Sitogenetik perubatan ialah kajian karyotype manusia dalam keadaan normal dan patologi. Arah ini timbul pada tahun 1956, apabila Tio dan Levan menambah baik kaedah penyediaan kromosom metafasa dan buat pertama kalinya menetapkan nombor modal kromosom (2n=46) dalam set diploid. Pada tahun 1959, etiologi kromosom beberapa penyakit telah diuraikan - sindrom Down, sindrom Klinefelter, sindrom Shereshevsky-Turner dan beberapa sindrom trisomi autosomal yang lain. Perkembangan selanjutnya sitogenetik perubatan pada akhir 1960-an adalah disebabkan oleh kemunculan kaedah untuk pewarnaan pembezaan kromosom metafasa, yang memungkinkan untuk mengenal pasti kromosom dan kawasan masing-masing. Kaedah pewarnaan pembezaan tidak selalu memastikan pengecaman titik putus yang betul hasil daripada penyusunan semula struktur kromosom. Pada tahun 1976, Younis membangunkan kaedah baru untuk mengkajinya pada peringkat prometaphase, yang dipanggil "kaedah resolusi tinggi."

Penggunaan kaedah sedemikian memungkinkan untuk mendapatkan kromosom dengan bilangan segmen yang berbeza (dari 550 hingga 850) dan memungkinkan untuk mengenal pasti gangguan yang melibatkan bahagian kecil daripadanya (penyusunan semula mikro). Sejak awal 1980-an. Sitogenetik manusia telah memasuki peringkat pembangunan baharu: analisis kromosom kaedah sitogenetik molekul dan hibridisasi pendarfluor in situ (IKAN - Hibridisasi Pendarfluor Dalam Situ) telah diperkenalkan ke dalam amalan. Kaedah ini digunakan secara meluas untuk mengesan keabnormalan struktur kromosom yang lebih halus yang tidak dapat dibezakan dengan pewarnaan pembezaan. Pada masa ini, penggunaan pelbagai kaedah analisis kromosom memungkinkan untuk berjaya menjalankan diagnosis penyakit kromosom sebelum dan selepas bersalin.

Penyakit kromosom ialah sekumpulan besar keadaan klinikal yang pelbagai yang dicirikan oleh pelbagai kecacatan kongenital, etiologinya dikaitkan dengan perubahan kuantitatif atau struktur dalam karyotype.

Pada masa ini, hampir 1000 keabnormalan kromosom dibezakan, di mana lebih daripada 100 bentuk mempunyai gambaran yang ditakrifkan secara klinikal dan dipanggil sindrom; sumbangan mereka kepada pengguguran spontan, kematian neonatal dan morbiditi adalah penting. Prevalens keabnormalan kromosom di kalangan pengguguran spontan adalah purata 50%, di kalangan bayi baru lahir dengan kecacatan kongenital berganda yang teruk - 33%, kematian lahir mati dan peranakan dengan kecacatan kongenital - 29%, bayi pramatang dengan kecacatan kongenital - 17%, bayi baru lahir dengan kecacatan kongenital - 10% , kematian lahir mati dan perinatal - 7%, pramatang - 2.5%, semua bayi baru lahir - 0.7%.

Kebanyakan penyakit kromosom adalah sporadis, timbul semula akibat mutasi genomik (kromosomal) dalam gamet induk yang sihat atau dalam bahagian pertama zigot, dan tidak diwarisi secara turun-temurun, yang dikaitkan dengan kematian pesakit yang tinggi dalam tempoh pra-reproduktif. Asas fenotip penyakit kromosom adalah gangguan perkembangan embrio awal. Itulah sebabnya perubahan patologi berkembang walaupun dalam tempoh pranatal perkembangan badan dan sama ada menyebabkan kematian embrio atau janin, atau mencipta gambaran klinikal utama penyakit yang sudah ada pada bayi baru lahir (dengan pengecualian anomali perkembangan seksual, yang terbentuk terutamanya semasa baligh). Kerosakan awal dan berganda pada sistem badan adalah ciri semua bentuk penyakit kromosom. Ini adalah dismorfia kraniofasial, kecacatan kongenital organ dalaman dan bahagian badan, pertumbuhan dan perkembangan intrauterin dan selepas bersalin yang perlahan, terencat akal, kecacatan sistem saraf pusat, kardiovaskular, pernafasan, genitouriner, penghadaman dan sistem endokrin, serta penyimpangan dalam hormon. , status biokimia dan imunologi. Setiap sindrom kromosom dicirikan oleh kompleks kecacatan kongenital dan anomali perkembangan, yang wujud pada tahap tertentu hanya dalam jenis patologi kromosom ini. Polimorfisme klinikal setiap penyakit kromosom dalam bentuk amnya ditentukan oleh genotip organisma dan keadaan persekitaran. Variasi dalam manifestasi patologi boleh menjadi sangat luas - dari kesan maut kepada penyimpangan perkembangan kecil. Walaupun kajian yang baik mengenai manifestasi klinikal dan sitogenetik penyakit kromosom, patogenesis mereka, walaupun secara umum, masih belum jelas. Skim umum untuk pembangunan proses patologi kompleks yang disebabkan oleh keabnormalan kromosom dan membawa kepada kemunculan fenotip kompleks penyakit kromosom belum dibangunkan.

Jenis utama keabnormalan kromosom
Semua penyakit kromosom mengikut jenis mutasi boleh dibahagikan kepada dua kumpulan besar: yang disebabkan oleh perubahan dalam bilangan kromosom sambil mengekalkan struktur yang terakhir (mutasi genomik) dan yang disebabkan oleh perubahan dalam struktur kromosom (kromosom mutasi). Mutasi genomik timbul kerana tidak bercabang atau kehilangan kromosom semasa gametogenesis atau peringkat awal embriogenesis. Hanya tiga jenis mutasi genomik telah ditemui pada manusia: tetraploidy, triploidy dan aneuploidy. Insiden mutasi triploid (Zn=69) dan tetraploid (4n=92) adalah sangat rendah, kebanyakannya ditemui di kalangan embrio atau janin yang digugurkan secara spontan dan pada bayi yang lahir mati. Jangka hayat bayi baru lahir dengan gangguan sedemikian adalah beberapa hari. Mutasi genom pada kromosom individu adalah banyak; ia membentuk sebahagian besar penyakit kromosom. Selain itu, daripada semua varian aneuploidy, hanya trisomi pada autosom, polisomi pada kromosom seks (tri-, tetra- dan pentasomy) ditemui, dan dalam kalangan monosomi, hanya monosomi X ditemui.

Trisomi lengkap atau monosomi lebih sukar untuk diterima oleh badan daripada yang separa kromosom yang tidak seimbang berlaku dalam kelahiran hidup lebih kurang kerap daripada yang kecil. Borang penuh Keabnormalan kromosom menyebabkan keabnormalan yang jauh lebih serius daripada keabnormalan mozek. Monosomi autosomal sangat jarang berlaku di kalangan kelahiran hidup; ia adalah bentuk mozek dengan sebahagian besar sel normal. Fakta nilai genetik yang agak rendah bagi kawasan heterokromatik kromosom telah terbukti. Itulah sebabnya trisomi lengkap dalam kelahiran hidup diperhatikan dalam autosom yang kaya dengan heterochromatin - 8, 9, 13, 14, 18, 21, 22 dan X. Ini menjelaskan toleransi yang baik oleh pesakit walaupun dos tiga kali ganda Y- bahan kromosom dan kehilangan hampir lengkap bahu panjangnya Monosomi lengkap pada kromosom X, serasi dengan kehidupan selepas bersalin, yang membawa kepada perkembangan sindrom Shereshevsky-Turner, serta tetra- dan pentasomy, hanya diperhatikan pada kromosom X, yang heterokromatik.

Mutasi kromosom, atau penyusunan semula kromosom struktur, ialah gangguan karyotype, disertai atau tidak disertai oleh ketidakseimbangan bahan genetik dalam satu atau lebih kromosom (penyusunan semula intra dan interchromosomal).

Dalam kebanyakan kes, mutasi kromosom struktur diteruskan kepada anak oleh salah seorang ibu bapa, yang karyotypenya mengandungi penyusunan semula kromosom yang seimbang. Ini termasuk translokasi seimbang timbal balik (saling) tanpa kehilangan bahagian kromosom yang terlibat di dalamnya. Ia, seperti penyongsangan, tidak menyebabkan fenomena patologi dalam pembawa. Walau bagaimanapun, semasa pembentukan gamet daripada pembawa translokasi seimbang dan penyongsangan, gamet tidak seimbang boleh terbentuk. Translokasi Robertsonian - translokasi antara dua kromosom akrosentrik dengan kehilangan lengan pendeknya - membawa kepada pembentukan satu kromosom metasentrik dan bukannya dua kromosom akrosentrik. Pembawa translokasi ini sihat kerana kehilangan lengan pendek dua kromosom akrosentrik dikompensasikan oleh kerja gen yang sama dalam baki 8 kromosom akrosentrik. Semasa kematangan sel-sel kuman, taburan rawak (semasa pembahagian sel) dua kromosom yang disusun semula dan homolognya membawa kepada kemunculan beberapa jenis gamet, beberapa daripadanya adalah normal, yang lain mengandungi gabungan kromosom yang, apabila persenyawaan, menimbulkan zigot dengan karyotype tersusun semula yang seimbang, manakala yang lain menghasilkan zigot yang tidak seimbang secara kromosom.

