Ciała Barra z dodatkowym segmentem jądra. Mapa techniczna lekcji praktycznej „Genetyka płci u ludzi

Często w ginekologii i andrologii dziecięcej konieczne staje się przeprowadzenie badania genetycznego pacjentki. Ta metoda pozwala bardziej wiarygodnie ustalić przyczyny powstałej choroby, wybrać niezbędny przebieg leczenia i określić rokowanie w rozwoju choroby.

Chromatyna płciowa jest ważnym wskaźnikiem prawidłowego rozwoju płciowego na poziomie komórkowym. Jego diagnoza jest konieczna, gdy rozmawiamy o anomaliach w budowie zewnętrznych narządów płciowych. Badanie jest również prowadzone w wykrywaniu chorób spowodowanych patologiami chromosomowymi oraz w obecności oznak upośledzonego rozwoju płciowego. Przyczyną tego może być brak miesiączki u dziewcząt i niedorozwój jajników lub osłabienie ich funkcji u chłopców.

Chromatyna płciowa została po raz pierwszy odkryta przez naukowca J. Bara w 1949 roku. Podczas badania kota zauważył tworzenie się chromatyny na obwodzie jądra. Następnie ta ważna cecha żeńskich komórek somatycznych została ujawniona u większości przedstawicieli rzędu ssaków. W komórkach mężczyzny takich ciał nie znaleziono. Ciało Barra jest składnikiem wszystkich kobiet. A w niektórych przypadkach ma osobliwe wyrostki („podudzia”). Komórki somatyczne są integralnymi częściami Ludzkie ciało. Należą do nich wszystkie komórki ciała, z wyjątkiem gamet. To odkrycie pozwoliło nam poszerzyć naszą wiedzę na temat metod określania płci u ludzi i ssaków.

Obecność ciał Barra w ciele kobiety tłumaczy się obecnością dwóch chromosomów X w komórkach somatycznych. I tylko jeden z nich jest aktywny. Dlatego w komórkach żeńskich zawsze znajduje się ciało Barra. Teoria ta pozwoliła później zidentyfikować anomalie w rozwoju organizmu. Tak więc komórka z trzema chromosomami będzie miała dwa ciała, z czterema - trzema i tak dalej. Diagnozę nieprawidłowego rozwoju komórek można zastosować zarówno u mężczyzn, jak iu kobiet. Od 1953 to odkrycie został aktywnie wykorzystany do określenia dokładnych zaburzeń rozwojowych.

Chromatyna płciowa, czyli ciało Barra, wygląda jak ciemna masa o zaokrąglonym, trójkątnym lub pręcikowym kształcie, która znajduje się w pobliżu wewnętrznej powierzchni błony jądrowej. To nieaktywny chromosom X, którego średnica nie przekracza 1 mikrona. Wykrycie ciałek Barra w 10-12% badanych komórek wskazuje na dodatni wynik chromatyny płciowej. Materiałem do badań jest zwykle nabłonek błony śluzowej policzka (powierzchnia wewnętrzna), pochwy, mieszki włosowe, a jeśli wskaźnik nie przekracza 5%, wskazuje to na ujemną chromatynę płciową.

Chromatyna płciowa powoduje różnice w jądrach międzyfazowych u mężczyzn i kobiet. Wiąże się to z cechami funkcjonowania i ich strukturą. Istnieją dwa typy ciałek Barra: Y i X. Pierwszy wariant jest składnikiem strukturalnym chromosomu Y i występuje głównie u mężczyzn. Do tych celów stosuje się fluorochrom z wykorzystaniem światła ultrafioletowego. X-chromatyna (ciało Barra) jest inaktywowanym chromosomem X. Jej dezaktywacja następuje już w pierwszych tygodniach rozwoju wewnątrzmacicznego i długo utrzymuje się podczas podziału mitotycznego.

Należy zauważyć, że chromatyna płciowa jest strukturą dynamiczną. Może się różnić w zależności od ogólnego stanu organizmu i metabolizmu komórkowego. Z tego powodu nie zaleca się przeprowadzania badania podczas stosowania leków hormonalnych, w pierwszych dniach po urodzeniu, po zażyciu antybiotyków i innych leków.

Dziś, dzięki obecności chromatyny płciowej, lekarze określają płeć genetyczną nienarodzonego dziecka, diagnozują różne kliniczne postaci dysgenezji gonad i hermafrodytyzmu. Analizy do wykrywania tego składnika są szeroko stosowane w praktyce kryminalistycznej.

W 1949 roku M. Barr i C. Bertram znaleźli małe ciała o wielkości 0,8–1,1 μm w jądrach neuronów kota, zwane ciałami Barra. Okazało się, że ciała Barra są obecne w jądrach międzyfazowych komórek somatycznych samic ssaków, a nie występują u samców.

Podobne struktury znaleziono w jądrach leukocytów wielojądrzastych w postaci „podudzia” (podudzia). Następnie stwierdzono, że ciała te są skondensowanym chromosomem X, który ulega inaktywacji nawet we wczesnej embriogenezie.U ludzi istnieje bezpośredni związek między liczbą ciałek chromatyny płciowej a liczbą chromosomów płciowych: liczba ciałek chromatyny płciowej jest o jeden mniej niż liczba chromosomów X. U zdrowej kobiety jeden organizm chromatyny płciowej można znaleźć w komórkach somatycznych, dla niej jest to norma, dla mężczyzny to anomalia. Dopiero na podstawie tej analizy lekarz może podejrzewać zespół Klinefeltera. Jeżeli kobieta nie posiada jąder z chromatyną płciową należy założyć kariotyp z XO, a jeżeli jest 2, 3 lub więcej ciał, to możliwe są kariotypy z chromosomami XXX, XXXX, XXXXX. W leukocytach wielojądrzastych krwi kobiet znajduje się 1-6% "podudzia", ​​u mężczyzn normalnie nie występuje. Oznaczenie HRP chromatyny płciowej służy do celów diagnostycznych zaburzeń chromosomów płci X.

Wartość diagnostyczna chromotypu płci Ze względu na dostępność i prostotę metody oznaczanie chromatyny płci znalazło szerokie zastosowanie w badaniu pacjentów z zaburzeniami chromosomów płci, określaniu płci płodu w diagnostyce prenatalnej chorób związanych z płcią, w medycynie sądowej w celu określenia płeć plam krwi lub części zwłok, w onkologii w celu wyznaczenia celowanej terapii hormonalnej, w transplantacji narządów i tkanek jako rodzaj markera płci dawcy i biorcy.

Metoda dermatoglificzna. Metoda ma na celu zbadanie odciążenia skóry palców, dłoni i podeszew stóp. W tych częściach ciała występują wypustki naskórkowe - herby które tworzą złożone wzory. Każda osoba ma swój własny wzór wzorów skóry, co umożliwia zastosowanie metody identyfikacji osoby w kryminalistyce.

Wzory skóry badane są w różnych kierunkach: odciski palców – opuszki palców, palmoskopia – dłonie i plantoskopia – podeszwy stóp. Linie brodawkowate na opuszkach palców tworzą trzy rodzaje: łuk, pętla, zawijanie. Ilościowym wskaźnikiem dermatoglifów jest liczba grzbietów. Wzór łuku występuje z częstotliwością 6%, wzór pętli wynosi około 60%, a wzór spirali zajmuje średnią pozycję 34%.

Trzy promienie palców znajdują się u podstawy palców. (a, b, c, d). W pobliżu zagięcia bransoletki oddzielającej dłoń od przedramienia znajduje się główny trójpromień (T), kąt utworzony na skrzyżowaniu linii cd, zwykle nieprzekraczająca 57 o. Ustalono, że w przypadku nieprawidłowości chromosomalnych kąt atd to: z zespołem Downa 81 0 , Patau 108 0 , zespołem Shereshevsky'ego-Turnera 66 0 , zespołem Klinefeltera 42 0 . Metoda może być stosowana w genetyce klinicznej jako dodatkowa metoda przewidywania manifestacji chorób z dziedziczną predyspozycją

metody biochemiczne. Ta duża grupa metod służy do diagnozowania chorób metabolicznych, których przyczyną są zmiany aktywności enzymów, a przyczyną tych zmian są mutacje genów. Metody biochemiczne opierają się na oznaczeniu albo pierwotnego produktu aktywności zmutowanego genu - zmutowanego białka, albo oznaczeniu pośrednich produktów przemiany materii powstających pod wpływem wadliwych enzymów. Metody te są czasochłonne w realizacji i nie mogą być wykorzystywane do badań masowych.

