Моносомия по 21 хромосоме

Анеуплоидия

Частота хромосомных аномалий у детей, родившихся живыми, составляет 0,7%; у мертворожденных плодов — 5%; при ранних самопроизвольных абортах – 50-70%.

Анеуплоидия – это довольно распространённая хромосомная аномалия, при которой происходит увеличение или уменьшение числа хромосом. Например, одна лишняя, двадцать первая хромосома, приводит к синдрому Дауна (при этом, общее количество хромосом будет 47).

Существует несколько типов неинвазивной пренатальной диагностики анеуплоидий:

  • Нуллисомия — это анеуплоидия, характеризующаяся отсутствием в хромосомном наборе клеток организма какой-либо пары гомологичных хромосом. Нуллисомия несовместима с живорождением: эмбрионы, имеющие эту аномалию, погибают внутриутробно ещё в первом триместре (происходит регресс беременности или самопроизвольный выкидыш).
  • Моносомия – ситуация, в которой имеется лишь одна хромосома из пары. Такая патология встречается в организме человека очень редко. Большинство эмбрионов с этим заболеванием не выживают до рождения и погибают внутриутробно.

Для живорожденных младенцев существуют сведения только об аутосомной моносомии 21 хромосомы (моносомия 21). Её признаки и симптомы аналогичны симптомам синдрома Дауна. Младенцы с моносомией 21 часто имеют многочисленные врожденные дефекты и редко проживают дольше, чем несколько дней или недель после рождения.

Существует и другой вид моносомии, который наблюдается примерно у одной из 5000 новорожденных девочек:

Моносомия Х-хромосомы или Синдром Шерешевского-Тернера (имеется только одна половая Х-хромосома). При этом количество аутосом в норме. Страдают этим заболеванием только женщины. Как правило, люди с такой аномалией ведут полноценный образ жизни, имеют нормальное интеллектуальное развитие, однако у них могут быть пороки развития внутренних органов, бесплодие и некоторые внешние особенности.

Моносомия Y-хромосомы является летальной перестройкой и не совместима с живорождением.


Анеуплодии. Хромосомный набор

Встречаются также частичные моносомии (делеции). Частичная моносомия — это выпадение участка хромосомы. Как правило, этот процесс возникает в результате структурных перестроек хромосом, имеющихся в половых клетках родителей.

  • Трисомия — это появление в клетках организма дополнительной копии хромосомы. Трисомии являются наиболее распространенными видами хромосомных аномалий и чаще других наблюдаются у живорожденных детей. Наиболее распространенной трисомией является синдром Дауна, или трисомия 21 . Другие, менее распространенные трисомии, включают трисомию 18 (синдром Эдварда), трисомию 13 (синдром Патау) и трисомию 8 (синдром Варканиса).

    Трисомии половых хромосом встречаются чаще и имеют менее серьезные последствия, чем трисомии аутосом. Среди них можно выделить следующие:

    Синдром Клайнфельтера (1 или 2 лишних Х-хромосомы у мужчины, общее число хромосом 47 или 48)

Особенность синдрома — обязательное наличие мужской Y хромосомы, поэтому, несмотря на дополнительные Х хромосомы, пациенты всегда мужчины. Около 0,2-0,5% мужского населения Земли страдает этой патологией. В отличие от большинства заболеваний, связанных с нарушением количества хромосом, внутриутробное развитие детей с синдромом Клайнфельтера проходит нормально. В младенческом и раннем детском возрасте заподозрить патологию также невозможно.

Ближе к пубертатному периоду (то есть периоду полового созревания) и после него у больных этим синдромом наблюдаются длинные конечности и высокая талия, скудная растительность на лице и теле, гинекомастия (увеличение грудных желез), постепенная атрофия яичек, половое созревание замедленное. Коэффициент интеллекта у больных варьирует от значений ниже среднего до показателей, значительно превышающих средний уровень. Однако в некоторых случаях отмечаются трудности при восприятии больших объемов материала на слух, а также при построении фраз, содержащих сложные грамматические конструкции.

Прогноз для жизни и трудовой деятельности у пациентов с классическим синдромом Клайнфельтера благоприятен. Единственным симптомом может быть бесплодие. Раннее проведение заместительной терапии, психологическая работа с пациентами и их родителями позволяют больным полностью адаптироваться в современном обществе. Но прогноз относительно восстановления способности к репродукции крайне неблагоприятный.

Синдром трипло-X (лишняя Х-хромосома у женщины)

Среди новорождённых девочек частота синдрома составляет 1:1000. Женщины с кариотипом XXX в полном или мозаичном варианте имеют, в основном, нормальное физическое и психическое развитие. Чаще всего такие индивиды выявляются случайно при обследовании. У этих женщин не отмечается отклонений в половом развитии, хотя риск хромосомных нарушений у потомства и спонтанных абортов повышен. Интеллектуальное развитие нормальное или на нижней границе нормы. Лишь у некоторых женщин с трипло-Х отмечаются нарушения репродуктивной функции (вторичная аменорея, дисменорея, ранняя менопауза и др.). Возможно преждевременное истощение яичников и бесплодие в старшем репродуктивном возрасте

Лишняя Y-хромосома у мужчины

Носитель синдрома имеет дополнительную Y -хромосому, общий хромосомный набор составляет 44 обычных и три половые хромосомы (XYY). Это происходит вследствие того, что сперматозоид, оплодотворяющий яйцеклетку, является носителем второй Y-хромосомы Частота появления синдрома — примерно 1 случай на 1000 мужчин. Большая часть носителей не знает о своей особенности, патология выявляется при случайном обследовании.

Внешне мужчины с дополнительной Y-хромосомой не отличаются от нормальных, но могут иметь ряд особенностей. В среднем, во взрослом состоянии носитель выше, чем 75 % мужчин того же возраста. Некоторые мужчины имеют небольшие нарушения координации движений и могут казаться неуклюжими. Обычно такие мужчины гетеросексуальны и имеют нормальную сексуальную функцию. Тем не менее, описаны случаи существенного снижения фертильности, вплоть до бесплодия. Интеллектуальное развитие находится в пределах нормы, но часто несколько ниже, чем у родных братьев и сестёр. Примерно половина носителей имеет проблемы с обучением, нарушением речи и чтением. Может быть повышен риск поведенческих проблем, мужчины с XYY-синдромом часто импульсивны и эмоционально незрелы.

Дочери мужчин с лишней У-хромосомой всегда здоровы, а сыновья в 60% случаев являются носителями хромосомной аномалии (лишней Х- или У-хромосомы).

  • Тетрасомия — полисомия, при которой имеются четыре гомологичных хромосомы (имеющих одинаковую форму, размер, а также идентичную локализацию генов). Данная аномалия встречается крайне редко.

Случаи нуллисомий и тетрасомий наукой практически не изучены по причине того, что нет объектов для исследования. Беременности при подобных аномалиях развития эмбриона самопроизвольно прерываются на ранних этапах.

Большинство аномалий имеют название, которое составляют из названия вида анеуплоидии и указанием номера пораженной хромосомы. Например, трисомия 13 означает, что в наборе клеток тела человека присутствуют три копии хромосомы 13.

НИПТ VERACITY трисомии 13,18,21 хромосом, анеуплоидии половых хромосом, микроделеции, пол плода

Неинвазивный пренатальный тест НИПТ VERACITY трисомии 13,18,21 хромосом, анеуплоидии половых хромосом, микроделеции, пол плода – это расширенная панель молекулярного скрининга на риск хромосомной патологии плода: наиболее часто встречающиеся анеуплоидии 13, 18, 21 хромосом, анеуплоидии половых хромосом X и Y, а также некоторые наиболее часто встречающиеся микроделеционные синдромы. Тест определит и пол плода.

Микроделеционные синдромы (МДС) — особая группа хромосомных болезней, связанных с потерей микроскопического участка хромосомного материала (делеция). Выявить это рутинным методом цитогенетической диагностики и традиционным биохимическим скринингом невозможно. Встречаемость 5 наиболее частых таких заболеваний сопоставима с частотой синдрома Дауна. Кроме того риск данной патологии никак не связан с возрастом женщины.

Так же, как и для всей группы тестов VERACITY, точность исследования беспрецедентно высока, тест с высокой точностью определяет долю плодной фракции ДНК в крови беременной. В основе теста всё тот же метод прямого анализа внеклеточной плодной ДНК, выделенной из венозной крови матери (потребуется всего лишь 20 мл крови) и технология целенаправленного захвата из смеси ДНК определенных таргетных (прицельных) участков фетальной (плодной) ДНК для последующего обогащения, глубокого прочтения и биоинформатического расчета риска хромосомной патологии. Используется технология секвенирования нового поколения – NGS.