Dengan set kromosom yang tidak seimbang (penghapusan, duplikasi, sisipan), janin mengembangkan patologi klinikal yang teruk, biasanya dalam bentuk kompleks kecacatan kongenital. Kekurangan bahan genetik menyebabkan kecacatan perkembangan yang lebih serius daripada lebihan daripadanya.

Lebih jarang, penyimpangan struktur timbul secara de novo. Ibu bapa pesakit yang mengalami gangguan kromosom biasanya karyotypically normal. Penyakit kromosom dalam kes ini berlaku secara de novo akibat penghantaran daripada salah seorang ibu bapa mutasi genomik atau kromosom yang berlaku sekali dalam salah satu gamet, atau mutasi sedemikian sudah berlaku dalam zigot. Ini tidak mengecualikan berulangnya gangguan kromosom pada kanak-kanak dalam keluarga tertentu. Terdapat keluarga yang terdedah kepada kes berulang kromosom tidak bercabang. Mutasi yang timbul secara de novo menyumbang hampir semua kes trisomi dan monosomi lengkap yang diketahui. Mekanisme utama untuk berlakunya penyusunan semula struktur apa-apa jenis adalah pemecahan satu atau lebih kromosom dengan penyatuan semula serpihan yang terhasil.

Petunjuk klinikal untuk diagnosis sitogenetik
Kaedah penyelidikan sitogenetik menduduki tempat utama di kalangan kaedah diagnostik makmal dalam kaunseling genetik perubatan dan diagnosis pranatal. Walau bagaimanapun, seseorang harus tegas mematuhi objektif
petunjuk untuk merujuk pesakit untuk ujian karyotype.

Petunjuk utama untuk diagnosis pranatal:
kelainan kromosom pada anak sebelumnya dalam keluarga;
bayi yang lahir mati dengan kelainan kromosom;
penyusunan semula kromosom, mozek kromosom atau aneuploidi pada kromosom seks pada ibu bapa;
keputusan ujian serum darah ibu yang menunjukkan peningkatan risiko keabnormalan kromosom pada janin (kumpulan risiko);
umur ibu;
anomali janin dikesan oleh pemeriksaan ultrasound;
syak wasangka mozek pada janin semasa kajian sitogenetik sebelumnya;
sindrom ketidakstabilan kromosom yang disyaki.

Ujian karyotype untuk diagnosis selepas bersalin disyorkan jika pesakit mempunyai:
amenorea primer atau sekunder atau menopaus awal;
spermogram tidak normal - azoospermia atau oligospermia teruk;
penyimpangan klinikal yang ketara dalam pertumbuhan (pendek, perawakan tinggi) dan saiz kepala (mikro, makrosefali);
alat kelamin yang tidak normal;
fenotip abnormal atau dismorfia;
kecacatan kongenital;
terencat akal atau gangguan perkembangan;
manifestasi sindrom pemadaman / mikrodelesi / pendua;
Penyakit resesif berkaitan X pada wanita;
manifestasi klinikal sindrom ketidakstabilan kromosom;
apabila memantau selepas pemindahan sumsum tulang.

Kajian sitogenetik perlu dijalankan dalam pasangan suami isteri:
dengan keabnormalan kromosom atau varian kromosom luar biasa dalam janin yang dikesan semasa diagnosis pranatal;
keguguran berulang (3 atau lebih); kelahiran mati, kematian janin neonatal, ketidakupayaan untuk memeriksa janin yang terjejas;
kanak-kanak itu mempunyai kelainan kromosom atau varian kromosom yang luar biasa;
ketidaksuburan etiologi yang tidak diketahui.

Petunjuk untuk penyelidikan sitogenetik adalah kehadiran saudara-mara pesakit:
penyusunan semula kromosom;
terencat akal mungkin berasal dari kromosom;
kehilangan pembiakan, kecacatan kongenital janin atau kelahiran mati yang tidak diketahui asal usulnya.

Petunjuk untuk penyelidikan menggunakan kaedah FISH:
syak wasangka sindrom microdeletion, yang mana diagnostik sitogenetik molekul tersedia (ketersediaan probe DNA yang sesuai);
peningkatan risiko sindrom pemadaman mikro berdasarkan data anamnesis;
tanda-tanda klinikal yang menunjukkan mozek disebabkan oleh sindrom kromosom tertentu;
keadaan selepas pemindahan sumsum tulang, apabila penderma dan penerima adalah jantina yang berbeza;
syak wasangka keabnormalan kromosom semasa kajian sitogenetik standard, apabila kaedah FISH mungkin berguna untuk 
penjelasan tentang sifat anomali, atau dalam situasi di mana terdapat manifestasi klinikal ciri;
kehadiran kromosom penanda supernumerary;
syak wasangka penyusunan semula kromosom tersembunyi.

Kaedah FISH untuk menganalisis metafasa ditunjukkan:
dengan kromosom penanda;
bahan tambahan yang tidak diketahui asal usul pada kromosom;
penyusunan semula kromosom;
disyaki kehilangan segmen kromosom;
mozek.

Kaedah FISH untuk menganalisis nukleus interfasa ditunjukkan:
dengan keabnormalan kromosom berangka;
pendua;
bahagian;
penyusunan semula kromosom;
penentuan jantina kromosom;
penguatan gen.

Kaedah penyelidikan sitogenetik:
Kajian dan perihalan ciri ciri kromosom metafasa amat penting untuk sitogenetik praktikal. Kromosom individu dalam kumpulan dikenali menggunakan teknik pewarnaan pembezaan. Kaedah ini memungkinkan untuk mengesan heterogenitas struktur kromosom sepanjang panjang, ditentukan oleh ciri-ciri kompleks komponen molekul utama kromosom - DNA dan protein. Masalah mengenali kromosom individu dalam karyotype adalah penting untuk pembangunan diagnosis sitogenetik penyakit kromosom pada manusia.

Kaedah penyelidikan sitogenetik dibahagikan kepada langsung dan tidak langsung. Kaedah langsung digunakan dalam kes di mana keputusan yang cepat diperlukan dan adalah mungkin untuk mendapatkan persediaan kromosom sel yang membahagi dalam badan. Kaedah tidak langsung termasuk, sebagai langkah wajib, penanaman sel jangka panjang lebih kurang dalam media nutrien tiruan. Kaedah yang termasuk penanaman jangka pendek (dari beberapa jam hingga 2-3 hari) menduduki kedudukan pertengahan.

Objek utama penyelidikan sitogenetik menggunakan kaedah langsung dan tidak langsung ialah peringkat metafasa mitosis dan pelbagai peringkat meiosis. Metafasa mitosis adalah subjek utama penyelidikan sitogenetik, kerana pada peringkat ini pengenalan tepat kromosom dan pengesanan anomalinya adalah mungkin. Kromosom dalam meiosis diperiksa untuk mengesan jenis penyusunan semula tertentu yang, mengikut sifatnya, tidak dikesan dalam metafasa mitosis.

Bahan biologi untuk kajian sitogenetik. Pemprosesan kultur sel. Penyediaan persediaan kromosom
Sel mana-mana tisu yang tersedia untuk biopsi boleh digunakan sebagai bahan untuk mendapatkan kromosom manusia dan mengkajinya. Yang paling biasa digunakan ialah darah periferal, fibroblas kulit, sumsum tulang, sel cecair amniotik, dan sel vili korionik. Limfosit darah periferal manusia adalah yang paling mudah diakses untuk penyelidikan kromosom.

Pada masa ini, hampir semua makmal di dunia menggunakan kaedah menggunakan seluruh darah periferi untuk menkultur limfosit. Darah dalam jumlah 1-2 ml diambil terlebih dahulu dari vena cubital ke dalam tiub steril atau botol dengan larutan heparin. Darah dalam vial boleh disimpan selama 24-48 jam di dalam peti sejuk pada suhu 4-6 °C. Kultur limfosit dijalankan di dalam kotak khas atau di dalam bilik kerja di bawah tudung aliran laminar di bawah keadaan steril. Keadaan sedemikian adalah wajib untuk mencegah pengenalan flora patogen ke dalam kultur darah. Sekiranya terdapat kecurigaan terhadap pencemaran darah atau bahan lain, perlu menambah antibiotik ke dalam campuran kultur. Botol dengan campuran kultur diinkubasi dalam termostat pada +37 °C selama 72 jam (sedang berlangsung pertumbuhan aktif dan pembahagian sel). Tujuan utama teknik metodologi apabila memproses kultur sel dan menyediakan persediaan kromosom daripadanya adalah untuk mendapatkan pada penyediaan bilangan plat metafasa yang mencukupi dengan penyebaran kromosom sedemikian rupa sehingga memungkinkan untuk menganggarkan panjang, bentuk dan ciri morfologi lain setiap satu. kromosom dalam set.