V ostatnie lata wiele krajów opracowało specjalne programy zwane programami badań przesiewowych. Do ich realizacji stosuje się najprostsze i najbardziej dostępne ekspresowe metody diagnostyczne. Metoda statystyczna populacji. Metoda ma na celu zbadanie dystrybucji poszczególnych genów w populacjach ludzkich, w przeciwnym razie badanie genogeografii chorób dziedzicznych Na podstawie zgromadzonych danych w tym zakresie rozróżnia się grupy genów kategorii koncentracji genów: geny o uniwersalnej dystrybucji , do których zalicza się większość znanych (fenyloketonurię, ślepotę barw, różne postacie demencji), geny o lokalnym rozmieszczeniu (niedokrwistość sierpowatokrwinkowa, wrodzone zwichnięcie stawu biodrowego). Populacyjna metoda statystyczna umożliwia obliczenie struktury genetycznej populacji na podstawie częstości występowania genów i nosicieli genotypów w różnych grupach populacyjnych. Do tych celów stosuje się równanie Hardy'ego-Weinberga. Metoda genetyki komórek somatycznych. Hybrydyzacja komórek somatycznych to metoda fuzji dwóch różnych typów komórek uzyskanych od różnych ludzi, a także komórek ludzkich z komórkami myszy, świnek morskich, chomików chińskich, małp i innych organizmów. Kiedy takie komórki łączą się, powstaje heterokarion - komórka hybrydowa zawierająca oba typy jąder w jednej cytoplazmie. Po podziale mitotycznym z dwujądrowych heterokarionów powstają komórki jednojądrzaste. Tworzą synkarion, komórkę hybrydową z chromosomami obu komórek rodzicielskich. Na przykład, komórki hybrydowe człowieka i myszy mają 43 pary chromosomów, 23 pary od ludzi i 20 par od myszy. Wraz z dalszą reprodukcją następuje stopniowy zanik chromosomów jednego gatunku. Ta metoda pozwala budować mapy genetyczne x ludzki romosom.

• Ciało Barra (chromatyna X-sex) jest nieaktywnym chromosomem X złożonym w gęstą (heterochromatyczną) strukturę, obserwowaną w jądrach interfazowych komórek somatycznych samic ssaków łożyskowych, w tym ludzi. Dobrze plami się podstawowymi barwnikami.

  Dowolny z dwóch chromosomów X w genomie może zostać dezaktywowany na początku rozwoju embrionalnego, wybór dokonywany jest losowo. Wyjątkiem u myszy są komórki błon zarodkowych, również utworzone z tkanki zarodka, w których inaktywowany jest tylko ojcowski chromosom X.

  Tak więc u samicy ssaka, heterozygotycznej pod względem jakiejkolwiek cechy określonej przez gen chromosomu X, różne allele tego genu działają w różnych komórkach (mozaicyzm). Klasycznym widocznym przykładem takiego mozaicyzmu jest ubarwienie kotów szylkretowych – w połowie komórek aktywny jest chromosom X z „czerwonym”, a w drugiej połowie – z „czarnym” allelem genu biorącego udział w tworzeniu melanina. Koty szylkretowe są niezwykle rzadkie i mają dwa chromosomy X (aneuploidia).

  U ludzi i zwierząt z aneuploidią, posiadających 3 lub więcej chromosomów X w genomie (patrz na przykład zespół Klinefeltera), liczba ciał Barra w jądrze komórki somatycznej jest o jeden mniejsza niż liczba chromosomów X.

