Геномні мутації.

Геномні мутації — це зміна кількості хромосом. Розрізняють два види геномних мутацій:

1) поліплоїдію,

2) гетероплоїдію (анеуплоїдію).

Поліплоїдія — збільшення кількості хромосом на величину, кратну гаплоїдному набору (3n, 4n, ...). У людини описана триплоїдія (3n=69 хромосом) і тетраплоїдія (4n=92 хромосоми). Можливі причини формування поліплоїдії:

1) нерозходження всіх хромосом при мейозі у одного з батьків. В результаті утворюється диплоїдна статева клітина (2n). Після запліднення нормальною гаметою сформується триплоїд (3n).

2) Запліднення яйцеклітини двома сперматозоїдами (диспермія).

3) Можливе також злиття диплоїдної зиготи з полоцитом, що приводить до формування триплоїдної зиготи.

4) Нерозходження всіх хромосом при поділі клітин ембріона (порушення мітозу, соматична мутація). Це приводить до появи тетраплоїда (4n) — повного або мозаїчної форми.

Триплоїдія є частою причиною спонтанних абортів. У новонароджених це надзвичайно рідкісне явище. Більшість триплоїдов гине незабаром після народження.

Триплоїди, що мають два хромосомні набори батька і один хромосомний набір матері, як правило, формують міхурний занос. Це ембріон, у якого формуються позазародкові органи (хоріон, плацента, амніон), а ембріобласт практично не розвивається. Міхурні заноси абортуються. Можливе формування злоякісної пухлини хоріона — хоріокарциноми. В рідкісних випадках ембріобласт формується і вагітність закінчується народженням нежиттєздатного триплоїда з множинними природженими вадами розвитку. Характерне в таких випадках збільшення маси плаценти і кістозне переродження ворсин хоріона.

У триплоїдов, що мають два хромосомні набори матері і один хромосомний набір батька, розвивається переважно ембріобласт. Розвиток позазародкових органів порушений. Тому такі триплоїди рано абортуються.

На прикладі триплоїдов спостерігається різна функціональна активність батьківського і материнського геномів у ембріональному періоді розвитку. Таке явище дістало назву геномного імпринтингу. В цілому, слід зазначити, що для нормального ембріонального розвитку людини абсолютно необхідний геном матері і геном батька. Партеногенетичний розвиток людини (та інших ссавців) неможливий.

Тетраплоїдія (4n) — надзвичайно рідкісне явище у людини. В основному виявлено в матеріалах спонтанних абортів.

Гетероплоїдія (або анеуплоїдія) — збільшення або зменшення кількості хромосом на 1, 2 або більше. Види гетероплоїдії:

а) Моносомія — відсутність однієї хромосоми (2n-1).

б) Нулісомія — відсутність однієї пари хромосом (2n-2), летальна мутація в більшості випадків

в) Трисомія — одна зайва хромосома (2n+1).

г) Тетрасомія — дві зайві хромосоми (2n+2).

д) Пентасомія — три зайві хромосоми (2n+3).

Причини формування гетероплоїдій

1) Найважливішим механізмом є нерозходження хромосом при мітозі або мейозі.

Нерозходження хромосом частіше відбувається при овогенезі (таблиця 2).

Таблиця 2

Батьківське походження порушення мейозу, що призводить до анеуплоїдії

Приклади анеуплоїдій у людини	Батьківське походження, %	Материнське походження, %
Трисомія 13 Трисомія 18 Трисомія 21 45,Х 47,ХХХ 47,ХХY 47,ХYY	15 10 20 80 5 45 100	85 90 80 20 95 55 0

Якщо хромосоми не розходяться при мітозі в процесі дроблення або інших стадій ембріонального розвитку, то утворюються мозаїки.

2) Відставання хромосом в анафазі мітозу клітин в ембріональному або постембріональному періоді онтогенезу. Хромосоми, що відстали, не потрапляють в ядро і руйнуються ферментами цитоплазми.

3) При втраті центромери утворюються ацентричні хромосоми, які втрачаються при поділі клітин.

4) Анеуплоїдії можуть успадковуватися від батьків з трисомією або моносомією. Наприклад, народження дітей описано у жінок з синдромом Дауна (чоловіки з синдромом Дауна безплідні) і з синдромом полісомії Х, у чоловіків з синдромом Клайнфельтера і полісомії Y. Теоретична вірогідність, що дитина успадкує від батька зайву хромосому, становить 50 %. Але фактично вона нижча (близько 10 %), що обумовлено малою життєздатністю анеуплоїдних ембріонів і загибеллю більшості з них в ембріональному періоді.