Pengumpulan sel dalam metafasa mitosis dan pengeluaran plat berkualiti tinggi pada penyediaan berlaku menggunakan beberapa prosedur berurutan:
colchinization - pendedahan sel kepada sitostatik colchicine atau colcemid, menyekat mitosis pada peringkat metafasa;
hipotonisasi budaya;
penetapan sel dengan campuran metil alkohol dan asid asetik;
menggunakan ampaian sel pada slaid kaca.

Colchinization kultur sel dijalankan 1.5-2 jam sebelum permulaan penetapan. Selepas pemberian colchicine, botol kultur sel terus mengeram dalam termostat. Pada akhir pengeraman, campuran kultur dari setiap botol dituangkan ke dalam tiub emparan bersih dan tertakluk kepada sentrifugasi. Kemudian larutan hipotonik kalium klorida, yang dipanaskan pada suhu +37 °C, ditambah kepada sedimen sel.

Hipotonisasi dijalankan dalam termostat pada suhu +37 °C selama 15 minit. Penyelesaian KCI hipotonik menggalakkan penyebaran kromosom yang lebih baik pada slaid kaca. Selepas hipotonisasi, sel-sel diendapkan dengan sentrifugasi dan tertakluk kepada penetapan. Penetapan dilakukan dengan campuran metil (atau etil) alkohol dan asid asetik.

Peringkat terakhir ialah penyediaan persediaan kromosom untuk mendapatkan plat metafasa yang tersebar dengan baik sambil mengekalkan integriti dan kesempurnaan set kromosom dalam setiap satu daripadanya. Suspensi sel digunakan pada slaid yang basah dan sejuk, selepas itu slaid dikeringkan pada suhu bilik dan dilabelkan.

Kaedah pewarnaan pembezaan kromosom
Sejak tahun 1971, kaedah telah meluas dalam sitogenetik yang memungkinkan untuk mengotorkan secara berbeza setiap kromosom set mengikut panjangnya. Kepentingan praktikal kaedah ini ialah pewarnaan pembezaan membolehkan pengecaman semua kromosom manusia disebabkan oleh corak pewarnaan membujur khusus untuk setiap kromosom. Mana-mana cat yang terdiri daripada pewarna asas boleh sesuai untuk pewarnaan, kerana substrat pewarna utama kromosom ialah kompleks DNA-protein. Dalam amalan penyelidikan sitogenetik, kaedah berikut paling banyak digunakan.

Kaedah pewarnaan G adalah kaedah yang paling biasa kerana kesederhanaan, kebolehpercayaan dan ketersediaan reagen yang diperlukan. Selepas pewarnaan, setiap pasangan kromosom memperoleh jalur panjang disebabkan oleh pertukaran segmen heterokromatik (gelap) dan eukromatik (cahaya) yang berbeza warna, yang biasanya dirujuk sebagai segmen G. Kaedah pewarnaan C menyediakan pengenalpastian hanya kawasan kromosom tertentu. Ini adalah kawasan heterokromatin yang disetempat di kawasan pericentromeric lengan panjang kromosom 1, 9 dan 16 dan dalam lengan panjang kromosom Y, serta di lengan pendek kromosom akrosentrik. Kaedah R bagi persediaan kromosom mewarna menunjukkan gambar pembahagian pembezaan songsang kepada kaedah G. Kaedah ini mengotorkan segmen distal kromosom dengan baik, yang sangat penting apabila mengenal pasti penyusunan semula kecil yang melibatkan bahagian terminal. Kaedah pewarnaan Q menyediakan pewarnaan pendarfluor berbeza bagi kromosom individu set, membolehkan anda mengenal pasti setiap pasangan homolog, dan juga menentukan kehadiran kromosom Y dalam nukleus interfasa oleh cahaya badan Y-kromatin.

Prinsip analisis kromosom
Peringkat wajib kajian ialah analisis visual kromosom di bawah mikroskop menggunakan pembesaran seribu kali ganda (x1000) dengan kanta mata x10 dan kanta rendaman x100. Penilaian kualiti dan kesesuaian persediaan kromosom untuk penyelidikan, serta pemilihan plat metafasa untuk analisis, dijalankan pada pembesaran rendah (x100). Untuk kajian, plat metafasa lengkap yang diwarnai dengan baik dengan penyebaran kromosom yang baik dipilih. Penyelidik mengira jumlah bilangan kromosom dan menilai struktur setiap kromosom dengan membandingkan jaluran homolog, serta membandingkan corak yang diperhatikan dengan peta sitogenetik (skema) kromosom.

Penggunaan sistem analisis imej komputer sangat memudahkan tugas ahli cytogenetic, meningkatkan kualiti kerjanya dan memberi peluang untuk mendokumentasikan hasil penyelidikan dengan cepat dan mudah. Untuk memastikan kualiti kerja yang tinggi, disyorkan agar dua pakar mengambil bahagian dalam kajian sitogenetik setiap sampel. Dokumen yang mengesahkan kajian adalah protokol, yang menunjukkan koordinat sel yang diperiksa, bilangan kromosom dalam setiap daripada mereka, penyusunan semula yang dikesan, formula dan kesimpulan karyotype, serta nama keluarga pesakit, tarikh dan nombor kajian, nama keluarga dan tandatangan doktor (doktor) yang menjalankan kajian . Slaid dan imej kromosom hendaklah disimpan untuk semakan kemudian.

PERATURAN ASAS UNTUK PENERANGAN ANOMALI KROMOSOM MENGIKUT SISTEM ANTARABANGSA PENAMAAN CYTOGENETIK
Rakaman formula karyotype mesti dijalankan mengikut versi semasa Sistem Antarabangsa untuk Tatanama Sitogenetik manusia. Di bawah ini kami mempertimbangkan aspek penggunaan tatanama yang paling kerap ditemui dalam amalan sitogenetik klinikal.

Bilangan dan morfologi kromosom:
Dalam karyotype, kromosom dibahagikan kepada tujuh kumpulan yang mudah dibezakan (A-G) mengikut saiz dan kedudukan sentromernya. Autosom ialah kromosom 1 hingga 22, kromosom seks ialah X dan Y.
Kumpulan A (1-3) - kromosom metasentrik besar yang boleh dibezakan antara satu sama lain dengan saiz dan kedudukan sentromer.
Kumpulan B (4-5) - kromosom submetasentrik besar.
Kumpulan C (6-12, X) - kromosom metasentrik dan submetasentrik saiz sederhana. Kromosom X adalah salah satu kromosom terbesar dalam kumpulan ini.
Kumpulan D (13-15) - kromosom akrosentrik bersaiz sederhana dengan satelit. 
Kumpulan E (16-18) - kromosom metasentrik dan submetasentrik yang agak kecil.
Kumpulan F (19-20) - kromosom metasentrik kecil.
Kumpulan G (21-22, Y) - kromosom akrosentrik kecil dengan satelit. Kromosom Y tidak mempunyai satelit.

Setiap kromosom terdiri daripada satu siri jalur yang berterusan, yang terletak di sepanjang lengan kromosom di kawasan yang terhad (bahagian). Kawasan kromosom adalah khusus untuk setiap kromosom dan penting untuk mengenal pasti mereka. Jalur dan kawasan dinomborkan mengikut arah dari sentromer ke telomer sepanjang setiap lengan. Kawasan ialah bahagian kromosom yang terletak di antara dua jalur bersebelahan. Untuk menentukan lengan pendek dan panjang kromosom, simbol berikut digunakan: p - lengan pendek dan q - lengan panjang. Sentromer (sep) ditetapkan dengan simbol 10, bahagian sentromer yang bersebelahan dengan lengan pendek ialah p10, dan pada lengan panjang ialah q10. Rantau yang paling dekat dengan sentromer ditetapkan dengan nombor 1, rantau seterusnya dengan nombor 2, dsb.

Simbolisme empat digit digunakan untuk menentukan kromosom:
aksara pertama - nombor kromosom;
Watak kedua (p atau q) - lengan kromosom;
Watak ke-3 - nombor daerah (bahagian);
Aksara ke-4 ialah nombor lorong dalam kawasan ini.

Sebagai contoh, entri 1p31 menunjukkan kromosom 1, lengan pendeknya, rantau 3, jalur 1. Jika jalur dibahagikan kepada subband, titik diletakkan selepas penetapan jalur, maka nombor setiap subband ditulis. Subband, seperti jalur, dinomborkan dalam arah dari sentromer ke telomer. Sebagai contoh, dalam jalur 1p31 terdapat tiga subjalur: 1p31.1, 1p31.2 dan 1p31.3, yang mana subjalur 1p31.1 adalah proksimal kepada sentromer, dan subjalur 1p31.3 adalah distal. Jika subband dibahagikan lagi kepada bahagian, ia dinomborkan dengan nombor tanpa tanda baca. Contohnya, subband 1р31.1 dibahagikan kepada 1р31.11, 1р31.12, dsb.

PRINSIP AM UNTUK HURAIAN KARIOTAIP BIASA DAN TIDAK BIASA
Dalam perihalan karyotype, titik pertama menunjukkan jumlah bilangan kromosom, termasuk kromosom seks. Nombor pertama dipisahkan daripada entri yang lain dengan koma, kemudian kromosom seks ditulis. Autosom ditetapkan hanya dalam kes keabnormalan.