Powiązane koncepcje

Rearanżacje chromosomowe (mutacje chromosomowe lub aberracje chromosomowe) to rodzaj mutacji, które zmieniają strukturę chromosomów. Klasyfikowane są następujące typy rearanżacji chromosomowych: delecje (utrata odcinka chromosomu), inwersje (zmiana kolejności genów odcinka chromosomu na odwrócenie), duplikacje (powtórzenie odcinka chromosomu), translokacje (przeniesienie chromosomu przekrój do drugiego), a także chromosomy dicentryczne i pierścieniowe. Znane są również izochromosomy mające dwa identyczne ramiona. Jeśli restrukturyzacja ulegnie zmianie...

Proces wdrażania genetycznie zdeterminowanego programu formowania wyspecjalizowanego fenotypu komórek, odzwierciedlającego ich zdolność do wykonywania określonych funkcji profilu. Różnicowanie zmienia funkcję komórki, jej wielkość, kształt i aktywność metaboliczną.

Dziedziczenie powiązane to zjawisko skorelowanego dziedziczenia pewnych stanów genów znajdujących się na tym samym chromosomie.

Koniugacja w orzęskach to proces płciowy orzęsków, któremu towarzyszy transfer jąder między komórkami partnerskimi podczas ich bezpośredniego kontaktu. Obecność tak osobliwego procesu seksualnego jest wyjątkową cechą orzęsków. Procesowi seksualnemu w orzęskach, w przeciwieństwie do zwykłego procesu seksualnego, nie towarzyszy tworzenie gamet, dlatego nie mają zygoty. Ponadto koniugacji orzęsków nie towarzyszy reprodukcja, czyli wzrost liczby komórek, a zatem koniugacja ...

Ciało Cajala (TC) (ang. Cajal body, CB) to formacja w jądrze komórki, która jest obecna w niektórych organizmach jądrowych. Typowy rozmiar ciał Cajala to 1-2 mikrony, a jedna komórka może zawierać od 0 do 10 TC. Wiele typów komórek nie ma TK, ale TK znajduje się w jądrach neuronów i komórkach rakowych. Główną funkcją ciał Cajala jest przetwarzanie małych jądrowych i małych jąderkowych RNA, a także łączenie kompleksów rybonukleoproteinowych.

Paraspeckles lub paraspeckles to klasa ciał jądrowych znajdujących się w przestrzeni międzychromatycznej jądra komórkowego w komórkach ssaków. Składają się z białek i RNA i powstają w wyniku interakcji długiego niekodującego RNA znanego jako NEAT1/Men ε/β oraz białek z rodziny DBHS (Drosophila Behavior Human Splicing), czyli P54NRB/NONO, PSPC1 i PSF/ SFPQ. Paraspeckle odgrywają ważną rolę w regulacji ekspresji genów, zapewniając utrzymanie w jądrze cząsteczek RNA zawierających...

Epistaza to rodzaj interakcji genów, w której na ekspresję jednego genu wpływa inny gen (geny), który nie jest z nim alleliczny. Gen, który tłumi objawy fenotypowe innego, nazywa się epistatycznym (inhibitor, supresor); gen, którego aktywność jest zmieniona lub stłumiona, nazywa się hipostatycznym.

W 1949 roku M. Barr i C. Bertram, badając kocie neurony, zwrócili uwagę na fakt, że jądro komórkowe zawiera intensywnie zabarwione ciało i jest ono obecne tylko w jądrach komórek żeńskich, a nieobecne u samców. Został znaleziony u wielu zwierząt i zawsze tylko u samic. To małe ciało nazywa się chromatyną płciową lub ciałem Barra. U wielu kręgowców i ludzi pojawia się we wczesnej ontogenezie na etapie gastruli, ale przed rozwojem gonad (gruczołów płciowych). Hormony płciowe nie mają wpływu na lokalizację, kształt i strukturę chromatyny płciowej, dlatego nie jest to drugorzędna cecha płciowa. Między liczbą ciałek chromatyny płciowej a liczbą X- chromosomy w jądrze są bezpośrednio połączone. Chromatyna płciowa w jądrach międzyfazowych jest wynikiem spiralizacji jednego z chromosomów X, którego inaktywacja jest mechanizmem wyrównującym równowagę genów chromosomów płci w komórkach mężczyzn i kobiet (czyli jest to jeden z mechanizmów dawkowania kompensacja genów). 6

W 1961 r. kilku badaczy jednocześnie zasugerowało, że jeden z chromosomów X u zdrowych kobiet jest stosunkowo nieaktywny genetycznie. W 1961 roku angielski badacz M. Lyon postawił hipotezę dotyczącą mechanizmów inaktywacji jednego z chromosomów X w komórkach kobiecego ciała. Główne punkty tej hipotezy są następujące:

1. Jeden z dwóch chromosomów X w komórkach kobiety jest nieaktywny.

2. Nieaktywny chromosom może należeć do organizmu ojcowskiego lub matczynego.

3. Inaktywacja następuje we wczesnej embriogenezie i utrzymuje się podczas dalszej reprodukcji i rozwoju linii komórkowej. Ten proces inaktywacji chromosomu X jest odwracalny w wielu pokoleniach:

XX*->- wow ->XX* itp. (tutaj gwiazdka oznacza helikalny chromosom X). Portugalski genetyk Serra zaproponował nazwanie tego typu odwracalnych zmian w materiale genetycznym trepcją (od greckiego treptos – zmiana).

Spiralny chromosom X w komórce tworzy chromatynę płciową lub ciało Barra. Jeśli kobiety mają kilka chromosomów X w jądrze komórkowym, to w komórkach jest kilka ciałek Barra, tylko jeden chromosom X pozostaje aktywny. Chromosom X nie jest całkowicie dezaktywowany, część krótkiego ramienia pozostaje genetycznie aktywna. Inaktywacja chromosomu X w pewnym stopniu zależy od etapu cyklu komórkowego i stanu fizjologicznego organizmu. Dzięki obecności nadmiaru lub braku ciała Barra można zdiagnozować niektóre rodzaje chorób dziedzicznych (na przykład zespół Klinefeltera, zespół Shereshevsky'ego-Turnera). Komórki, które nie zawierają chromatyny płciowej (komórki chromatyno-ujemne) znajdują się u osób z zestawem chromosomów 45, XO (zespół Shereshevsky'ego-Turnera);

46, XY(normalni mężczyźni); 47, XYY(Zespół Klinefeltera z dwoma chromosomami Y). Zwykle w komórkach normalnego męskiego ciała znajduje się pewna liczba pseudociał Barra (skondensowanych odcinków autosomów) i spiralnych chromosomów Y, dlatego przy diagnozowaniu różnych chorób chromosomowych konieczne jest odróżnienie tych formacji od typowa chromatyna płciowa utworzona przez spiralny dodatkowy chromosom X. Ciało Barra znajduje się w zestawie chromosomów 46,XX (normalne kobiety); 47,XXY i 48,XXYU (klasyczny zespół Klinefeltera). U osoby z trzema chromosomami X znaleziono dwa ciała Barra (47, XXX); trzy chromosomy X i jeden Y (48, XXXY, zespół Klinefeltera); 49, XXXXY (zespół Klinefeltera). Trzy ciała Barra występują w 48, XXXX i 49, XXXXY kariotypach (ciężki zespół Klinefeltera).

W komórkach poliploidalnych liczba ciałek chromatyny płciowej odpowiada ploidii. Zgodnie ze wzorem Gardnera liczba ciał Barra (B)

równa się V = X - , gdzie x - liczba chromosomów X, r - ploidia komórek. W komórkach niepoliploidalnych liczba ciałek chromatyny płciowej jest równa liczbie chromosomów X minus jeden. (V = x - 1).

Zmiany strukturalne w chromosomach

Chromosomy mogą ulegać różnym zmianom strukturalnym. Szczególnie istotna jest utrata poszczególnych fragmentów chromosomów (podział) lub przeniesienie fragmentu jednego chromosomu na drugi (translokacja). Translokacja jest oznaczona łacińską literą /, w nawiasach obok znajduje się indeks grupy lub numer chromosomu dawcy, oznaczenie przeniesionego miejsca. Te same oznaczenia są wskazane dla chromosomu biorcy, na przykład 46, XXt (Poślubić+ + B4 Q-). Litery w nawiasach r oraz Q wskazać ramiona chromosomów dotknięte translokacją. Krótkie ramię chromosomu jest oznaczone literą R, długa - litera Q, satelita jest oznaczony literą s itd. Wzrost długości ramienia jest oznaczony znakiem plus, a spadek znakiem minus (oba są umieszczone za symbolem chromosomu).