Тест возможен с 10 полных недель беременности, срок должен быть подтвержден УЗИ.

Готовность результата – до 12 рабочих дней.

Для данного теста доступно:

  • Синдром Дауна — самое частое хромосомное заболевание (трисомия 21 хромосомы), приходится на каждые 500-800 родов, сопровождается тяжелой умственной отсталостью и врожденными пороками
  • Синдром Эдвардса (трисомия 18 хромосомы) — нарушение интеллекта, множественные дефекты развития органов и систем. Пятипроцентная выживаемость детей до года
  • Синдром Патау (трисомия 13 хромосомы) — множественные и крайне тяжелые аномалии развития, частые случаи внутриутробной гибели плода, малая продолжительность жизни.
  • Синдром Клайнфельтера (XXY)- наличие у мальчиков лишней X хромосомы (как минимум одной). Приводит к нарушению полового созревания. По частоте встречаемости (1:500) превосходит синдром Дауна.
  • Синдром Якобса (XYY)- наличие дополнительной Y-хромосомы, характерно только для мальчиков. Возможны: легкая умственная отсталость, асоциальное поведение, психопатические отклонения, иногда евнухоидное строение тела. Крайне редко встречается полисомия в виде XYYY.
  • Синдром Шерешевского-Тернера (моносомия X) – в большинстве случаев возникает только у девочек, часты спонтанные аборты, у живорожденных детей задержка в развитии, половой инфантилизм, пороки сердца, суставов.
  • Синдром тройной X-хромосомы (XXX) –подвержены новорожденные только женского пола. Может проявляться небольшой задержкой физического развития, задержкой речевого развития и трудностями в общении, повышенная восприимчивость к стрессам.

Микроделеционные синдромы:

  • Синдром Ди Джорджи (22q11.2 , делеция участка 22-й хромосомы) – генетическое заболевание из группы болезней первичного иммунодефицита (снижение иммунитета). Характерны пороки сердца, дизморфизмы лица, нарушения в центральной нервной системе, аномалии скелета, нарушение функций почек, зрения, желудочно-кишечного тракта и др.
  • Синдром делеции 1p36 (делеция участка 1-ой хромосомы) — тяжелая умственная отсталость, речевые и поведенческие истероидные расстройства, структурные аномалии головного мозга, гипотония мышц, проблемы с глотанием и ряд других.
  • Синдром Вольфа — Хиршхорна (делеция короткого плеча хромосомы 4) — может проявляться уже внутриутробно задержкой развития плода, снижение движений плода, гипотрофная плацента. У рожденных детей – от мягких до тяжелых фенотипических проявлений, особенности строения лица, скелета, психические расстройства, проблемы с хождением, отсутствие речи, в половине случаев судороги.
  • Синдром Смита-Магениса (делеция участка 17-ой хромосомы) – выраженные черепно-лицевые аномалии, задержка физического развития, низкий мышечный тонус, проблемы вскармливания, задержка речевого развития, дезадаптивное поведение, умственная отсталость, резко повышенная сонливость, затяжные хронические соматические заболевания.
  • Присутствие/отсутствие Y-хромосомы, что укажет на мужской, либо женский пол.

Предназначен:

  • Для одноплодной беременности естественного зачатия – полная панель.
  • Для одноплодной беременности после ЭКО, в том числе с донорской яйцеклеткой и при суррогатном материнстве – полная панель.
  • Для беременности двойней естественного зачатия – БЕЗ определения анеуплоидий половых хромосом X и Y.
  • Для беременности двойней после ЭКО — только с собственными ооцитами беременной и БЕЗ определения анеуплоидий половых хромосом X и Y.
  • При редукции одного эмбриона из двойни тест может быть проведен не ранее, чем по прошествии 4-х недель и только в условиях собственной яйцеклетки (не донорской). БЕЗ определения анеуплоидий половых хромосом X и Y.

Трисомия

Трисомией называют генетическую мутацию, при которой в кариотипе человека появляется дополнительная хромосома.

Хромосомы — это ядерные структуры, содержащие молекулу ДНК и предназначенные для хранения и передачи генетической информации. В соматических клетках человека каждая такая структура представлена двумя копиями. Трисомия — это вид генетической патологии, при которой в клетках присутствуют три гомологичные хромосомы вместо двух. Такое нарушение происходит при оплодотворении и ведет к гибели плода либо к развитию тяжелых наследственных синдромов. Поскольку на сегодняшний день не существует эффективных методов излечения таких заболеваний, крайне важная роль отводится пренатальной диагностике.

Из 23 хромосомных пар 22 идентичны у обоих полов, они называются аутосомами. 23-я пара представлена половыми хромосомами и различается у мужчин (XY) и у женщин (ХХ). Среди аутосомных нарушений чаще всего встречается трисомия по 21, 13 и 18-й хромосомам. Остальные патологии нежизнеспособны и приводят к самопроизвольному аборту на ранних сроках беременности.

На самом деле с фактом трисомии современный человек сталкивается достаточно часто, сам того не подозревая.

Какими бывают трисомии?

  1. Синдром трисомии 21-й хромосомы. Трисомию 21-й хромосомы называют синдромом Дауна. Он проявляется совокупностью различных патологий, основными из которых является нарушение интеллектуального развития, пороки сердечно-сосудистой и пищеварительной систем, а также специфический внешний вид.
    Возможности современной медицины и педагогики позволяют таким людям интегрироваться в общество и вести активный образ жизни. При этом средняя продолжительность жизни у них составляет около 60 лет.
  2. Трисомия 18-й хромосомы. Синдром трисомии по 18-й хромосоме называется синдромом Эдвардса. Это тяжелая патология, в большинстве случаев приводящая к преждевременным родам или самопроизвольным абортам. Даже если ребенок родился в срок, продолжительность жизни редко превышает один год.
  3. Клинически проявляется пороками развития центральной нервной системы, скелета и внутренних органов. У таких детей диагностируется тяжелая умственная отсталость, микроцефалия, заячья губа, волчья пасть и множество других нарушений.
  4. Синдром Патау. Синдром Патау обусловлен трисомией 13-й хромосомы. Клинически проявляется микроцефалией, нарушением развития ЦНС, тяжелой умственной отсталостью, пороками сердца, транспозицией сосудов, множественными пороками внутренних органов. Продолжительность жизни зависит от формы синдрома. В среднем она не превышает одного года, хотя 2–3% таких детей доживают до десяти лет.
  5. Трисомии половых хромосом. Синдромы трисомии половых хромосом имеют более мягкое проявление, без угрозы жизни и инвалидизирующих пороков развития. Как правило, у таких пациентов нарушена репродуктивная функция, и может диагностироваться интеллектуальная недостаточность разной степени. В связи с этим они могут иметь проблемы с поведением и социализацией.

Все приведенные тримосии являются аутосомными, а все другие варианты – нежизнеспособные. Даже если в процессе развития происходит трисомия к какой-то другой хромосоме, то плод погибает еще внутриутробно, обычно на раннем сроке и может выглядеть как обычный выкидыш. Жизнеспособными являются только те зародыши, у которых трисомия произошла к хромосиме X или Y, причем в этом случае любые улинические проявления трисомии могут быть очень слабо выраженными.

Причины трисомии

Чаще всего трисомия возникает вследствие нарушения процесса расхождения гомологичных хромосом еще в анафазе первого мейоза. Результатом этого нарушения становится то, что в одну и ту же дочернюю клетку попадают сразу две гомологичные хромосомы, а вот во вторую дочернюю клетку – ни одной, то есть клетка становится нулисомной.

В некоторых случаях бывает так, что трисомия проявляется из-за патологии расхождения хроматид уже во втором мейозе. Это проявляется таким образом, что в одну гамету попадают сразу две идентичные хромосомы. Если оплодотворение произойдет при участии нормального спермия, то получится трисомная зигота. В этом случае данную патологию называют нерасхожденными хромосомами.

В большинстве случаев аутосомные трисомии становятся следствием нерасхождения хромосом, произошедшего еще в оогенезе, хотя теоретически это может произойти и в сперматогенезе. Нерасхождение может случиться и на ранних стадиях дробления уже оплодотворенной яйцеклетки, но это бывает значительно реже.

Другой причиной трисомии является мутация, возникшая уже после оплодотворения, на ранних этапах эмбриогенеза. В этом случае только часть клеток будет аномальный набор хромосом. Такое состояние называется мозаицизмом и протекает более благоприятно, чем синдром полной трисомии. Диагностировать данную патологию трудно, особенно в рамках пренатальной диагностики.

Развитие трисомий носит случайный характер и слабо связано с факторами окружающей среды, состоянием здоровья человека.

Точно сказать, почему происходит нерасхождение хромосом пока нельзя. Несмотря на то, что считается, что с возрастом риск родить ребенка с синдромом Дауна увеличивается, точно говорить о 100 % закономерности пока нельзя. Безусловно, беременности в возрасте после 30 лет может быть опасной, и частота случаев рождения детей-даунов выше, чем у рожениц до 30 лет. Именно поэтому во время беременности рекомендуют проводить специальные анализы для выявления синдрома Дауна, ведь этот диагноз может быть показание к прерыванию беременности даже на поздних сроках.

Диагностика

На сегодняшний день не существует методов излечения хромосомных болезней. Помощь таким пациентам заключается в симптоматическом лечении и создании условий для их максимально возможного развития. В связи с этим встает вопрос о методах ранней (дородовой) диагностики генетических патологий, чтобы родители могли взвесить свои возможности для реабилитации такого ребенка и принять решение относительно его судьбы.

В целом методы пренатальной диагностики можно разделить на инвазивные и неинвазивные. К неинвазивным методам относят:

  • определение биохимических маркеров;
  • УЗИ;
  • исследование ДНК.

Инвазивные методы диагностики (амниоцентез, биопсия ворсин хориона) позволяют взять для изучения генетический материал плода и окончательно определиться с диагнозом. Такие методы исследования несут определенные риски, поэтому назначаются только по показаниям.

Некоторое время назад исследование кариотипа клеток плода было единственным методом выявления хромосомных аномалий. Сейчас появились более щадящие, но не менее надежные диагностические методики, основанные на изучении свободно циркулирующей ДНК плода в крови матери. Речь идет о неинвазивном пренатальном ДНК-тесте – НИПТ. Он отличается высокой чувствительностью и специфичностью, позволяет определить наличие патологии в 99,9% случаев. В его основе лежит применение высокотехнологичных молекулярно-генетических методов, позволяющих выделить ДНК-плода из крови матери и исследовать ее на наличие различных мутаций. Тест абсолютно безопасен – пациентке достаточно сдать кровь из вены.

Важность своевременной диагностики неизлечимых на сегодняшний день хромосомных аномалий трудно переоценить. Родители должны иметь полную информацию о перспективах развития таких детей, возможностях их реабилитации, интеграции в общество и на основании этих данных принимать решение о родах или прерывании беременности. Тест НИПТ позволяет в кратчайшие сроки с высокой диагностической точностью получить необходимые данные без рисков для здоровья матери и будущего ребенка.

Помимо диагностики распространенных синдромов трисомии врачи часто предлагают диагностику других генетических патологий:

  • аутосомно-рецессивных — фенилкетонурия, муковисцидоз, гетерохроматоз и др.;
  • микроделеций — синдром Смита-Магениса, Вольфа-Хиршхорна, делеция 22q, 1p36;
  • анеуплоидию по половым хромосомам — синдром Тернера, Клайнфельтера, Якобса, синдром триплоидии Х.

Выбор необходимой панели осуществляется после консультации генетика.

анеуплоидия

(от греч. an — отрицат. частица, ei — хорошо, вполне, -ploos — кратный и eidos — вид), т е — тероплоидия, явление, при к-ром клетки организма содержат изменённое число хромосом, не кратное гаплоидному набору. Отсутствие в хромосомном, наборе диплоида одной хромосомы наз. м оносомией, а двух гомологичных хромосом — нуллисомией; наличие дополнит, гомологичной хромосомы наз. трисомией. Организмы с такими изменениями числа хромосом наз. соответственно моносомиками, нуллисомиками и трисомиками. Осн. механизм возникновения А.— нерасхождение и потери отд. хромосом в митозе и мёйозе. Вследствие нарушения баланса хромосом А. приводит к понижению жизнеспособности и нередко к гибели анеуплоидов, особенно у животных (А. лежит в основе ряда хромосомных болезней). В генетич. анализе с помощью А. (скрещивая мутантов с анеуплоидами по определ. хромосомам) определяют, в какой группе сцепления находится исследуемый ген.

Источник: Биологический энциклопедический словарь на Gufo.me

Значения в других словарях

  1. анеуплоидия — орф. анеуплоидия, -и Орфографический словарь Лопатина
  2. АНЕУПЛОИДИЯ — АНЕУПЛОИДИЯ (от греч. an- — отрицательная приставка, eu — вполне, ploos — кратный и eidos — вид) — наследственное изменение, при котором клетки организма содержат число хромосом, не кратное основному набору… Большой энциклопедический словарь
  3. Анеуплоидия — (Ан- + эуплоидия; син. гетероплоидия) отсутствие отдельных хромосом или их избыточное количество в геноме; лежит в основе ряда хромосомных болезней человека. Медицинская энциклопедия
  4. анеуплоидия — сущ., кол-во синонимов: 2 анеусомия 1 моносомия 1 Словарь синонимов русского языка
  5. Анеуплоидия — (от греч. an — отрицательная частица, eu — хорошо, вполне, -ploos, здесь — кратный, и éidos — вид) явление, при котором клетки организма содержат число хромосом, некратное гаплоидному (ординарному). Большая советская энциклопедия

Анеуплоидия — Aneuploidy

анеуплоидия

Хромосомы в синдроме Дауна , наиболее распространенное состояние человека из — за анеуплоидии. Есть три хромосомы 21 (в последней строке).

Специальность

медицинская генетика

Анеуплоидия является наличие аномального количества хромосом в клетке , например, человеческий элемент , имеющий 45 или 47 хромосом вместо обычных 46. Это не включает в себя разницу одного или нескольких полных наборов хромосом . Клетка с любым количеством полных наборов хромосом называются эуплоидными клетками. Дополнительная или отсутствуют хромосома является частой причиной генетических нарушений , в том числе некоторых человеческих врожденных дефектов. Некоторые раковые клетки также имеют ненормальное число хромосом. Анеуплоидия происходит во время клеточного деления , когда хромосомы не отделиться друг от друга между двумя ячейками. В большинстве случаев анеуплоидии приводит к выкидышу и наиболее распространенные дополнительные хромосомы аутосомны среди живорожденных являются 21 , 18 и 13 .

Хромосомные аномалии обнаружены у 1 из 160 живых новорожденных человека.

Моносомия Х – может ли женщина с данной аномалией забеременеть и родить ребенка?

  • Этиология
  • Признаки и симптомы
  • Особенности половой системы
  • Способность к зачатию и беременности
  • Диагностика
  • Программа наблюдения
  • Лечение

В норме у человека в каждой клетке есть 23 пары хромосом – носителей генетической информации, из которых одна представляет собой комбинацию женской Х и мужской Y (у мужчин – 44 ХY), или двух женских половых хромосом (у женщин – 44 ХХ). Исключение составляют лишь половые клетки (яйцеклетки и сперматозоиды), где имеется 22 непарных аутосомы и одна из половых хромосом – X или Y соответственно. Моносомия – это состояние, когда отсутствует одна хромосома из какой-либо пары. Такое явление наблюдается только в соматических (не половых) клетках.

Если такая аномалия затрагивает половые хромосомы, развивается моносомия по Х хромосоме. При этом состоянии в обычных (соматических) клетках утрачена одна из этой пары. Таким образом, генотип можно записать как 44 Х0, а не 44 ХХ, как у здоровых женщин.

Аномалия сопровождается низкорослостью, характерным изменениям лица, головы и шеи, и может быть причиной патологии сердечно-сосудистой, эндокринной систем и почек. Такое заболевание носит название «синдром Шерешевского–Тернера», встречается оно только у женщин.

Синдром Шерешевского-Тернера встречается в 5 случаях на 10 000 родившихся девочек.

Этиология

Непосредственные причины возникновения моносомии Х неизвестны. Однако механизм возникновения последней изучен довольно хорошо.

Около половины случаев заболевания связаны с нерасхождением Х-хромосом при образовании половых клеток. Когда образуются яйцеклетки и сперматозоиды, хромосомный состав их клеток-предшественников (44 ХХ у женщин и 44 ХY у мужчин) расходится в разные половые клетки. При нарушении этого процесса у женщин в одну из яйцеклеток попадают обе Х-хромосомы (22 ХХ), а в другой они отсутствуют (22 00).

При оплодотворении яйцеклетки без хромосомы сперматозоидом может возникнуть 2 ситуации:

  1. Полученная зигота имеет набор 44 Х0, и тогда родится девочка с синдромом Шерешевского-Тернера.
  2. Зигота получает от отца Y-хромосому (получается набор 44 Y0), и она нежизнеспособна, так как Х-хромосома кодирует важнейшие для жизнедеятельности белки.

Таким образом, количество хромосом при моносомии Х в соматических клетках составляет 45, а не 46.

В других случаях при образовании половых клеток никаких нарушений нет, и яйцеклетки получают «нужный» набор 22 Х, а после оплодотворения образуются клетки 44 ХХ или 44 ХY. Однако на ранних стадиях развития плода часть клеток делится неправильно, с потерей одной из половых хромосом. Возникает феномен мозаицизма, когда часть клеток имеет Х-моносомию, а другая часть – нет. Это частичные моносомии.

Такой механизм развития больше характерен для исходно мужского пола эмбриона и потери Y – хромосомы (мозаицизм 45 Х / 46 ХY). Родившийся ребенок внешне может иметь различные нарушения в строении половых органов или признаки гермафродитизма, а иногда эти органы сформированы практически нормально по мужскому или женскому типу. Это зависит от того, какая доля клеток потеряла часть генетического материала, и от исходного пола зародыша. При таком генетическом варианте увеличивается вероятность возникновения злокачественной опухоли – гонадобластомы.

Иногда синдром Шерешевского-Тернера возникает, если вторая Х-хромосома есть, но она деформирована (например, кольцевидная), или сохранена только частично.

Известно, что риск рождения ребенка с моносомией не зависит от возраста матери. Патология встречается в 1% всех зачатий. Большинство таких эмбрионов погибают до рождения, возникает выкидыш или замершая беременность. До 28 недель беременности сохраняется лишь 1% плодов. Известно, что 10% выкидышей связано с моносомией Х у эмбриона.

Если девочка родилась жизнеспособной, она может иметь нормальную продолжительность жизни. Однако в 99% случаев у нее отмечается бесплодие. Чаще всего у таких пациентов обнаруживается явный или скрытый мозаичный вариант, при котором вероятность способности к беременности выше, чем при истинной моносомии.

Признаки и симптомы

Носитель моносомии Х хромосомы имеет внешние женские признаки и различные аномалии строения тела:

  • плоская и широкая грудь;
  • вертикальные кожные складки на шее;
  • низко расположенные ушные раковины и низкая граница роста волос на шее;
  • смещение челюсти назад;
  • повышенная подвижность суставов;
  • низкий рост (в пределах 140-147 см), короткие ноги, узкий таз;
  • плоскостопие, искривление конечностей;
  • нарушение лимфатического оттока, что вызывает отеки, возникающие на кистях и стопах сразу при рождении;
  • нарушение развития ногтей, ногтевые пластинки короткие, узкие, лежат в глубине ногтевого ложа;
  • короткие пальцы рук, деформация локтевых суставов;
  • сколиотическая деформация позвоночника;
  • «третье веко», опущение века, косоглазие, иногда близорукость или дальнозоркость.

Интеллект у пациенток не страдает, однако часто отмечается эмоциональная неустойчивость. Больные находятся в приподнятом настроении, для них характерна аккуратность в быту, внимание к хозяйственным мелочам, упрямство. В школе девочки учатся неплохо за счет усидчивости, но у них страдает концентрация внимания и логическое мышление. У многих больных возникают психологические проблемы, связанные с низким ростом и половым недоразвитием.

Часто страдает мочевыделительная система, формируются такие пороки развития:

  • аномалии строения чашечек и лоханок;
  • подковообразная почка;
  • повороты, смещения органа;
  • недоразвитие почки;
  • удвоение мочеточников и/или лоханок;
  • патология со стороны почечных вен и артерий.

У девочек дошкольного возраста часто возникают отиты, что приводит к развитию тугоухости. Прогрессирующее снижение слуха возникает у женщин старше 35 лет и вызвано поражением слухового нерва.

Наконец, у пациенток страдают все виды обмена веществ. У них нередко отмечаются:

  • ожирение;
  • аутоиммунный тиреоидит, гипотиреоз;
  • облысение, белые пятна на коже, большое число невусов (родимых пятен);
  • оволосение на предплечьях под действием андрогенов, вырабатываемых в надпочечниках;
  • целиакия;
  • нарушение толерантности к глюкозе, сахарный диабет;
  • гипертония.

Основная причина летальности у пациенток с Х-моносомией – расширение аорты с последующим ее разрывом.

Отмечается большое разнообразие внешних проявлений хромосомной патологии – от легко выраженных признаков до тяжелых аномалий развития.

Особенности половой системы

Нарушение формирования яичников начинается с 3-го месяца внутриутробного периода. Зародышевые клетки постепенно вытесняются соединительной тканью. При мозаичном варианте моносомии внешне нормальные яичники обнаруживаются у 18% женщин.

У пациенток имеются многочисленные нарушения со стороны репродуктивной системы, что вызывает у них первичное бесплодие:

  • рудиментарные (недоразвитые) яичники;
  • полное отсутствие половых желез (агенезия гонад);
  • недоразвитие матки и труб.

В результате происходит задержка полового развития, формируется инфантилизм, первичная аменорея, эстрогенная недостаточность.

Самопроизвольное появление вторичных половых признаков возникает у пятой части больных, хотя менструации начинаются лишь у 5% из них.

Первичное нарушение выработки эстрогенов в яичниках приводит к раннему развитию остеопороза с переломами в характерных местах (шейка плеча, бедра, лучевая кость, позвонки). Если у женщины формируется менструальный цикл, он обычно нерегулярный, рано наступает менопауза.

Способность к зачатию и беременности

При моносомии Х даже без лечения у трети пациенток имеется выраженное в той или иной степени половое развитие, а 5% из них способны зачать и выносить ребенка.

Хотя 95% пациенток считаются первично бесплодными, у половины из них в яичниках имеются фолликулы. В основном это встречается при мозаичных формах. Однако фолликулы, а значит, и яйцеклетки, есть у 25% пациенток с немозаичной (самой тяжелой) формой болезни. Поэтому у многих больных возможен забор корковой части яичников и криоконсервация (замораживание) яйцеклеток для лечения бесплодия в будущем.

Другой эффективный способ репродукции, который предлагает современная медицина пациенткам с синдромом Шерешевского-Тернера – донорская яйцеклетка. После переноса эмбриона в матку женщины частота наступления беременности составляет от 30 до 60%. При этом важно, чтобы использовался только один зародыш. Беременность двойней при моносомии Х опасна развитием преэклампсии и гестационного диабета.

Чтобы избежать тяжелых осложнений, перед планированием беременности обязательно проводится обследование у кардиолога.

Передается ли аномалия по наследству?

У женщин с синдромом Шерешевского-Тернера несколько увеличивается риск аномалий развития у их детей и вероятность передачи такого синдрома дочерям.

Разумеется, вынашивание ребенка возможно только при нормальном развитии матки и влагалища, что встречается далеко не у всех пациенток. При тяжелых пороках развития репродуктивной системы беременность невозможна.

Первым этапом распознавания моносомии Х является плановое УЗИ плода. В случае наличия патологии обнаруживаются такие изменения:

  • порок сердца (коарктация аорты, двустворчатый аортальный клапан);
  • водянка головного мозга плода;
  • кистозная гигрома;
  • аномалии почек;
  • утолщение затылочного изгиба;
  • брахицефалия;
  • внутриутробная задержка развития.

При обнаружении таких изменений необходимо исследование кариотипа (состава и количества хромосом). Для этого применяются амниоцентез и биопсия хориона, во время которых получают клетки плода. Ошибки диагностики при проведении кариотипирования практически исключены, особенно в случае типичной моносомии.

Вероятность рождения следующего ребенка с синдромом Шерешевского-Тернера такая же, как и в норме. Однако часто семьям, в которых родилась больная девочка, рекомендуется генетическая консультация. Требуется дифференциальная диагностика с синдромом Нунан.

При возможности назначается углубленное лабораторное генетическое исследование, позволяющее точно определить изменения Х-хромосомы и предсказать вероятные нарушения репродуктивной и других систем.

Программа наблюдения

Моносомия Х – неизлечимое заболевание, но его неблагоприятные последствия можно сгладить или предотвратить при регулярном наблюдении. Девочку наблюдают специалисты разного профиля:

  • педиатр;
  • нефролог;
  • кардиолог;
  • ЛОР-врач;
  • эндокринолог;
  • стоматолог и другие.

В возрасте 4-5 лет проводят оценку умений и знаний ребенка, определяют уровень ее психического и физического развития.

У школьниц необходимо ежегодно проверять уровень гормонов щитовидной железы (тироксин) и тиреотропного гормона, а также оценивать работу печени и почек. Каждый год проводится экспертиза для оценки интеллектуального развития и социальной адаптации. Каждые 3-5 лет необходимо сдавать анализ на антитела к трансглутаминазе для своевременного обнаружения целиакии. В это же время проводят и стоматологическую коррекцию.

Девушкам и взрослым женщинам необходимо ежегодно сдавать анализы для оценки работы щитовидной железы, печени, почек, уровня холестерина и сахара в крови.

Для оценки функции сердца проводится следующие обследования:

  • при впервые выявленном заболевании – осмотр кардиолога, ЭхоКГ, ЭКГ;
  • у детей старше 7 лет, способных лежать неподвижно, выполняют МРТ сердца.

Обследование повторяют каждые 5 лет. В эти же сроки необходимо исследование слуха.

Девочка до года должна быть осмотрена офтальмологом, до 4-х лет – ей выполняется УЗИ тазобедренных суставов для исключения дисплазии. Необходимо вовремя выявлять сколиоз, а после 18 лет начинать денситометрию для ранней диагностики остеопороза.

Лечение

Принципы диетического питания одинаковы для больных детей и взрослых. Низкий рост и недостаточность яичников являются факторами риска остеопороза. Поэтому необходимо принять меры по достаточному поступлению кальция (1-1,5 г) и витамина D (не менее 400 МЕ) с пищей.

Пациенты должны избегать ожирения – это увеличивает и без того высокий риск артериальной гипертензии и инсулинорезистентности (диабета). С учетом низкого роста таким женщинам требуется меньше калорий. Для профилактики ожирения и остеопороза важна физическая активность. После консультации кардиолога разрешены занятия физкультурой и даже спортом.

Терапия направлена на 2 основные цели:

  1. Стимуляция роста.
  2. Формирование вторичных половых признаков, становление регулярных менструаций.

Отставание в росте возникает в возрасте от 0 до 3 лет, а затем усиливается после 10 лет.

Для профилактики низкорослости ребенку в период до полового созревания назначают ежедневные инъекции гормона роста, введение прекращают, когда скорость прибавки длины тела снижается до 2 см в год. При полноценной терапии у половины больных удается достичь роста 150 см по сравнению со средним ростом 142 см без использования гормональной терапии. В некоторых случаях для ускорения процесса назначаются дополнительные введения анаболических стероидов.

Для имитирования нормального полового развития назначают женские стероидные гормоны: эстрогены в возрасте 12-15 лет, позднее добавляются прогестины. Многие врачи предпочитают назначать трансдермальные формы (пластыри) с содержанием эстрогенов, а не таблетки или инъекции гормонов. При необходимости могут быть назначены и средства с андрогенным эффектом.

По показаниям назначаются гормоны щитовидной железы (в случае гипотиреоза), средства, снижающие артериальное давление, витамины.

У таких больных повышен риск образования келоидных рубцов. Это необходимо учитывать при планировании косметологических вмешательств, часто показанных пациенткам. Грубые шрамы могут нивелировать положительные результаты пластической хирургии. В частности, они нередко остаются после оперативного удаления кожных складок на шее.

При патологии сердца, в частности, двустворчатом аортальном клапане, по назначению кардиолога перед любой стоматологической или хирургической процедурой женщина должна получать антибиотики для профилактики эндокардита.

Моносомия

Моносомия относится к генетическим аномалиям, для которых характерно изменение кариотипа. В норме у человека определяется 23 хромосомы, каждая из которых имеет гомологичную пару. Если одна из них лишается своей пары, то развивается моносомия. Заболевание протекает тяжело, часто приводит к внутриутробной гибели плода. В других случаях ребенок рождается живым, но при этом наследует тяжелые врожденные изменения, которые объединяют в синдромы, самыми распространенными из которых являются синдром Шерешевского-Тернера и кошачьего крика.

Синдром Шерешевского-Тернера

Является следствием моносомии по хромосоме Х. Больные дети часто рождаются недоношенными или имеют сниженную массу тела. Одним из классических признаков синдрома Шерешевского-Тернера, который можно заметить сразу после рождения, является выраженная кожная складка на шее. Среди других клинических проявлений отмечаются:

  • пороки сердца;
  • отечность верхних и нижних конечностей;
  • нарушение циркуляции лимфы;
  • задержка речевого и физического развития.

По мере взросления ребенка проявляются характерные черты строения тела. Рост обычно не превышает 150 см, крыловидные складки на шее сохраняются, ушные раковины могут деформироваться, верхняя челюсть недоразвита, грудная клетка широкая. Моносомия по хромосоме Х влияет на развитие органов половой системы. У женщин отмечается отсутствие фолликулов в яичниках, нарушение менструального цикла, недоразвитие молочных желез. У мужчин снижается уровень тестостерона, может отсутствовать одно или оба яичка либо отмечаться их недоразвитие.

Прогноз при синдроме Шерешевского-Тернера относительно благоприятный. При отсутствии тяжелых пороков развития и регулярном наблюдении у специалиста продолжительность жизни не сокращается.

Синдром кошачьего крика

Является примером частичной моносомии. В данном случае теряется не вся хромосома из одной пары, а только определенный участок — короткое плечо 5-й хромосомы. Заболевание получило свое название из-за специфического плача, который издают новорожденные дети. Он обусловлен недоразвитием гортани и ее хрящевых компонентов. Кроме того, выявляются и другие симптомы данного вида моносомии:

  • отклонение в умственном и физическом развитии;
  • изменение формы головы и черт лица (недоразвитая нижняя челюсть, специфический внешний вид глаз и ушных раковин);
  • недостаток массы тела;
  • врожденные пороки развития (микроцефалия, пороки сердца, мышц, внутренних органов).

Как и предыдущий вид моносомии, синдром кошачьего крика характеризуется благоприятным течением при условии, что отсутствуют тяжелые пороки, которые могут стать причиной летального исхода.

Причины моносомии

Моносомия может возникать на различных стадиях клеточного деления. Например, при синдроме Шерешевского-Тернера нарушается процесс расхождения Х-хромосом. В результате в одну яйцеклетку женщины попадает две Х-хромосомы, а во вторую ни одной. Во время процесса оплодотворения зигота получает набор Х0 и Y0,- вместо нормального ХХ или XY.

Причины появления моносомии не связаны с наследственными факторами. Нарушения возникают при воздействии неблагоприятных факторов. Оказывать влияние на половые клетки могут вредные привычки, радиация, некоторые лекарственные препараты, химические вещества, неблагоприятная экологическая обстановка, вредные условия труда и т. д.

Диагностика моносомии

Выявить заболевание можно еще на этапе внутриутробного развития. Для этого всем беременным женщинам проводится скрининговое УЗИ. Если специалист выявляет нарушения развития плода, то дополнительно назначается биопсия хориона, которая позволяет получить образец ткани и определить кариотип. Таким способом можно выявить не только моносомии, но и другие генетические нарушения.

Сделать кариотипирование вы можете в медико-генетическом центре «Геномед». Здесь современное точное оборудование и опытные специалисты. Такое сочетание позволяет получить достоверные результаты, необходимые для постановки диагноза.

Моносомия

Анеуплоиди́я (греч. an + eu + ploos + eidos — отрицательная приставка + вполне + кратный + вид) — наследственное изменение, при котором число хромосом в клетках не кратно основному набору. Может выражаться, например, в наличии добавочной хромосомы (n + 1, 2n + 1 и т. п.) или в нехватке какой-либо хромосомы (n — 1, 2n — 1 и т. п.). Анеуплоидия может возникнуть, если в анафазе I мейоза гомологичные хромосомы одной или нескольких пар не разойдутся. В этом случае оба члена пары направляются к одному и тому же полюсу клетки, и тогда мейоз приводит к образованию гамет, содержащих на одну или несколько хромосом больше или меньше, чем в норме. Это явление известно под названием нерасхождение. Когда гамета с недостающей или лишней хромосомой сливается с нормальной гаплоидной гаметой, образуется зигота с нечетным числом хромосом: вместо каких-либо двух гомологов в такой зиготе их может быть три или только один.