Karyotype manusia biasa kelihatan seperti ini:
46.XX - karyotype normal seorang wanita;
46,XY ialah karyotype normal seorang lelaki. 

Dalam kes anomali kromosom, anomali kromosom seks direkodkan dahulu, kemudian anomali autosomal dalam susunan nombor menaik dan tanpa mengira jenis anomali. Setiap anomali dipisahkan dengan koma. Penamaan huruf digunakan untuk menerangkan kromosom yang disusun semula secara struktur. Kromosom yang terlibat dalam penyusunan semula ditulis dalam kurungan selepas simbol yang menunjukkan jenis penyusunan semula, contohnya: inv(2), del(4), r(18). Jika dua atau lebih kromosom terlibat dalam penyusunan semula, titik koma (;) diletakkan di antara bilangan setiap kromosom.

Tanda (+) atau (-) diletakkan di hadapan kromosom untuk menunjukkan keabnormalan, menunjukkan kromosom tambahan atau hilang (normal atau tidak normal), contohnya: +21,-7+der(2). Ia juga digunakan untuk menunjukkan penurunan atau peningkatan panjang lengan kromosom selepas simbol (p atau q); untuk tujuan ini, tanda di atas hanya boleh digunakan dalam teks, tetapi tidak dalam perihalan karyotype, contohnya: 4p+, 5q-. Apabila menerangkan saiz segmen heterokromatik, satelit dan filamen satelit, tanda (+) (kenaikan) atau (-) (penurunan) diletakkan sejurus selepas penetapan simbol yang sepadan, contohnya: 16qh+, 21ps+, 22pstk+. Tanda darab (x) digunakan untuk menerangkan berbilang salinan kromosom yang disusun semula, tetapi ia tidak boleh digunakan untuk menerangkan berbilang salinan kromosom normal, contohnya: 46,XX,del(6)(q13q23)x2. Untuk menunjukkan tafsiran alternatif bagi anomali, gunakan simbol (atau), contohnya: 46,XX,del(8)(q21.1) atau i(8)(p10).

Kariotaip klon yang berbeza dipisahkan dengan garis miring (/). Dalam kurungan diletakkan selepas penerangan karyotype untuk menunjukkan bilangan mutlak sel dalam klon tertentu. Untuk menunjukkan sebab kemunculan klon yang berbeza, simbol mos (mosaicism - garis sel berasal dari zigot yang sama) dan chi (chimera - garis sel berasal dari zigot yang berbeza) digunakan, yang diberikan sebelum penerangan tentang karyotype. Apabila menyenaraikan karyotype, klon diploid biasa sentiasa disenaraikan terakhir, contohnya: mos47,XY+21/46,XY; mos47,XXY/46,XY.

Sekiranya terdapat beberapa klon anomali, rakaman dijalankan mengikut saiz yang semakin meningkat: yang pertama adalah yang paling kerap ditemui, kemudian menurun. Yang terakhir ialah klon biasa, contohnya: mos45,X/47,XXX/46,XX. Notasi serupa digunakan dalam karyotype yang mempunyai dua klon biasa, contohnya: chi46,XX/46,XY. Jika dua klon anomali terdapat dalam karyotype, satu daripadanya mempunyai anomali berangka, dan satu lagi mempunyai penyusunan semula struktur, maka klon dengan anomali berangka direkodkan terlebih dahulu. Contohnya: 45,X/46,X,i(X)(q10).

Apabila kedua-dua klon mempunyai anomali berangka, klon dengan autosom dengan nombor siri yang lebih rendah direkodkan dahulu, contohnya: 47,XX+8/47,XX+21; klon dengan keabnormalan kromosom seks sentiasa diutamakan, contohnya: 47,ХХХ/47,ХХ+21.

Fakta bahawa karyotype adalah haploid atau poliploid akan jelas daripada bilangan kromosom dan sebutan lanjut, contohnya: 69,XXY. Semua kromosom yang diubah mesti ditetapkan secara relatif kepada tahap ploidi yang sesuai, contohnya: 70,XXY+21.

Asal ibu atau bapa bagi kromosom abnormal ditunjukkan oleh simbol mat dan pat, masing-masing, selepas anomali yang diterangkan, contohnya: 46,XX,t(5;6)(q34;q23)mat,inv(14)( q12q31)tepuk; 46,XX,t(5;6)(q34;q23)mat,inv(14) (q12q31)mat. Jika diketahui bahawa kromosom ibu bapa adalah normal berbanding dengan anomali yang diberikan, ia dianggap sebagai yang baru dan ditetapkan oleh simbol denovo (dn), contohnya: 46,XY,t(5;6)(q34 ;q23)mat,inv (14)( q12q31)dn.

Penerangan anomali berangka kromosom:
Tanda (+) atau (-) digunakan untuk menunjukkan kehilangan atau pemerolehan kromosom tambahan apabila menerangkan anomali berangka.
47,XX+21 - karyotype dengan trisomi 21.
48,XX+13+21 - karyotype dengan trisomi 13 dan trisomi 21.
45,XX,-22 - karyotype dengan monosomi 22.
46,XX+8,-21 - karyotype dengan trisomi 8 dan monosomi 21.
Pengecualian kepada peraturan ini ialah keabnormalan perlembagaan kromosom seks, yang ditulis tanpa menggunakan tanda (+) dan (-).
45,X - karyotype dengan satu kromosom X (sindrom Shershevsky-Turner).
47,XXY - karyotype dengan dua kromosom X dan satu kromosom Y (sindrom Klinefelter).
47,XXX - karyotype dengan tiga kromosom X.
47,XYY - karyotype dengan satu kromosom X dan dua kromosom Y.
48,XXXY ialah karyotype dengan tiga kromosom X dan satu kromosom Y.

Penerangan tentang keabnormalan struktur kromosom
Dalam menerangkan perubahan struktur, kedua-dua sistem rakaman ringkas dan terperinci digunakan. Apabila menggunakan sistem pendek, hanya jenis penyusunan semula kromosom dan titik putus ditunjukkan. Tuliskan jenis keabnormalan kromosom, kromosom yang terlibat dalam keabnormalan, dan titik putus dalam kurungan. Sistem pendek tidak membenarkan penerangan yang jelas tentang penyusunan semula kromosom yang kompleks, yang kadangkala dikesan apabila menganalisis karyotype tumor.

Sistem ringkas untuk menetapkan pelarasan struktur
Jika kedua-dua lengan terlibat dalam penyusunan semula akibat daripada dua pecah yang berlaku dalam satu kromosom, titik putus dalam lengan pendek direkodkan sebelum titik putus dalam lengan panjang: 46,XX,inv(2)(p21q31). Apabila dua titik putus berada pada lengan kromosom yang sama, titik putus proksimal kepada sentromer ditunjukkan dahulu: 46,XX,inv(2)(p13p23). Dalam kes apabila dua kromosom terlibat dalam penyusunan semula, sama ada kromosom dengan nombor siri yang lebih rendah atau kromosom seks ditunjukkan dahulu: 46,XY,t(12;16)(q13;p11.1); 46,X,t(X;18) (ms11.11;q11.11).

Pengecualian kepada peraturan adalah penyusunan semula dengan tiga titik putus, apabila serpihan satu kromosom dimasukkan ke dalam kawasan kromosom lain. Dalam kes ini, kromosom penerima ditulis dahulu, dan kromosom penderma terakhir, walaupun ia adalah kromosom seks atau kromosom dengan nombor siri yang lebih rendah: 46,X,ins(5;X)(p14;q21q25); 46,XY,in(5;2)(p14;q22q32). Jika penyusunan semula menjejaskan satu kromosom, titik putus dalam segmen tempat sisipan terbentuk ditunjukkan terlebih dahulu. Dalam kes pemasukan langsung, titik pecah serpihan yang dimasukkan proksimal kepada sentromer direkodkan dahulu, dan kemudian titik pecah distal. Dengan sisipan terbalik, sebaliknya adalah benar.

Untuk menunjukkan translokasi di mana tiga kromosom berbeza terlibat, kromosom seks atau kromosom dengan nombor siri yang lebih rendah ditunjukkan dahulu, kemudian kromosom yang menerima serpihan daripada kromosom pertama, dan, akhirnya, kromosom yang mendermakan serpihan itu kepada kromosom pertama. 46,XX,t(9;22;17) (q34;q11.2;q22) - serpihan kromosom 9, sepadan dengan kawasan distal 9q34, dipindahkan ke kromosom 22, ke segmen 22q11.2, serpihan kromosom 22, sepadan dengan kawasan distal 22q11 .2 dipindahkan ke kromosom 17, dalam segmen 17q22, dan serpihan kromosom 17, sepadan dengan kawasan distal 17q22, dipindahkan ke kromosom 9, dalam segmen 9q34. 

