Original: http://www.biology.iupui.edu/biocourses/N100/2k2humancsomaldisorders.html
30 квітня 2003 року
I. Аналіз каріотипів хромосом людини
1. Підготовка і аналіз каріотипу
Клітини (від крові, амніотичної рідини і т.д.), вирощують в пробірці (в клітинної культуральної чашці), щоб збільшити їх число
Розподіл клітин потім заарештований в метафазі з колхіцином (запобігає митотическое веретено від формування)
Клітини центрифугують і лизируют, щоб звільнити хромосомами
Хромосоми фарбуються, сфотографували і згруповані за розміром і смугастість моделей
2. Нормальний чоловічий каріотип (цитогенетик підбив ці хромосоми вгору, відповідаючи гомологів і розташувавши їх за розміром)
3. Нормальний жіночий каріотип
II. Зміни в кількості хромосом:
Нерасхожденія відбувається, коли або гомологів не розділяти під час анафазе I мейозу, або сестринські хроматиди не відокремлюються під час анафази II. Результатом є те, що одна гамета має 2 копії однієї хромосомі, а інший не має копії цієї хромосоми. (Решта хромосоми розподілені нормально.)
Якщо будь-яка з цих гамет з’єднується з іншого під час запліднення, в результаті анеуплоїдії (аномальне число хромосом)
• Трісомной клітина має одну додаткову хромосому (2n + 1) = приклад: трисомії 21. (поліплоідія відноситься до стану, який має три гомологічні хромосоми, а потім два)
• Моносомних клітина має одну відсутню хромосому (2n – 1) = летальної для одного відомого в організмі людини, за винятком: синдром Тернера (моносомии XO).
Частота нерасхожденія досить високий у людей, але результати, як правило, настільки руйнівні наслідки для зростаючої зиготи, що викидень відбувається дуже рано в вагітності.
Якщо людина виживає, то він або вона, як правило, має безліч симптомів – синдром – в результаті аномальної дози кожного продукту гена з цієї хромосоми.
1. Людські розлади, пов’язані з хромосомними змінами в аутосом (хромосомного 1-22). Там тільки 3 трисомії, які призводять до дитини, який може вижити протягом часу після народження; інші є занадто руйнівними, і дитина зазвичай помирає в утробі матері.
А. Синдром Дауна (трисомія 21): у результаті додаткової копії хромосоми 21. Люди з синдромом Дауна 47, 21+. Синдром Дауна впливає 1:700 дітей і змінює фенотип дитини або помірно або сильно:
характерні риси обличчя, низькорослість; пороки серця
сприйнятливість до респіраторних захворювань, тривалість життя коротше
схильними до розвитку ранньої хвороби Альцгеймера і лейкоз
часто сексуально недорозвинені і стерильно, як правило, деяка ступінь розумової відсталості.
Синдром Дауна корелює з віком матері, але також може бути результатом нерасхожденія хромосоми батька 21.
Каріотип хлопчика із синдромом Дауна:
Б. Синдром Патау (трисомія 13): серйозний очей, головного мозку, кровоносної дефекти, а також неба. 1:5000 живонароджених. Діти рідко живуть більше декількох місяців.
В. Синдром Едварда (трисомія 18): практично кожен орган системи поразки 1: 10000 живонароджених. Діти з повною трисомії 18, як правило, не живуть більше, ніж кілька місяців.
2. Нерозділення статевих хромосом (X або Y-хромосоми): може бути смертельним, але у багатьох людей є ці каріотипи і просто відмінно!
А. Синдром Клайнфельтера 47, XXY чоловіків. Чоловічих статевих органів; незвично маленькі насінники, стерильний. Збільшення грудей і інші жіночі характеристики тіла. Нормальний інтелект.
Б. 47, XYY чоловіки: Фізичні особи трохи вище середнього зросту і часто мають під нормальним інтелектом. Свого часу (~ 1970-ті роки), вважалося, що ці люди, ймовірно, будуть кримінально агресивні, але ця гіпотеза була спростована протягом довгого часу.
3. Трисомія X: 47, XXX самок. 1:1000 народжених живими – здорові і родючі – як правило, не можна відрізнити від нормального жіночої статі крім каріотипу
4. Моносомія X (синдром Тернера): 1: 5000 народжених живими; єдиним життєздатним моносомии у людей – жінки з є тільки 45 хромосом Тернера!!! XO особи генетично жінки, проте, вони не дозрівають статевим шляхом в період статевого дозрівання і є стерильними. Маленький зріст і нормальний інтелект. (98% з цих плодів гинуть до народження)
III. Зміни в структурі хромосом:
Іноді хромосоми ламаються, що призводить до 4-х типів змін в структурі хромосом:
1. Вилучення: частина однієї хромосоми втрачається при діленні клітин. Ця хромосома в даний час відсутні певні гени. Коли ця хромосома передається потомству результат, як правило, смертельним через відсутність генів.
Приклад – синдром котячого крику (крик кота): конкретна видалення невеликої частини хромосоми 5; ці діти мають серйозні затримки розумового розвитку, маленька голова з незвичайними рисами обличчя, і крик, який звучить як проблемного кішки.
2. Розмноження: якщо фрагмент приєднується до гомологичной хромосомі, то ця область повторюється
Приклад – крихка X: найбільш поширеною формою розумової відсталості. Х-хромосома деяких людей надзвичайно тендітна на одному кінчику – бачив “висить на волосині” під мікроскопом. У більшості людей є 29 “повтори” в цьому кінці їх Х-хромосоми, ті, з ламкою X мають більше 700 повторів в зв’язку з дублюванням. Впливає 1:1500 чоловіків, 1:2500 жінок.
3. Транслокация: фрагмент хромосоми переміщається (“транс-розташований”) з однієї хромосоми в іншу – приєднується до негомологічну хромосому. Баланс генів ще нормально (нічого не було отримано або втрачено), але можуть змінювати фенотип, оскільки це ставить гени в новому середовищі. Можна також викликати труднощі в яєчної або сперми розвитку і нормального розвитку зиготи. Гострий мієлолейкоз викликається цієї транслокації:
