей длинное плечо хромосомы 2, начиная с сегмента 2q21, и длинное плечо хромосомы 4, начиная с сегмента 4q21.
rob (Robertsonian translocation) – Робертсоновская транслокация
Например:
45,XX,rob (14q21q) — женщина со сбалансированной робертсоновской транслокацией длинных плеч хромосом 14 и 21, или 46,XX,-14,

i или iso (Isochromosome) - изохромосома
Например:
- 46,X,i(Xq) — женский кариотип, одна из хромосом Х представлена изохромосомой по длинному плечу
r (ring chromosome) – кольцевая хромосома
Например:
- 46,ХХ, г(16) — женщина с кольцевой хромосомой 16
- 46,XX,r(7)(p22q36)
Female with 46 chromosomes with a 7 chromosome ring. The end of the short arm (p22) has fused to the end of the long arm (q36) forming a circle or 'ring
fra - ломкий сайт
Например: 46, ХX, (fra-X)

Номенклатура аберраций хромосом или …
как записывается результат хромосомного анализа
Анеуплоидии
полная трисомия/моносомия (во всех клетках).
Пример:
- 47,ХY, +13 – мужской кариотип с 47 хромосомами, трисомия по 13 хромосоме (синдром Патау);
- 47, ХХ, +21 – женсеий кариотип с 47 хромосомами, трисомия по 21 хромосоме (синдром Дауна)
мозаичная форма
Пример: 50% 46,ХХ: 25%47,ХХХ :25%45,Х0