Sistem terperinci untuk menetapkan perubahan struktur. Selaras dengan sistem tatatanda terperinci, penyusunan semula struktur kromosom ditentukan oleh komposisi jalur di dalamnya. Semua tatatanda yang digunakan dalam sistem pendek disimpan dalam sistem terperinci. Walau bagaimanapun, dalam sistem terperinci, penerangan terperinci tentang komposisi jalur dalam kromosom yang disusun semula diberikan menggunakan simbol tambahan. Titik bertindih (:) menunjukkan titik putus, dan bertitik berganda (::) menunjukkan rehat diikuti dengan perjumpaan semula. Anak panah (->) menunjukkan arah pemindahan serpihan kromosom. Hujung lengan kromosom ditetapkan oleh simbol ter (terminal), pter atau qter yang masing-masing menunjukkan hujung lengan pendek atau panjang. Simbol sep digunakan untuk menunjukkan sentromer.

Jenis penyusunan semula kromosom
Bahan tambahan yang tidak diketahui asalnya. Simbol tambah (dari bahasa Latin additio - penambahan) digunakan untuk menunjukkan bahan tambahan yang tidak diketahui asalnya yang telah ditambahkan pada kawasan atau jalur kromosom. Bahan tambahan yang dilekatkan pada kawasan terminal akan menyebabkan peningkatan panjang lengan kromosom. Apabila menerangkan kromosom dengan bahan tambahan yang tidak diketahui asalnya di kedua-dua lengan, simbol der diletakkan sebelum nombor kromosom. Jika bahan tambahan yang tidak diketahui dimasukkan ke dalam lengan kromosom, simbol in dan (?) digunakan untuk penerangan.

Pemadaman. Simbol del digunakan untuk menunjukkan pemadaman terminal dan interstisial:
46,XX,del(5)(q13)
46,XX,del (5) (pter->q13:)
Tanda (:) bermaksud bahawa pecahan berlaku dalam jalur 5q13, akibatnya, kromosom 5 terdiri daripada lengan pendek dan sebahagian lengan panjang, terletak di antara sentromer dan segmen 5q13.
46,XX,del(5)(q13q33)
46,XX,del(5)(pter->q13::q33->qter)
Tanda (::) bermaksud putus dan bercantum semula jalur 5ql3 dan 5q33 lengan panjang kromosom 5. Segmen kromosom antara jalur ini dipadamkan.

Derivatif, atau derivatif, kromosom (der) ialah kromosom yang timbul akibat penyusunan semula yang mempengaruhi dua atau lebih kromosom, serta hasil daripada pelbagai penyusunan semula dalam satu kromosom. Bilangan kromosom terbitan sepadan dengan bilangan kromosom utuh, yang mempunyai sentromer yang sama dengan kromosom terbitan:
46,XY,der(9)del(9)(p12)del(9)(q31)
46,XY,der(9) (:р12->q31 :)
Kromosom terbitan 9 ialah hasil daripada dua pemadaman terminal yang berlaku pada lengan pendek dan panjang, dengan titik putus pada jalur 9p12 dan 9q31, masing-masing.
46,XX,der (5)tambah(5)(p15.1)del(5)(q13)
46,XX,der(5)(?::p15.1-»q13:)
Terbitan kromosom 5 dengan bahan tambahan yang tidak diketahui asalnya dilekatkan pada jalur 5p15.1 dan pemadaman terminal lengan panjang distal ke jalur 5q13.

Kromosom disentrik. Simbol mati digunakan untuk menerangkan kromosom disentrik. Kromosom disentrik menggantikan satu atau dua kromosom normal. Oleh itu, tidak ada keperluan untuk menunjukkan kehilangan kromosom normal. 
45,XX,dic(13;13)(q14;q32)
45,XX,dic(13;13)(13pter->13ql4::13q32-»13pter)
Pecah dan penyatuan semula berlaku dalam jalur 13ql4 dan 13q32 pada dua kromosom homolog 13, menghasilkan kromosom disentrik.

Penduaan. Penduaan ditunjukkan oleh penduaan simbol; mereka boleh secara langsung atau songsang.
46,XX,dup(1)(q22q25)
46,XX,dup(1)(pter->q25::q22->qter)
Penduaan terus segmen antara jalur lq22 dan lq25.
46,XY,dup(1)(q25q22)
46,XY,dup(1) (pter->q25::q25->q22::q25->qter) atau (pter->q22::q25-»q22::q22->qter)
Penduaan terbalik bagi segmen antara jalur lq22 dan lq25. Perlu diingatkan bahawa hanya sistem terperinci yang memungkinkan untuk menggambarkan pendua terbalik.

Penyongsangan. Simbol inv digunakan untuk menerangkan penyongsangan para- dan perisentrik.
46,XX,inv(3)(q21q26.2)
46,XX,inv(3)(pter->q21::q26.2->q21::q26.2->qter)
Penyongsangan parasentrik, di mana pemecahan dan penyatuan semula berlaku dalam jalur 3q21 dan 3q26.2 lengan panjang kromosom 3.
46,XY,inv(3)(p13q21)
46,XY,inv(3)(pter-»pl3::q21->p13::q21->qter)
Penyongsangan perisentrik, di mana pemecahan dan penyambungan semula berlaku antara jalur lengan pendek 3p13 dan jalur lengan panjang 3q21 kromosom 3. Rantau antara jalur ini, termasuk sentromer, disongsangkan 180°.

Sisipan. Simbol ins digunakan untuk menunjukkan sisipan langsung atau songsang. Sisipan dianggap terus apabila hujung proksimal kawasan sisipan berada dalam kedudukan proksimal berbanding hujung kedua. Dengan sisipan terbalik, hujung proksimal kawasan sisipan berada dalam kedudukan distal. Jenis sisipan (langsung atau songsang) juga boleh ditunjukkan oleh simbol dir dan inv, masing-masing.
46,XX,in(2)(pl3q21q31)
46,XX,in(2)(pter->p13::q31->q21::pl3-»q21::q31-qter)
Sisipan langsung, iaitu dir ins(2) (p13q21q31), berlaku di antara segmen 2q21 dan 2q31 lengan panjang dan segmen 2p13 lengan pendek kromosom 2. Rantau kromosom lengan panjang antara segmen 2q21 dan 2q31 dimasukkan ke dalam lengan pendek di kawasan segmen 2p13. Dalam kedudukan baharu, segmen 2q21 kekal lebih dekat dengan sentromer berbanding segmen 2q31.
46,XY,in(2) (pl3q31q21)
46,XY,in(2)(pterH>pl3::q21->q31::pl3->q21::q31-»qter)
Dalam kes ini, bahagian yang disisipkan adalah terbalik, iaitu inv ins(2)(p13q31q21). Dalam sisipan, segmen 2q21 adalah lebih jauh dari sentromer daripada segmen 2q31. Oleh itu, lokasi segmen relatif kepada sentromer telah berubah.

Isokromosom. Simbol i digunakan untuk menerangkan isokromosom, iaitu kromosom yang terdiri daripada dua lengan yang sama. Titik putus dalam isokromosom disetempat di kawasan centromeric p10 dan q10.
46,XX,i(17)(q10)
46,XX,i(17)(qter-»q10::q10 ->qter) 
Isokromosom di sepanjang lengan panjang kromosom 17 dan titik putus ditetapkan dalam kawasan 17q10. Karyotype mengandungi satu kromosom normal dan satu kromosom 17 yang disusun semula.
46,X,i(X)(q10)
46,X,i(X) (qter-»q10::q10->qter)
Satu kromosom X normal dan satu isokromosom X pada lengan panjang.

Tapak rapuh (tapak rapuh) mungkin kelihatan sebagai polimorfisme biasa atau mungkin dikaitkan dengan penyakit keturunan atau keabnormalan fenotip.
46,X,fra(X)(q27.3)
Kawasan rapuh dalam subband Xq27.3 salah satu kromosom X dalam karyotype wanita.
46,Y,fra(X)(q27.3)
Kawasan rapuh dalam subband Xq27.3 kromosom X dalam karyotype lelaki.

Kromosom penanda (tag) ialah kromosom yang diubah suai strukturnya, tiada bahagian yang boleh dikenal pasti. Jika mana-mana bahagian kromosom abnormal dikenal pasti, ia digambarkan sebagai kromosom terbitan (der). Apabila menerangkan karyotype, tanda (+) diletakkan sebelum simbol mar.
47,XX+mar
Satu kromosom penanda tambahan.
48,X,t(X;18)(p11.2;q11.2)+2mar
Dua kromosom penanda sebagai tambahan kepada translokasi t(X;18).