Pojawienie się jednego dodatkowego chromosomu w kariotypie prowadzi do trisomii. Wielokrotny wzrost liczby wszystkich chromosomów nazywa się poliploidią (mogą występować triploidy, tetraploidy itp.). Utrata jednego z par homologicznych chromosomów skutkuje stanem zwanym monosomią. Zmiany w liczbie lub strukturze chromosomów nazywane są aberracjami chromosomowymi.

Rozważmy najczęstsze rodzaje zaburzeń strukturalnych chromosomów - delecje i translokacje. W przypadku delecji całkowita liczba chromosomów nie ulega zmianie. Jednak w niektórych chromosomach brakuje materiału genetycznego, co powoduje różne zmiany w fenotypie. Najczęstszą delecją są autosomy 5 i 18 oraz chromosom X. Delecje prowadzą do rozwoju różnych chorób i zespołów dziedzicznych.

W 1963 J. Lejeune opisał syndrom „kociego płaczu”. Płacz takich dzieci przypomina „miauczenie kota”. Dzieci mają ostry niedorozwój krtani, okrągłą twarz w kształcie księżyca, małogłowie, mikrognację, mongoloidalne nacięcie oczu, nisko osadzone zdeformowane małżowiny uszne, niedociśnienie mięśniowe, łagodne drugorzędowe cechy płciowe. Te dzieci są upośledzone umysłowo. W kariotypie dzieci odnotowuje się delecję krótkiego ramienia 5. pary chromosomów.

Podziałowi długich i krótkich ramion chromosomu 18 towarzyszą różne zaburzenia strukturalne twarzy, szkieletu i narządów wewnętrznych. Dzieci mają upośledzenie umysłowe, niedożywienie, niedociśnienie, małogłowie, niedorozwój twarzy, niski szorstki głos, niedorozwój zewnętrznych narządów płciowych, ucho środkowe, atrezję zewnętrznego przewodu słuchowego i inne anomalie.

Wraz z delecją krótkiego ramienia 18. chromosomu pacjenci mają również różne wady szkieletu, narządów wewnętrznych i upośledzenie umysłowe.

Delecję krótkiego ramienia chromosomu X można interpretować jako częściową monosomię chromosomu X. Opisany u kobiet z opóźnieniem wzrostu, niedorozwojem jajników bez poważnych anomalii somatycznych. Chociaż wykrywa się w nich chromatynę płciową, jej rozmiar jest znacznie mniejszy niż normalnie.

W przewlekłej białaczce szpikowej obserwuje się skrócenie krótkiego ramienia 21 chromosomu (tzw. chromosomu Filadelfia). Jednak ten chromosom znajduje się tylko w komórkach krwi i szpiku kostnym. Inne komórki mają prawidłowy kariotyp.

W wyniku dwóch końcowych niedoborów, po których następuje połączenie złamanych końców, powstają chromosomy pierścieniowe. Dlatego to naruszenie struktury chromosomów jest w rzeczywistości szczególnym przypadkiem delecji. Obraz kliniczny pacjentów - nosicieli chromosomów pierścieniowych - przypomina obraz delecji odpowiedniego chromosomu. Tak więc z pierścieniowym chromosomem grupy B (5. para) rozwija się obraz kliniczny zespołu "kociego płaczu", a przy pierścieniowym chromosomie X obraz kliniczny jest bliski zespołowi Shereshevsky'ego-Turnera.

Translokacje to rearanżacje strukturalne, w których materiał genetyczny jest wymieniany między chromosomami. Możliwe są różne rodzaje translokacji: wzajemna, w której następuje wzajemna wymiana fragmentów; niewzajemne, gdy materiał genetyczny jednego chromosomu jest przenoszony na drugi, i wreszcie połączenia centryczne. Najczęstsze są ostatnie translokacje między chromosomami akrocentrycznymi. W tym przypadku ginie tylko niewielki fragment krótkich ramion chromosomów akrocentrycznych. Większość z tych rearanżacji można uznać za zrównoważone, ponieważ nie powodują one poważnych odchyleń w fenotypie nosiciela translokacji. Jednak potomstwo takich nosicieli ma klinicznie wyraźne defekty charakterystyczne dla nieprawidłowego zestawu chromosomów.