Зигота, в которой количество аутосом меньше нормального диплоидного, обычно не развивается, но зиготы с лишними хромосомами иногда способны к развитию. Однако из таких зигот в большинстве случаев развиваются особи с резко выраженными аномалиями.

Формы анеуплоидии

Моносомия

Моносомия — это наличие всего одной из пары гомологичных хромосом. Примером моносомии у человека является синдром Тернера, выражающийся в наличии всего одной половой (X) хромосомы. Генотип такого человека X0, пол — женский. У таких женщин отсутствуют обычные вторичные половые признаки, характерен низкий рост и сближенные соски. Встречаемость среди населения Западной Европы составляет 0,03 %. Подробнее читайте в статье синдром Шерешевского-Тернера.

В случае обширной делеции в какой-либо хромосоме иногда говорят о частичной моносомии, например синдром кошачьего крика.

Трисомия

Трисомия — это наличие трёх гомологичных хромосом вместо пары в норме.

Наиболее часто встречающейся у человека является трисомия по 16-й хромосоме (более одного процента случаев беременности). Однако следствием этой трисомии является спонтанный выкидыш в первом триместре.

Схематическое изображение кариотипа мужчины, страдающего синдромом Дауна. Нерасхождение хромосом G21 в одной из гамет привело к трисомии по этой хромосоме.

Среди новорождённых наиболее распространена трисомия по 21-й хромосоме, или синдром Дауна (2n + 1 = 47). Эта аномалия, названая так по имени врача, впервые описавшего её в 1866 г., вызывается нерасхождением хромосом 21. К числу её симптомов относятся задержка умственного развития, пониженная сопротивляемость болезням, врождённые сердечные аномалии, короткое коренастое туловище и толстая шея, а также характерные складки кожи над внутренними углами глаз, что создаёт сходство с представителями монголоидной расы.

Другие случаи нерасхождения аутосом:

  • Трисомия 18 (синдром Эдвардса)
  • Трисомия 13 (синдром Патау)
  • Трисомия 16 выкидыш
  • Трисомия 9
  • Трисомия 8 (синдром Варкани)

Синдром Дауна и сходные хромосомальные аномалии чаще встречаются у детей, рождённых немолодыми женщинами. Точная причина этого неизвестна, но, по-видимому, она как-то связана с возрастом яйцеклеток матери.

Случаи нерасхождения половых хромосом:

  • XXX (женщины внешне нормальны, плодовиты, но отмечается умственная отсталость)
  • XXY, Синдром Клайнфельтера (мужчины, обладающие некоторыми вторичными женскими половыми признаками; бесплодны; яичники развиты слабо, волос на лице мало, иногда развиваются молочные железы; обычно низкий уровень умственного развития)
  • XYY (мужчины высокого роста с различным уровнем умственного развития;)

Тетрасомия и пентасомия

Тетрасомия (4 гомологичные хромосомы вместо пары в диплоидном наборе) и пентасомия (5 вместо 2-х) встречаются чрезвычайно редко. Примерами тетрасомии и пентасомии у человека могут служить кариотипы XXXX, XXYY, XXXY, XYYY, XXXXX, XXXXY, XXXYY, XYYYY и XXYYY.

См. также

  • Полиплоидия
  • Хромосомные аберрации

Гетероплоидия, или анеуплоидия

Возникает вследствие изменения числа хромосом, не кратного гаплоидному набору. В результате не расхождение хромосом при гаметогенезе могут возникать половые клетки с лишними хромосомами, и тогда при последующем слиянии с нормальными гаплоидными гаметами они образуют зиготы 2n + 1, или трисомики, по определенной хромосоме. Если в гамете оказалось меньше на одну хромосому, то последующее оплодотворение приведет к образованию зиготы 2n – 1, или моносомика, по какой-либо из хромосом. Полисомия и моносомия могут иметь самостоятельное фенотипическое проявление вследствие изменения соотношений доз некоторых генов или нарушения генного баланса. Так, А. Брексли и Дж. Беллинг в 20-х годах показали, что создание трисомиков по каждой из 12 хромосом дурмана (Datura stramonium) приводит к появлению характерного, отличного от других типа растения. В частности, это выражалось в специфическом изменении формы семенной коробочки.

Часто, особенно у животных и человека, лишняя хромосома обусловливает депрессию развития и летальность. (например: лишняя Х-хромосома или 21-я хромосома у человека обусловливает тяжелые аномалии).

Расщепление по генам, локализованным в лишней хромосоме, подчиняется законам расщепления полиплоидов с учетом явления двойной редукции. В этом случае при скрещивании трисомика и нормального диплоида анализ ведется, как и при скрещивании триплоида и диплоида.

Гетероплоидия сопровождается значительными фенотипическими изменениями. У людей при этом обнаруживаются множественные дефекты физического и умственного развития. Описана гетероплоидия у растений (пшеница, табак, кукуруза) и некоторых домашних животных. Она используется для изучения групп сцепления, маркирования хромосом и для селекционных целей (вводя в геном реципиента определенные хромосомы, можно направленно изменять признаки и свойства растений).

У гетероплоидов также нарушен гаметогенез, но вместе с тем у них могут образовываться нормальные гаплоидные половые клетки.

Геномные мутации- это мутации, которые приводят к добавлению либо утрате одной, нескольких или полного гаплоидного набора хромосом. Разные виды геномных мутаций называют гетероплоидией и полиплоидией.

В зависимости от происхождения хромосомных наборов среди полиплоидов различают аллополиплоидов, у которых имеются наборы хромосом, полученные при гибридизации от разных видов, и аутополиплоидов, у которых происходит увеличение числа наборов хромосом собственного генома, кратное n.

Геномные мутации связаны с изменением числа хромосом. Например, у растений довольно часто обнаруживается явление полиплоидии — кратного изменения числа хромосом. У полиплоидных организмов гаплоидный набор хромосом n в клетках повторяется не 2, как у диплоидов, а значительно большее число раз (3n, 4п, 5п и до 12n). Полиплоидия — следствие нарушения хода митоза или мейоза: при разрушении веретена деления удвоившиеся хромосомы не расходятся, а остаются внутри неразделившейся клетки. В результате возникают гаметы с числом хромосом 2n. При слиянии такой гаметы с нормальной (n) потомок будет иметь тройной набор хромосом. Если геномная мутация происходит не в половых, а в соматических клетках, то в организме возникают клоны (линии) полиплоидных клеток. Нередко темпы деления этих клеток опережают темпы деления нормальных диплоидных клеток (2n). В этом случае быстро делящаяся линия полиплоидных клеток образует злокачественную опухоль. Если она не будет удалена или разрушена, то за счет быстрого деления полиплоидные клетки вытеснят нормальные. Так развиваются многие формы рака. Разрушение митотического веретена может быть вызвано радиацией, действием ряда химических веществ — мутагенов

Геномные мутации в животном и растительном мире многообразны, но у человека обнаружены только 3 типа геномных мутаций: тетраплоидия , триплоидия и анеуплоидия . При этом из всех вариантов анеуплоидий встречаются только трисомии по аутосомам , полисомии по половым хромосомам (три-, тетра- и пентасомии), а из моносомий встречаются только моносомия-Х.

Геномные мутации – изменение количества хромосом. Причины – нарушения при расхождении хромосом.
Полиплоидия – кратные изменения (в несколько раз, например, 12 → 24). У животных не встречается, у растений приводит к увеличению размера.
Анеуплоидия – изменения на одну-две хромосомы. Например, одна лишняя двадцать первая хромосома приводит к синдрому Дауна (при этом общее количество хромосом – 47).

Геномные мутации характеризуются изменением числа хро­мосом, которые могут быть некратными или кратными.

Некратное изменение числа хромосом в диплоидном наборе называется гетероплоидией, или анэуплоидией. Это может сопро­вождаться отсутствием одной из хромосом — моносомия по данной паре хромосом или всей пары гомологичных хромосом — нуллисомия. Наличие одной или нескольких лишних хромосом называется полисемией, которую, в свою очередь, подразделяют на трисомию, если одна хромосома лишняя, тетрасомию — при наличии двух лишних хромосом и т. д. Название в данном случае определяется количеством гомологичных хромосом, например, если к двум име­ющимся добавляется одна лишняя, то это трисомия, если лишних две, то всего таких гомологичных хромосом четыре и нарушение называется тетрасомией и т. д. Все эти изменения отражаются и на фенотипе, так как сопровождаются либо недостатком, либо, соот­ветственно, избытком генов. Причиной возникновения гетероплоидии является нарушение расхождения хромосом в процессе мейоза. Если гомологичные хромосомы или хроматиды не разошлись, то в одну из гамет попадут сразу две хромосомы, а в другую ни одной. Соответственно, при участии таких гамет в оплодотворении образу­ется зигота с измененным числом хромосом. Явление гетероплоидии впервые было обнаружено К. Бриджесом в опытах по изуче­нию наследования сцепленных с полом признаков у дрозофилы.