Kromosom cincin ditetapkan oleh simbol r dan boleh terdiri daripada satu atau lebih kromosom.
46,XX,r(7)(p22q36)
46,XX,r(7) (::р22->q36::)
Pecah dan penyatuan semula berlaku dalam segmen 7p22 dan 7q36, dengan kehilangan kawasan kromosom di bahagian hujung titik putus ini.
Jika sentromer bagi kromosom cincin tidak diketahui, tetapi segmen kromosom yang terkandung dalam cincin diketahui, kromosom cincin ditakrifkan sebagai derivatif (der).
46,XX,der(1)r(1;3)(p36.1q23;q21q27)
46,XX,der(1)(::lp36.1->1q23::3q21->3q27::)

Translokasi. Translokasi timbal balik
Untuk menerangkan translokasi (t), prinsip dan peraturan yang sama digunakan untuk menerangkan penyusunan semula kromosom yang lain. Untuk membezakan kromosom homolog, salah satu homolog boleh digariskan dengan garis bawah tunggal (_).
46,XY,t(2;5)(q21;q31)
46,XY,t(2;5)(2pter2q21::5q31->5qter;5pter 5q31::2q21->2qter)
Rehat dan pertemuan semula berlaku dalam segmen 2q21 dan 5q31. Kromosom bertukar kawasan distal kepada segmen ini. Kromosom dengan nombor siri yang lebih rendah ditunjukkan terlebih dahulu.
46,X,t(X;13)(q27;ql2)
46,X,t(X;13)(Xpter->Xq27::13ql2->13qter;13pter->3q 12::Xq27->Xqter)
Pemecahan dan penyatuan semula berlaku dalam segmen Xq27 dan 13q12. Segmen distal ke kawasan ini telah ditukar. Oleh kerana kromosom seks terlibat dalam translokasi, ia direkodkan terlebih dahulu. Ambil perhatian bahawa tatatanda yang betul ialah 46,X,t(X;13), bukan 46,XX,t(X;13).
46,t(X;Y) (q22;q1, 1.2) 
46,t(X;Y)(Xpter->Xq22::Yq11.2->Yqter;Ypter->Yq11.2::Xq22->Xqter)
Translokasi timbal balik antara kromosom X dan Y dengan titik putus Xq22 dan Yq11.2.
Translokasi yang melibatkan seluruh lengan kromosom boleh direkodkan yang menunjukkan titik putus di kawasan centromeric p10 dan q10. Dalam translokasi seimbang, titik putus dalam kromosom seks atau dalam kromosom dengan nombor siri yang lebih rendah ditetapkan p10.
46,XY,t(4;3)(p10;q10)
46,XY,t(1;3)(lpteMlpl0::3ql0->3qter;3pter->3p40::4q40->4qter)
Translokasi timbal balik seluruh lengan kromosom, di mana lengan pendek kromosom 1 bergabung dengan sentromer dengan lengan panjang kromosom 3, dan lengan panjang kromosom 1 bergabung dengan lengan pendek kromosom 3.
Dalam translokasi tidak seimbang seluruh lengan kromosom, kromosom yang disusun semula ditetapkan sebagai derivatif (der) dan menggantikan dua kromosom normal.
45,XX,der(1;3) (p10;q10)
45,XX,der(1;3)(1pter->1p10::3q10->3qter)

Kromosom terbitan yang terdiri daripada lengan pendek kromosom 1 dan lengan panjang kromosom 3. Kromosom 1 dan 3 yang hilang tidak dilabelkan kerana ia digantikan oleh kromosom terbitan. Karyotaip itu mengandungi satu kromosom normal 1, satu kromosom normal 3 dan kromosom terbitan der(l;3).

Translokasi Robertsonian
Ini adalah jenis translokasi khas yang berlaku akibat gabungan sentrik lengan panjang kromosom akrosentrik 13-15 dan 21-22 dengan kehilangan serentak lengan pendek kromosom ini. Prinsip untuk menerangkan translokasi tidak seimbang yang melibatkan seluruh lengan juga digunakan untuk menerangkan translokasi Robertsonian menggunakan simbol (der). Simbol rompakan juga boleh digunakan untuk menerangkan translokasi ini, tetapi ia tidak boleh digunakan untuk menerangkan anomali yang diperoleh. Titik putus kromosom yang terlibat dalam translokasi ditunjukkan di kawasan q10.
45,XX,der(13;21) (q10;q10)
45,XX,rompak(13;21) (q10;q10)

Pecah dan penyatuan semula berlaku dalam segmen 13q10 dan 21q10 kawasan centromeric kromosom 13 dan 21. Kromosom terbitan menggantikan satu kromosom 13 dan satu kromosom 21. Tidak perlu menunjukkan kromosom yang hilang. Karyotype mengandungi satu kromosom normal 13, satu kromosom normal 21 dan der (13;21). Ketidakseimbangan berlaku kerana kehilangan lengan pendek kromosom 13 dan 21.

Amniosentesis - ujian yang digunakan untuk mendapatkan sampel untuk analisis gen dan kromosom janin. Janin berada di dalam rahim yang dikelilingi oleh cecair. Cecair ini mengandungi sebilangan kecil sel kulit daripada bayi dalam kandungan. Sebilangan kecil cecair dikeluarkan dengan jarum nipis melalui dinding perut ibu (perut). Cecair dihantar ke makmal untuk ujian. Untuk maklumat lanjut, lihat brosur Amniosentesis.

Gangguan genetik dominan autosomal adalah penyakit yang mana seseorang mesti mewarisi satu salinan gen (mutasi) yang diubah daripada salah seorang ibu bapa mereka. Dengan pewarisan jenis ini, penyakit ini berjangkit kepada separuh daripada anak pasangan daripada salah seorang ibu bapa yang sakit. Kedua-dua jantina mempunyai kemungkinan yang sama untuk terjejas. Penghantaran menegak penyakit ini diperhatikan dalam keluarga: dari satu ibu bapa kepada separuh daripada kanak-kanak.

Genetik resesif autosomalpenyakit - Ini adalah penyakit yang mana seseorang mesti mewarisi dua salinan gen yang diubah (mutasi), satu daripada setiap ibu bapa. Dengan jenis warisan ini, satu perempat daripada anak pasangan itu sakit. Ibu bapa sihat, tetapi pembawa penyakit. Seseorang yang mempunyai hanya satu salinan gen yang diubah akan menjadi pembawa yang sihat. Untuk maklumat lanjut, lihat buku kecil Resesif Warisan.

Autosomal - sifat yang gennya terletak pada autosom.

Autosom - Manusia mempunyai 23 pasang kromosom. Pasangan 1 hingga 22 dipanggil autosom dan kelihatan sama pada lelaki dan wanita. Kromosom pasangan ke-23 adalah berbeza pada lelaki dan wanita dan dipanggil kromosom seks.

Biopsi vilus korionik, FVP - prosedur yang dilakukan semasa mengandung untuk mengumpul sel daripada janin untuk menguji gen atau kromosom anak dalam kandungan untuk keadaan tertentu yang diwarisi. Sebilangan kecil sel diambil dari plasenta yang sedang berkembang dan dihantar ke makmal untuk ujian. Untuk maklumat lanjut, lihat brosur Chorionic Villus Biopsy.

Faraj - organ yang menghubungkan rahim dengan persekitaran luaran, saluran kelahiran.

gen - maklumat yang diperlukan oleh organisma untuk berfungsi, disimpan dalam bentuk kimia (DNA) pada kromosom.

genetik - disebabkan oleh gen, berkaitan dengan gen.

Penyelidikan genetik - ujian yang boleh membantu menentukan sama ada terdapat perubahan dalam gen atau kromosom individu. Untuk maklumat lanjut, lihat brosur Apakah ujian genetik?

Penyakit genetik - penyakit yang disebabkan oleh kelainan pada gen atau kromosom.

Pemadaman - kehilangan sebahagian daripada bahan genetik (DNA); istilah ini boleh digunakan untuk merujuk kepada kehilangan sebahagian daripada gen dan kromosom. Untuk maklumat lanjut, lihat risalah Chromosomal Disorders.

DNA - bahan kimia dari mana gen tersusun dan mengandungi maklumat yang diperlukan untuk badan berfungsi.

Penduaan - pengulangan yang tidak normal bagi urutan bahan genetik (DNA) dalam gen atau kromosom. Untuk maklumat lanjut, lihat risalah Chromosomal Disorders.

Mengukur ketebalan ruang kolar (TVP) - Pemeriksaan ultrabunyi di belakang kawasan leher janin, yang dipenuhi dengan cecair pada awal kehamilan. Jika kanak-kanak itu mempunyai keadaan kongenital (contohnya, sindrom Down), ketebalan lutsinar nuchal boleh diubah.

Penyongsangan - perubahan dalam urutan gen pada satu kromosom. Untuk maklumat lanjut, lihat risalah Chromosomal Disorders.

Sisipan - penyisipan bahan genetik tambahan (DNA) ke dalam gen atau kromosom. Untuk maklumat lanjut, lihat risalah Chromosomal Disorders.

Karyotype - perihalan struktur kromosom individu, termasuk bilangan kromosom, bilangan kromosom seks (XX atau XY), dan sebarang sisihan daripada nombor biasa.

sel- Tubuh manusia terdiri daripada berjuta-juta sel yang berfungsi sebagai "blok binaan". Sel-sel di tempat yang berbeza dalam tubuh manusia kelihatan dan berfungsi secara berbeza. pelbagai fungsi. Setiap sel (kecuali telur pada wanita dan sperma pada lelaki) mengandungi dua salinan setiap gen.

Kromosom cincin ialah istilah yang digunakan apabila hujung kromosom bercantum untuk membentuk cincin. Untuk maklumat lanjut, lihat risalah Chromosomal Translocations.

Rahim - bahagian badan wanita di mana janin membesar semasa mengandung.