Wiadomo, że chorobę Downa można zaobserwować zarówno w trisomii 21. autosomu, jak iw translokacji fragmentu tego chromosomu do innych. Tacy pacjenci mają 46 chromosomów, ale jeden z chromosomów jest w rzeczywistości podwójny, ponieważ fragment 21. chromosomu jest nadal do niego dołączony, w wyniku czego takie przegrupowanie okazuje się niezrównoważone. U rodziców tych pacjentów kariotyp obejmował 45 chromosomów, ale jeden z chromosomów był w rzeczywistości podwójny (z translokacją). Kiedy jajeczko zawierające ten chromosom zostanie zapłodnione, normalny plemnik w zygocie będzie miał w rzeczywistości trzy 21. chromosomy, co fenotypowo objawia się chorobą Downa.

21. chromosom najczęściej translokuje się do 15 lub innych chromosomów grupy D (13, 14) u kobiet lub 22 u mężczyzn. W tym przypadku młodzi zdrowi rodzice mogą mieć dziecko z chorobą Downa, w przeciwieństwie do trisomii 21, która występuje częściej u dzieci urodzonych przez starsze matki. Praktycznie niemożliwe jest stwierdzenie obecności translokacji u osobnika przed urodzeniem dziecka z chorobą Downa bez zbadania kariotypu, ponieważ fenotyp tych nosicieli niewiele różni się od fenotypów osób o prawidłowych genotypach. Dlatego we wszystkich tych przypadkach badanie kariotypu ma szczególne znaczenie.

Mechanizm rozwoju choroby Downa podczas translokacji u jednego z rodziców można przedstawić w następujący sposób. W translokacji kariotyp osobnika składa się z 45 chromosomów, ponieważ jeden chromosom jest powiększony. Translokacja wpływa na wszystkie komórki, w tym oogonię i spermatogonię. Podczas tworzenia komórek zarodkowych (gamet) do jednej gamety wpadają 23 chromosomy, a do drugiej 22. Jednak translokowany chromosom może znaleźć się zarówno w gamecie z 22 chromosomami, jak i w gamecie z 23 chromosomami. Zatem teoretycznie możliwe są 4 warianty gamet: 23 normalne chromosomy, 23 z translokacją, 22 normalne chromosomy i 22 z translokacją. Jeżeli translokację oznaczymy apostrofem, to otrzymamy następującą serię gamet: 23 23 1 22 22 1 .

Jeśli te gamety są zapłodnione przez normalną gametę przeciwnej płci, to otrzymujemy następujące kombinacje: 1) 23 + 23 = 46 chromosomów (normalny kariotyp); 2) 23 1 + 23 = 46 1 chromosomów, ale faktycznie 47 chromosomów (w tym przypadku rozwinie się choroba Downa); 3) 22 + 23 = 45 chromosomów (taka zygota nie jest żywotna i umiera); 4) 22 1 +23 = 45 1 chromosomów (w tym przypadku osobnik rodzi się z translokacją, jak jeden z jego rodziców).

Szanse na urodzenie dziecka z chorobą Downa (z translokacją u jednego z rodziców) wynoszą 33%. Jest to bardzo duże ryzyko iw tym przypadku dalsze rodzenie dzieci nie jest pożądane, zwłaszcza że istnieje ryzyko translokacji u wnuków. Jeśli rodzicom z prawidłowym kariotypem urodzi się dziecko z zespołem Downa spowodowane trisomią 21, to szanse na ponowne urodzenie tego samego dziecka są bardzo małe. Jednak nie we wszystkich przypadkach przy narodzinach dziecka z chorobą Downa z powodu translokacji chromosomu 21 translokacja występuje w komórkach somatycznych matki. U około połowy matek kariotyp jest prawidłowy, a translokacja nastąpiła podczas mejozy, poprzedzającej powstanie komórki jajowej, z której rozwinął się organizm chorego dziecka.

Chromosomy płciowe (gonosomy, heterosomy) różnią się zarówno budową (długość, pozycja centromeru, ilość heterochromatyny), jak i zawartością genów.

Chromosom X- jest to średniej wielkości chromosom submetacentryczny, zaliczany do grupy C). Występuje w komórkach somatycznych osobników obu płci: w podwójnej kopii u kobiet z kariotypem 46,XX iw jednej kopii u mężczyzn z kariotypem 46,XY; a także w jednej kopii we wszystkich jajach i 50% plemników Chromosom X jest bogaty w regiony euchromatyczne i zawiera 1336 genów, w tym: geny somatyczne, geny regulujące feminizację, geny feminizacji strukturalnej, geny maskulinizacji strukturalnej. Tak więc chromosom X jest obowiązkowy w kariotypie komórek somatycznych zarówno płci żeńskiej, jak i męskiej.

Chromosom Y jest małym akrocentrycznym chromosomem, należy do grupy G; 2/3 dystalnego ramienia q jest reprezentowana przez heterochromatynę i jest genetycznie nieaktywna. Chromosom Y jest reprezentowany przez jedną kopię we wszystkich komórkach somatycznych osobników płci męskiej z kariotypem 46,XY iw 50% plemników. Zawiera 307 genów, wśród których znajdują się: geny regulujące maskulinizację (SRY + Tdf), geny płodności (AZF1, AZF2), kilka strukturalnych genów somatycznych i pseudogenów.

Różnice morfologiczne i genetyczne między chromosomami X i Y, a także różnice w liczbie chromosomów X w kariotypach, powodowały nierówność genetyczną między płciami (kobiety mają podwójną dawkę genów chromosomu X w porównaniu z mężczyznami. Ta nierówność nie przejawia się, ze względu na mechanizm kompensacyjny, w wyniku czego tylko jeden chromosom X pozostaje funkcjonalny w komórkach somatycznych zarówno mężczyzn, jak i kobiet, a mianowicie:

W komórkach 46,XX aktywny jest tylko jeden chromosom X;

W komórkach 46,XY, X i Y są aktywne chromosomy;

W komórkach 47,XXX aktywny jest tylko jeden chromosom X;

W komórkach 47,XXY aktywny jest tylko jeden chromosom X i jeden chromosom Y;

W komórkach 48,XXXY tylko jeden chromosom X i jeden Y jest aktywny;

Przez heterochromatynizację jednego z dwóch chromosomów X i kobiet powstaje chromatyna płci X, a w wyniku heterochromatynizacji chromosomu 2/3q Y u mężczyzn powstaje chromatyna płci Y.

Chromatyna płciowa X:

Reprezentuje inaktywowany chromosom X w postaci fakultatywnej heterochromatyny w komórkach somatycznych 46,XX;

Jest wykrywany w jądrach międzyfazowych komórek somatycznych w postaci ciałka Barra o wielkości około 1 µm;

Test Barra służy do określenia liczby chromosomów X w kariotypie w przypadku aneuploidii prawidłowych i gnosomalnych;

Liczba xp.X = liczba ciał Barra + 1 (aktywne xp.X);

46,XX - 1 korpus Barra;

46,XY - brak korpusu Barra;

47,XXX - 2 ciała Barra;

47,XXY - 1 korpus Barra;

45,X - brak ciała Barra;

48,ХХХХ - 3 ciała Barra.

Chromatyna płciowa Y:

2/3 ramienia Yq chromosomu Y występuje w postaci konstytutywnej heterochromatyny w komórkach somatycznych 46,XY i plemnikach 23,Y;

Jest wykrywany w jądrach międzyfazowych komórek w postaci ciała F (fluorescencyjnego) o wielkości około 1 µm;

Test F służy do identyfikacji chromosomu Y (determinacja płci prenatalnej);

Liczba xp.Y = liczba ciał F;

46,XX - nie ma ciała F;

46,XY - 1 korpus F;

47, XYY - 2 ciała F;

47,XXY - 1 korpus F;

48,XXYY - 2 korpusy F;

46,X,i(Yp) – nie ma ciała F;

46,X,i(Yq) – korpus 1(0,5 µm) F.