Гетероплоидия возможна как у аутосом, так и у половых хромо­сом. Очень часто она сопровождается серьезными заболеваниями и даже может служить причиной летального исхода. В частности, моносомия (отсутствие одной из гомологичных хромосом) у споро­фитов растений обычно летальна. У дрозофил моносомия по четвер­той хромосоме приводит к появлению более мелких и менее фер-тильных мух. Однако моносомия по второй или третьей хромосо­мам у тех же мух вызывает летальный исход, что указывает на неравноценность расположенных в этих хромосомах генов. Воздей­ствие полисомии на споры растений неодинаково. Так, в микроспо­рах гаметофит не развивается, а в мегаспорах лишняя хромосома не оказывает влияния на развитие женского гаметофита.

Неправильное расхождение хромосом возможно не только в процессе мейоза, но также и митоза. Дальнейшее деле­ние таких клеток приводит к увеличению их числа. Результатом этого будет многоклеточный организм, часть клеток которого будет иметь измененное число хромосом и проявлять различные свой­ства. Нахождение в организме клеток одного типа с различными свойствами называется мозаицизмом. Относительная доля изме­ненных клеток зависит от того, на какой стадии дробления про­изошло неправильное расхождение хромосом — чем это произошло раньше, тем больше будет измененных клеток в развивающемся организме. Тогда, как в случаях нарушения расхождения хромо­сом при мейозе, образуются гаметы, последующее участие которых в оплодотворении приведет к образованию организма, все клетки которого будут изме­нены.

Для справки:

Генные мутации – изменение строения одного гена. Это изменение в последовательности нуклеотидов: выпадение, вставка, замена и т.п. Например, замена А на Т. Причины – нарушения при удвоении (репликации) ДНК. Примеры: серповидноклеточная анемия, фенилкетонурия.

Хромосомные мутации – изменение строения хромосом: выпадение участка, удвоение участка, поворот участка на 180 градусов, перенос участка на другую (негомологичную) хромосому и т.п. Причины – нарушения при кроссинговере. Пример: синдром кошачьего крика.

Анеуплоидия
МКБ-10 Q90.90.-Q98.98.
МКБ-9 758758
MeSH D000782 D000782

Анеуплоиди́я (др.-греч. ἀν- — отрицательная приставка + εὖ — полностью + πλόος — кратный + εἶδος — вид) — изменение кариотипа, при котором число хромосом в клетках не кратно гаплоидному набору (n). Отсутствие в хромосомном наборе диплоидного организма одной хромосомы называется моносомией (2n-1); отсутствие двух гомологичных хромосом — нуллисомией (2n-2); наличие дополнительной хромосомы называется трисомией (2n+1) . Анеуплоидия возникает в результате нарушения сегрегации хромосом в митозе или мейозе. Анеуплоидия вызывает у человека некоторые наследственные синдромы. Анеуплоидия по аутосомам нарушает нормальное эмбриональное развитие и является одной из основных причин спонтанных абортов:1. Анеуплоидия характерна для опухолевых клеток, особенно для клеток сóлидных опухолей. Патологический фенотип при анеуплоидии формируется из-за нарушения дозового баланса генов, при моносомии дополнительный негативный вклад оказывает гемизиготное состояние генов моносомной хромосомы :1.

Врождённая анеуплоидия может возникнуть, если в анафазе I мейоза гомологичные хромосомы одной или нескольких пар не разойдутся. В этом случае оба члена пары направляются к одному и тому же полюсу клетки, и тогда мейоз приводит к образованию гамет, содержащих на одну или несколько хромосом больше или меньше, чем в норме. Это явление известно под названием нерасхождение. Когда гамета с недостающей или лишней хромосомой сливается с нормальной гаплоидной гаметой, образуется зигота с нечетным числом хромосом: вместо каких-либо двух гомологов в такой зиготе их может быть три или только один.

Зигота, в которой количество аутосом меньше нормального диплоидного, обычно не развивается, но зиготы с лишними хромосомами иногда способны к развитию. Однако из таких зигот в большинстве случаев развиваются особи с резко выраженными аномалиями.

Схематическое изображение кариотипа мужчины, страдающего синдромом Дауна. Нерасхождение хромосом 21 в мейозе привело к трисомии по этой хромосоме.Детекция трисомии по хромосоме 7 и 19 в культивируемых in vitro нейральных клетках-предшественниках при помощи дифференциального G-окрашивания и FISH-метода

По типу вовлечённых хромосом выделяют анеуплоидию половых хромосом и аутосомную анеуплоидию. Анеуплоидия по половым хромосомам характеризуется значительно более мягкими фенотипическими проявлениями, чем анеуплоидия по аутосомам, так как в отношении Х-хромосомы работает механизм дозовой компенсации, а Y-хромосома несёт малое количество генов и добавочная Y-хромосома незначительно нарушает дозовый баланс.

По числу вовлечённых хромосом анеуплоидию классифицируют как нуллисомию при отсутствии пары гомологичных хромосом, моносомию при отсутствии одной из пары гомологичных хромосом, трисомию при наличии добавочной хромосомы. Для половых хромосом у человека описаны случаи тетрасомии (48XXXX, 48XXYY, 48XXXY, 48XYYY) и пентасомии (49XXXXX, 49XXXXY, 49XXXYY, 49XYYYY, 49XXYYY).

Последствия моносомии являются, как правило, более тяжёлыми по сравнению с трисомией. В случае моносомии негативный эффект анеуплоидии обусловлен не только нарушенным дозовым балансом, но и гемизиготным состоянием генов, находящихся на хромосоме, не имеющей пары. Моносомии по аутосомам у человека являются эмбрионально летальными. Моносомия по Х-хромосоме у женщин приводит к синдрому Шерешевского-Тернера.

В случае обширной делеции в какой-либо хромосоме иногда говорят о частичной моносомии. Примером может служить синдром кошачьего крика, причиной которого является утрата части короткого плеча хромосомы 5.

Трисомия — это наличие трёх гомологичных хромосом вместо пары в норме. Причиной подавляющего большинства трисомий у человека являются ошибки расхождения хромосом при оогенезе, причём наибольший вклад дают ошибки в мейозе I по сравнению со вторым мейотическим делением. Вероятность трисомий у потомства повышается с возрастом матери:2.

Наиболее часто встречающейся у человека является трисомия по 16-й хромосоме (более одного процента случаев беременности), следствием этой трисомии является спонтанный выкидыш в первом триместре беременности.

Единственной жизнеспособной трисомией по аутосоме у человека является трисомия по хромосоме 21, вызывающая синдром Дауна. Трисомики по хромосомам 13 (синдром Патау) и 18 (синдром Эдвардса) могут дожить до рождения, но характеризуются значительными нарушениями развития и ранней постнатальной смертностью. Трисомии по другим аутосомам приводят к ранней эмбриональной летальности. Характерно, что хромосомы 13, 18 и 21 являются хромосомами, занимающие три последних места по числу генов среди аутосом:2.

Частота новорождённых с трисомией по 21 хромосоме в европейских странах в 1990—2009 годах составляло 11.2 случаев на 10 000 новорождённых, по 18 хромосоме — 1.04 случаев на 10 000, по 13 хромосоме — 0.48 случая на 10 000.

Анеуплоидии половых хромосом

  • 45X, синдром Шерешевского-Тернера
  • 47XXX (женщины без фенотипических особенностей, у 75 % наблюдается умственная отсталость различной степени, алалия. Нередко недостаточное развитие фолликулов в яичниках, преждевременное бесплодие и ранний климакс (необходимо наблюдение эндокринолога). Носительницы ХХХ плодовиты, хотя риск спонтанных абортов и хромосомных нарушений у потомства у них несколько повышен по сравнению со средними показателями; частота проявления 1:700)
  • 47XXY, Синдром Клайнфельтера (мужчины, обладающие некоторыми вторичными женскими половыми признаками; бесплодны; яички развиты слабо, волос на лице мало, иногда развиваются молочные железы; обычно низкий уровень умственного развития)
  • 47XYY (мужчины высокого роста с различным уровнем умственного развития;)

Примерами тетрасомии и пентасомии у человека могут служить кариотипы 48XXXX, 48XXYY, 48XXXY, 48XYYY, 49XXXXX, 49XXXXY, 49XXXYY, 49XYYYY и 49XXYYY. Такие случаи встречаются чрезвычайно редко с частотой 1:18 000—1:100 000. Как правило, с нарастанием количества «лишних» хромосом увеличивается тяжесть и выраженность клинических симптомов.