Kaunseling genetik perubatan- maklumat dan bantuan perubatan kepada orang yang prihatin tentang kehadiran keadaan dalam keluarga, mungkin bersifat keturunan.

Mutasi- perubahan dalam urutan DNA gen tertentu. Perubahan dalam urutan gen ini membawa kepada fakta bahawa maklumat yang terkandung di dalamnya terganggu, dan ia tidak dapat berfungsi dengan betul. Ini boleh membawa kepada perkembangan penyakit genetik.

Keguguran - hlm Penamatan kehamilan pramatang berlaku sebelum bayi mampu bertahan di luar rahim.

Translokasi tidak seimbang - translokasi, di mana penyusunan semula kromosom membawa kepada pemerolehan atau kehilangan sejumlah bahan kromosom (DNA), atau secara serentak kepada pemerolehan tambahan dan kehilangan sebahagian daripada bahan asal. Mungkin berlaku pada kanak-kanak yang ibu bapanya adalah pembawa translokasi seimbang. Untuk maklumat lanjut, lihat risalah Chromosomal Translocations.

Pembawa penyusunan semula kromosom - seseorang yang mempunyai translokasi seimbang, di mana jumlah bahan kromosom tidak berkurangan atau meningkat, yang biasanya tidak menyebabkan masalah kesihatan.

Pembawa - seseorang yang biasanya tidak mempunyai penyakit (pada masa ini) tetapi merupakan pembawa satu salinan gen yang diubah. Dalam kes penyakit resesif, pembawa biasanya sihat; dalam kes penyakit dominan dengan permulaan lewat, orang itu akan jatuh sakit kemudian.

Pembajaan - percantuman telur dan sperma untuk mencipta sel pertama kanak-kanak.

Plasenta- organ bersebelahan dengan dinding dalam rahim wanita hamil. Janin menerima nutrien melalui plasenta. Plasenta tumbuh daripada telur yang disenyawakan, jadi ia mengandungi gen yang sama seperti janin.

Keputusan positif - keputusan ujian yang menunjukkan bahawa orang yang diuji mempunyai perubahan (mutasi) dalam gen.

Kromosom seks - Kromosom X dan kromosom Y. Set kromosom seks menentukan sama ada seseorang itu lelaki atau perempuan. Wanita mempunyai dua kromosom X, lelaki mempunyai satu kromosom X dan satu kromosom Y.

Ujian ramalan - ujian genetik untuk mengenal pasti keadaan yang mungkin atau akan berkembang semasa hidup. Apabila ujian genetik bertujuan untuk mengenal pasti keadaan yang hampir pasti akan berkembang pada masa hadapan, ujian dipanggil prasimptomatik.

Diagnosis pranatal- kajian yang dijalankan semasa mengandung untuk menentukan ada atau tidaknya penyakit genetik pada kanak-kanak.

Translokasi timbal balik - translokasi yang berlaku apabila dua serpihan terputus daripada dua kromosom berbeza dan bertukar tempat. Untuk maklumat lanjut, lihat risalah Chromosomal Translocations.

Translokasi Robertsonian - berlaku apabila satu kromosom melekat pada kromosom yang lain. Untuk maklumat lanjut, lihat risalah Chromosomal Translocations.

Translokasi seimbang - t relokasi (penyusunan semula kromosom), di mana jumlah bahan kromosom tidak dikurangkan atau meningkat, tetapi ia dipindahkan dari satu kromosom ke kromosom yang lain. Seseorang yang mempunyai translokasi yang seimbang biasanya tidak mengalami ini, tetapi risiko mengembangkan penyakit genetik untuk anak-anaknya meningkat. Untuk maklumat lanjut, lihat risalah Chromosomal Translocations.

Keadaan melekat pada lantai- Lihat warisan berkaitan X.

Spermatozoon - sel kuman bapa, sumbangan bapa kepada pembentukan sel dari mana ia akan berkembang bayi baru. Setiap sperma mengandungi 23 kromosom, satu daripada setiap pasangan kromosom bapa. Sperma bergabung dengan telur untuk mencipta sel pertama dari mana anak dalam kandungan berkembang.

Translokasi - penyusunan semula bahan kromosom. Berlaku apabila serpihan satu kromosom terputus dan melekat pada lokasi lain. Untuk maklumat lanjut, lihat risalah Chromosomal Translocations.

Pemeriksaan ultrabunyi (ultrasound) - ujian tanpa rasa sakit yang menggunakan gelombang bunyi untuk mencipta imej janin yang tumbuh di dalam rahim ibu. Ia boleh dilakukan dengan menggerakkan kepala pengimbas di sepanjang permukaan dinding perut ibu (perut) atau di dalam faraj.

Kromosom - struktur seperti benang yang boleh dilihat di bawah mikroskop yang mengandungi gen. Biasanya, seseorang mempunyai 46 kromosom. Kita mewarisi satu set 23 kromosom daripada ibu kita, dan set kedua 23 kromosom daripada bapa kita.

Penyakit berkaitan X- penyakit genetik yang berlaku akibat mutasi (perubahan) pada gen yang terletak pada kromosom X. Penyakit berkaitan X termasuk hemofilia, distrofi otot Duchenne, sindrom X rapuh, dan banyak lagi. Untuk maklumat lanjut, lihat risalah warisan berkaitan X.

XX- beginilah cara set kromosom seks wanita biasanya diwakili. Biasanya, seorang wanita mempunyai dua kromosom X. Setiap kromosom X diwarisi daripada salah seorang ibu bapa.

kromosom X - Salah satu kromosom seks. Wanita biasanya mempunyai dua kromosom X. Lelaki biasanya mempunyai satu kromosom X dan satu kromosom Y.

Ovari / ovari- organ dalam badan wanita yang menghasilkan telur.

Ovum - sel pembiakan ibu, yang akan berfungsi sebagai asas untuk mencipta sel pertama anak yang belum lahir. Telur mengandungi 23 kromosom; satu daripada setiap pasangan yang ibu ada. Telur bercantum dengan sperma untuk membentuk sel pertama bayi.

De novo - dari frasa Latin yang bermaksud "baru." Digunakan untuk menerangkan perubahan dalam gen atau kromosom (mutasi) yang baru terbentuk, i.e. kedua-dua ibu bapa seseorang yang mengalami mutasi de novo tidak mempunyai perubahan ini.

XY- beginilah cara set kromosom seks lelaki biasanya diwakili. Dalam noria lelaki mempunyai satu kromosom X dan satu kromosom Y. Lelaki mewarisi kromosom X daripada ibu mereka dan kromosom Y daripada bapa mereka.

kromosom Y- salah satu kromosom seks. Biasanya, lelaki mempunyai satu kromosom Y dan satu kromosom X. Seorang wanita biasanya mempunyai dua kromosom X.

Semua protein badan ditulis dalam DNA selular. Hanya 4 jenis bes nukleik - dan gabungan asid amino yang tidak terkira banyaknya. Alam semulajadi memastikan bahawa setiap kegagalan tidak kritikal dan menjadikannya berlebihan. Tetapi kadangkala penyelewengan masih berlaku. Ia dipanggil mutasi. Ini adalah pelanggaran dalam rakaman kod DNA.

Berguna - jarang berlaku

Kebanyakan herotan ini (lebih daripada 99%) mempunyai makna negatif untuk organisma, yang menjadikan teori evolusi tidak dapat dipertahankan. Baki satu peratus tidak dapat memberikan kelebihan, kerana tidak setiap organisma bermutasi menghasilkan anak. Lagipun, secara semula jadi, tidak semua orang mempunyai hak untuk membiak. Mutasi sel berlaku lebih kerap pada lelaki - dan lelaki, seperti yang diketahui, secara semula jadi lebih kerap mati tanpa menghasilkan keturunan.

Wanita harus dipersalahkan

Walau bagaimanapun, manusia adalah pengecualian. Dalam spesies kita, ia paling kerap dicetuskan oleh tingkah laku wanita yang tidak bertanggungjawab. Merokok, alkohol, dadah, STD - dan bekalan telur terhad yang terdedah kepada pengaruh negatif dari awal kanak-kanak. Sekiranya ia wujud untuk lelaki, maka bagi wanita walaupun segelas kecil boleh mencetuskan gangguan dalam pembentukan telur yang betul. Walaupun wanita Eropah menikmati kebebasan, wanita Arab berpantang - dan melahirkan anak yang sihat.

Tersalah tulis

Mutasi ialah perubahan kekal dalam DNA. Ia boleh menjejaskan zon kecil atau keseluruhan blok dalam kromosom. Tetapi walaupun pelanggaran minimum mengubah kod DNA, memaksa sintesis asid amino yang sama sekali berbeza - oleh itu, keseluruhan protein yang dikodkan oleh bahagian ini tidak akan berfungsi.

