Кількісні аномалії хромосом
Нормальна соматична клітина є диплоїдною і містить 46 хромосом, або 2n хромосом. Нормальні гамети є гаплоїдними і містять n хромосом. Еуплоїдія означає будь- яке ціле число n, наприклад, диплоїдію або триплоїдію.
Анеуплоїдія означає будь- яке ціле число хромосом, яке не є еуплоїдним і частіше означає наявність зайвоїхромосоми (трисомія) або втрату однієї хромосоми (моносомія). Аномалії кількості хромосом можуть виникати під час мейотичного або мітотичного поділів. У ході мейозу в нормі обидві хромосоми з гомологічної пари відокремлюються під час першого мейотичного поділу і кожна дочірня клітина отримує один компонент з кожної пари хромосом. Якщо відокремлення гомологічних хромосом не відбувається (нерозходження хромосом), обидві хромосоми з гомологічної пари потрапляють в одну клітину (рис.5.5). Внаслідок нерозходження хромосом одна клітина отримує 24 хромосоми, а друга — 22 хромосоми. Коли при заплідненні гамета, що містить 23 хромосоми, з’єднується з гаметою, яка містить 24 або 22 хромосоми, утворюється зигота з 47 (трисомія) або 45 (моносомія) хромосомами. Нерозходження може відбуватися під час першого або другого мейотичного поділу і стосуватися як соматичних (аутосом), так і статевих хромосом. Частота хромосомних аномалій, у тому числі нерозходження хромосом, збільшується в оогенезі у жінок старше 35 років.
Нерозходження хромосом під час мітозу (мітотичне нерозходження) клітин ембріона на найбільш ранніх стадіях ембріогенезу, коли одні клітини отримують аномальну кількість хромосом, інші — нормальну, одержало назву мозаїцизму. Індивіди з мозаїцизмом хромосом можуть мати лише окремі прояви того чи іншого синдрому залежно від кількості і розподілу уражених клітин.
Інколи виникає розрив хромосоми, і частини однієї хромосоми приєднуються до іншої — транслокація хромосом. Такі транслокації можуть бути збалансованими і незбалансованими.
При збалансованих транслокаціях розрив і об’єднання двох хромосом відбуваються без втрати важливого генетичного матеріалу й індивід є нормальним. Незбалансовані транслокації характеризуються втратою частини однієї з хромосом і зміною генотипу. Так, наприклад, незбалансовані транслокації між довгими плечима хромосом 14 і 21 під час мейозу І або ІІ спричинюють утворення гамет із зайвою 21-ю хромосомою (трисомія 21), що є однією з причин виникнення синдрому Дауна.Трисомія 21 (синдром Дауна) найчастіше зумовлена наявністю зайвої копії хромосоми 21 (трисомія 21). Дітям із синдромом Дауна притаманні: затримка росту, різні ступені розумового відставання, черепно-лицеві аномалії (епікант, скошений розріз очей, плоске обличчя, маленькі низько розміщені вуха), вади розвитку серця, гіпотонія та ін. У таких дітей частіше мають місце інфекції, дисфункції щитоподібної залози, передчасне старіння, розвиток хвороби Альцгеймера у молодому віці (з 35 років). У 95 % випадків синдром зумовлений трисомією 21 через мейотичне нерозходження, у 75 % випадків нерозходження трапляється під час оогенезу. Частота
синдрому Дауна становить 1:2000 запліднень у жінок віком < 25 років і зростає до 1:300 — у віці 35 років і 1:100 — у віці 40 років.
Приблизно у 4 % випадків синдрому Дауна спостерігається незбалансована транс- локація між хромосомою 21 та однією з хромосом 13, 14 або 15. В 1 % випадків синдром Дауна може бути зумовлений мозаїцизмом внаслідок мітотичного нероз- ходження. Частина клітин таких індивідуумів мають нормальну кількість хромосом, інші є анеуплоїдними. У таких індивідуумів може виявлятися різна кількість ознак синдрому Дауна залежно від кількості і локалізації аномальних клітин.
Трисомія 18 (синдром Едвардса) зустрічається з частотою 1:5000 новонароджених і характеризується розумовою відсталістю, мікрогнатією, природженими вадами серця, нирок, скелета, зігнутими пальцями та синдактилією.
Такі діти звичайно вмирають у віці до 2 міс.Трисомія 13 (синдром Патау) є рідкісним захворюванням (1:15 500 живих новонароджених) і включає розумову відсталість, голопрозенцефалію, природжені вади серця, глухоту, розщілини губи і піднебіння, очні вади (мікрофтальмія, анофтальмія, колобома). Більшість дітей вмирають у віці до 3 міс.
Синдром Кляйнфельтера (XXY або XXXY) проявляється в осіб чоловічої статі в період статевого дозрівання і характеризується атрофією яєчок, гіалінізацією сім’яних канальців, безплідністю і, часто, гінекомастією. Частота синдрому Кляйнфельтера становить 1:500 чоловіків. Клітини містять 47 хромосом з додатковою Х-хромо- сомою (генотип XXY) внаслідок нерозходження ХХ-гомологічних хромосом. Тільця статевого хроматину виявляються у 80 % випадків. Інколи хворі з синдромом Кляйнфельтера мають 48 хромосом, тобто 44 аутосоми і 4 статеві хромосоми (XXXY). Синдром звичайно не супроводжується затримкою розумового розвитку, але чим більше Х хромосом є у генотипі, тим більший ризик розвитку розумової відсталості.
Синдром Тернера, Шерешевського — Тернера (ХО, структурні аномалії або мозаї- цизм). Синдром Тернера характеризується жіночим генотипом за відсутності яєчників (дисгенезія гонад, або гонадний дисгенез). Хворі мають низький зріст, широку грудну клітку з великою відстанню між сосками, деформації скелета, перетинчасту шию, лімфедему кінцівок. Приблизно в 55 % випадків має місце моносомія X (ХО), статевий хроматин у клітинах відсутній. У 80 % випадків причиною розвитку синдрому є дефект сперматозоїда (нерозходження статевих хромосом у ході сперматогенезу). В решті випадків наявні структурні аномалії Х-хромосоми або мозаїцизм внаслідок мітотичного нерозходження.
Синдром трисомії Х (ХХХ) характеризується певним ступенем розумової відсталості, затримкою статевого розвитку, гіпоменореєю. В клітинах містяться по 2 тільця статевого хроматину.