  • Полиплоидия
  • Хромосомные аберрации
  • Хромосомные болезни

Примечания

Гетероплоидия

Изменение числа хромосом, некратное гаплоидному числу, называют гетероплоидией, анеуплоидией, или полисомией.

Впервые это явление было обнаружено К. Бриджесом чисто генетическими методами при изучении у дрозофилы наследования признаков, сцепленных с полом. Мы приводили примеры расхождения половых хромосом у самки дрозофилы. При оплодотворении яйцеклеток XX и 0 спермиями, несущими X- или Y-хромосому, образуются самки XXX, XXY и самцы Х0 с нормальным диплоидным набором аутосом. Эти генетические опыты были затем подтверждены цитологически. Действительно, в соматических клетках самок XXX была обнаружена лишняя, третья, Х-хромосома, а у самок XXY — лишняя Y-хромосома, у самцов Х0 недоставало Y-хромосомы.

Возникновение клеток с измененным числом отдельных хромосом объясняется тем, что в митозе происходят нарушения в расхождении некоторых пар хромосом. Эти нарушения возможны соматических и в половых клетках. Поэтому гетероплоидия может быть как митотической, так и мейотической. Но наиболее вероятно нерасхождение гомологичных хромосом в мейозе, когда происходит конъюгация хромосом и образование бивалентов. Бивалент целиком может отойти в одну клетку, и тогда в другой клетке этой пары гомологичных хромосом не будет.

Если гамета, имевшая дополнительную хромосому, сочетается с нормальной, гаплоидной, то зигота оказывается с одной лишней хромосомой; число хромосом в диплоидном наборе будет равно (2n + 1). При сочетании гаметы, утратившей одну хромосому, с нормальной, т. е. гаплоидной, гаметой образуется зигота с неполным диплоидным числом, с нехваткой одной хромосомы (2n — 1). Во втором случае одна хромосома не будет иметь своего партнера, тогда как в первом к одной из пар гомологичных хромосом прибавится еще одна гомологичная хромосома.

Организм с набором хромосом 2n + 1 называется трисомиком, а 2n — 1 — моносомиком. В некоторых редких случаях одна и та же пара хромосом может иметь дополнительно не одну хромосому, а две (2n + 2) — тетрасомик, три (2n + 3) — пентасомик и т. д. Уменьшение или увеличение может наблюдаться по любой паре хромосом в пределах диплоидного набора в соматической клетке. Если добавление по одной хромосоме имеет место одновременно в двух парах хромосом, то соответственно пишут: 2n + 1 + 1, в трех: 2n + 1 + 1 + 1. В отдельных случаях (только у полиплоидов) можно получить формы с потерей одной пары гомологичных хромосом (2n — 2). Такие формы называют нуллисомиками. Теоретически при гетероплоидии прибавка или уменьшение хромосом не могут равняться гаплоидному числу, так как иначе произойдет или кратное увеличение и образуется триплоид, или уменьшение на целый набор и образуется гаплоид.

С помощью гетероплоидии впервые удалось наметить пути изучения наследственного значения отдельных хромосом в генотипе. Потеря или прибавка одной хромосомы из пары или целой пары хромосом вызывает определенное изменение в фенотипе. Это и понятно, так как каждая пара хромосом несет определенные гены, соответствующие определенной группе сцепления. Как правило, организмы с нехваткой по отдельным хромосомам, что нарушает генный баланс в геномах, оказываются мало жизнеспособными.

У дрозофилы были обнаружены организмы с недостачей одной из аутосом, так называемые гапло-IV (моносомики 2n — 1), у которых IV маленькая хромосома присутствует в единственном числе. Поэтому рецессивные гены этой хромосомы в результате отсутствия соответствующих доминантных аллелей могут проявляться в диплоидном организме. Отсутствие этой хромосомы сказывается в уменьшении размеров мухи, снижении ее плодовитости и изменении ряда морфологических признаков: крыльев, щетинок, глаз и др. Прибавка IV хромосомы, что приводит к образованию трипло-IV (трисомиков 2n + 1), также вызывает изменение ряда признаков.

Если потеря одной IV хромосомы не приводит к гибели дрозофилы, то недостача одной из длинных хромосом II или III пары является летальной. Это указывает на генетическую неравноценность отдельных хромосом.

Наиболее ярко явление гетероплоидии было доказано в исследованиях А. Блексли и Д. Беллинга на дурмане (Datura stratnonium), имеющем 2n = 24. Ими установлено, что прибавка по одной хромосоме к каждой из 12 пар вызывает изменение определенных признаков органов растения, например у коробочки может произойти уменьшение либо размера, либо строения, либо одновременно изменение ряда признаков.

Семенные коробочки у различных типов трисомиков Datura stramonium

Гетероплоиды получены у пшеницы, кукурузы, табака, хлопчатника и других растений.

У пшеницы (Triticum aestivum, 2n = 42) получен ряд нуллисомиков, у которых отсутствует какая-либо пара гомологических хромосом.

Колосья 21 нуллисомика пшеницы Triticum aestivum сорта Chinese Spring. Изменения вызваны отсутствием одной пары гомологичных хромосом

Отсутствие пары гомологичных хромосом вызывает изменение строения колоса по сравнению с исходной формой. При этом следует отметить, что в случае с нуллисомиками отсутствие какой-либо определенной пары хромосом обычно вызывает изменение определенного характера.

В настоящее время исследование анеуплоидии приобретает важное значение в связи с тем, что путем замены отдельных хромосом в наборе можно как бы «взвешивать» наследственное значение и происхождение каждой из них. Выяснив генетическое содержание каждой хромосомы в отношении определенных генов, в будущем можно будет экспериментально составлять генотипы из известных хромосом. Этим методом уже теперь удается у зерновых (рожь, пшеница) заменять хромосомы одного растения хромосомами другого, например — «пшеничные» «ржаными».

Изучение гетероплоидии представляет большой интерес для понимания эволюции основного набора хромосом. При полисомии (2n + 1 или 2n — 1) увеличивается или уменьшается число отдельных гомологичных хромосом в диплоидном наборе при сохранении числа групп сцепления. В процессе эволюции идет изменение числа групп сцепления, что соответствует преобразованию основного Числа хромосом. Как известно, группа сцепления может сохраняться в ряду клеточных делений только при условии, если определяющие ее гомологичные хромосомы имеют центромеры. Для изменения числа групп сцепления (и основного числа в кариотипе) необходимы приобретение или утрата центромеры. Одновременно с этим известно, что несбалансированные генотипы, особенно животных организмов, т. е. генотипы, претерпевшие значительную потерю или прибавку генетического материала, оказываются нежизнеспособными. Поэтому экспериментальное изменение групп сцепления возможно лишь при незначительном изменении наследственного материала.

Для объяснения эволюции групп сцепления М. С. Навашин в 1932 г. предложил так называемую дислокационную гипотезу. Смысл этой гипотезы заключается в том, что центромеры заново не появляются, а группировка генного материала и изменение Основного числа хромосом могут происходить на основе гетероплоидии и транслокаций. Эта гипотеза получила экспериментальное подтверждение в опытах Н. П. Дубинина на дрозофиле и П. К. Шкварникова — на скерде.

В 1938 г. Г. Д. Карпеченко на ячмене, а ряд исследователей на других растениях показали принципиальную возможность поперечного разделения центромер. Изучение этого явления открывает путь экспериментального получения новых групп сцепления, который, вероятно, вполне возможен в природных условиях.

Итак, механизм эволюции основного числа связан с гетероплоидией, которая возникает при хромосомных перестройках типа транслокации, в случае поперечного разделения центромер и в результате нарушения нормальной конъюгации хромосом и образования унивалентов, что может наблюдаться при отдаленной гибридизации. Гетероплоидия играет огромную роль в эволюции самого генотипа и имеет большое значение для изучения происхождения культурных растений. Однако эти вопросы нуждаются в дальнейшей усиленной разработке.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.