Tiga jenis

Mutasi ialah gangguan salah satu jenis - sama ada diwarisi, mutasi de novo atau mutasi tempatan. Dalam kes pertama, ini adalah Dalam kedua, pelanggaran pada tahap sperma atau telur, serta akibat pendedahan kepada faktor berbahaya selepas persenyawaan. Faktor berbahaya bukan sahaja tabiat buruk, tetapi juga keadaan persekitaran yang tidak baik (termasuk sinaran). Mutasi de novo ialah gangguan dalam semua sel badan kerana ia timbul daripada mutasi asal yang tidak normal. Dalam kes ketiga, ia adalah tempatan, atau tidak berlaku pada peringkat awal dan tidak menjejaskan semua sel badan dengan tahap kebarangkalian yang tinggi ia tidak dihantar kepada anak, tidak seperti jenis gangguan pertama dan kedua.

Jika masalah timbul pada peringkat awal kehamilan, gangguan mozek berlaku. Dalam kes ini, beberapa sel terjejas oleh penyakit ini, ada yang tidak. Dengan jenis ini, terdapat kebarangkalian tinggi bahawa kanak-kanak itu akan dilahirkan hidup. Kebanyakan gangguan genetik tidak dapat dilihat, kerana dalam kes ini keguguran sering berlaku. Ibu sering tidak menyedari kehamilan itu; Jika mutasi tidak berbahaya dan berlaku dengan kerap, ia dipanggil polimorfisme. Ini adalah bagaimana kumpulan darah dan warna iris timbul. Walau bagaimanapun, polimorfisme boleh meningkatkan kemungkinan penyakit tertentu.

Tiga kumpulan saintis Amerika, secara bebas antara satu sama lain, berjaya buat kali pertama untuk mewujudkan hubungan antara mutasi dalam gen tertentu dan kemungkinan kanak-kanak mengalami gangguan spektrum autisme, The New York Times melaporkan. Di samping itu, penyelidik mendapati pengesahan saintifik mengenai hubungan langsung yang dikenal pasti sebelum ini antara umur ibu bapa, terutamanya bapa, dan risiko mengembangkan autisme pada anak mereka.

Ketiga-tiga kumpulan memberi tumpuan kepada kumpulan mutasi genetik yang jarang ditemui yang dipanggil "de novo." Mutasi ini tidak diwarisi, tetapi timbul semasa pembuahan. Sebagai bahan genetik, sampel darah diambil daripada ahli keluarga di mana ibu bapanya tidak autistik, dan kanak-kanak mengalami pelbagai gangguan spektrum autisme.

Kumpulan pertama saintis, yang diketuai oleh Matthew W. State, seorang profesor genetik dan psikiatri kanak-kanak di Universiti Yale yang kerjanya diterbitkan pada 4 April dalam jurnal Nature, menganalisis kehadiran mutasi de novo dalam 200 orang yang didiagnosis dengan autisme yang ibu bapa mereka , adik-beradik itu tidak autisme. Akibatnya, dua kanak-kanak ditemui dengan mutasi yang sama dalam gen yang sama, dan tiada apa-apa lagi yang menghubungkan mereka kecuali diagnosis.

"Ia seperti memukul mata yang sama pada sasaran dua kali apabila bermain dart Kebarangkalian bahawa mutasi yang ditemui dikaitkan dengan autisme adalah 99.9999 peratus," kata penerbitan itu memetik Profesor State.

Satu pasukan yang diketuai oleh Evan E. Eichler, seorang profesor genetik di Universiti Washington, memeriksa sampel darah daripada 209 keluarga dengan kanak-kanak autistik dan mendapati mutasi yang sama dalam gen yang sama dalam seorang kanak-kanak. Di samping itu, dua kanak-kanak autistik daripada keluarga berbeza dikenal pasti yang mempunyai mutasi "de novo" yang sama, tetapi dalam gen yang berbeza. Tiada kebetulan sedemikian diperhatikan dalam kalangan subjek bukan autistik.

Kumpulan penyelidik ketiga, yang diketuai oleh Profesor Mark J. Daly dari Universiti Harvard, menemui beberapa kes mutasi de novo dalam tiga gen yang sama dalam kanak-kanak autistik. Sekurang-kurangnya satu mutasi jenis ini terdapat dalam genotip mana-mana orang, tetapi, Daly percaya, orang autistik, secara purata, mempunyai lebih banyak daripada mereka.

Ketiga-tiga kumpulan penyelidik juga mengesahkan hubungan yang diperhatikan sebelum ini antara umur ibu bapa dan autisme pada kanak-kanak itu. Semakin tua ibu bapa, terutamanya bapa, semakin tinggi risiko mutasi de novo. Selepas menganalisis 51 mutasi, pasukan yang diketuai oleh Profesor Eichler mendapati bahawa jenis kerosakan ini empat kali lebih biasa dalam DNA lelaki berbanding DNA wanita. Dan lebih kerap lagi jika umur lelaki itu melebihi 35 tahun. Oleh itu, saintis mencadangkan bahawa bahan genetik bapa yang rosak yang diterima oleh anak semasa dalam kandungan adalah punca mutasi tersebut yang membawa kepada perkembangan gangguan autistik.

Para saintis bersetuju bahawa pencarian cara untuk mencegah perkembangan sedemikian akan mengambil masa yang lama penyelidikan mengenai sifat genetik autisme baru sahaja bermula. Khususnya, pasukan Eichler dan Daly menemui bukti bahawa gen di mana mutasi de novo ditemui terlibat dalam proses biologi yang sama. "Tetapi ini hanyalah puncak gunung ais," kata Profesor Eichler "Perkara utama ialah kita semua bersetuju di mana untuk bermula."

BAB 16 ONTOGENESIS SISTEM REPRODUKTIF DAN GANGGUANNYA

BAB 17 KESIHATAN, BEBAN GENETIK DAN PATOLOGI KEturunan

BAB 18 KAEDAH DIAGNOSTIK TAHAP PERTAMA PATOLOG KETURUNAN

BAB 19 KAEDAH DIAGNOSTIK TAHAP KEDUA PATOLOG KETURUNAN.

BAHAGIAN 3. PENYAKIT MOLEKUL DENGAN WARISAN TRADISIONAL DAN BUKAN TRADISIONAL. ASINGKAN KELAS DAN NOSOLOGI. PENCEGAHAN PATOLOG KETURUNAN BAB 21 PENYAKIT MONOGENIK

BAB 27 PENGEMBANGAN ULANGAN NUKLEOTIDA ACYLOTE DEOXYRIBONUCLEIC DAN PENYAKIT PENGEMBANGAN

BAB 5 VARIABILITI ORGANISME

BAB 5 VARIABILITI ORGANISME

Jumlah maklumat

Kebolehubahan sesuatu organisma ialah kebolehubahan genomnya, yang menentukan perbezaan genotip dan fenotip seseorang dan menyebabkan kepelbagaian evolusi genotip dan fenotipnya (lihat Bab 2 dan 3).

Perkembangan intrauterin embrio, embrio, janin, perkembangan selepas bersalin badan manusia (bayi, kanak-kanak, remaja, remaja, dewasa, penuaan dan kematian) dijalankan mengikut program genetik ontogenesis, yang dibentuk oleh gabungan genom ibu dan bapa (lihat Bab 2 dan 12).

Semasa ontogenesis, genom badan individu dan maklumat yang dikodkan di dalamnya mengalami transformasi berterusan di bawah pengaruh faktor persekitaran. Perubahan yang berlaku dalam genom boleh dihantar dari generasi ke generasi, menyebabkan kebolehubahan dalam ciri dan fenotip organisma dalam keturunan.

Pada awal abad ke-20. Ahli zoologi Jerman W. Hacker mengenal pasti cabang genetik yang dikhaskan untuk mengkaji hubungan dan hubungan antara genotip dan fenotip serta analisis kebolehubahannya, dan memanggilnya. fenogenetik.

Pada masa ini, ahli fenogenetik membezakan dua kelas kebolehubahan: bukan keturunan (atau pengubahsuaian), yang tidak dihantar dari generasi ke generasi, dan keturunan, yang dihantar dari generasi ke generasi.

Sebaliknya, kebolehubahan keturunan juga terdapat dalam dua kelas: gabungan (rekombinasi) dan mutasi. Kebolehubahan kelas pertama ditentukan oleh tiga mekanisme: pertemuan rawak gamet semasa persenyawaan; menyeberang, atau penggabungan semula meiotik (pertukaran bahagian yang sama antara kromosom homolog dalam prophase bahagian pertama meiosis); perbezaan bebas kromosom homolog kepada kutub pembahagian semasa pembentukan sel anak semasa mitosis dan meiosis. Kebolehubahan kedua

kelas disebabkan oleh mutasi titik, kromosom dan genomik (lihat di bawah).

Mari kita pertimbangkan secara berurutan pelbagai kelas dan jenis kebolehubahan organisma pada peringkat yang berbeza dalam perkembangan individunya.

Kebolehubahan semasa persenyawaan gamet dan permulaan fungsi genom organisma yang baru lahir

Genom ibu dan bapa tidak boleh berfungsi secara berasingan antara satu sama lain.

Hanya dua genom ibu bapa, bersatu dalam zigot, memberikan asal-usul kehidupan molekul, kemunculan keadaan kualitatif baru - salah satu sifat bahan biologi.

Dalam Rajah. Rajah 23 menunjukkan hasil interaksi dua genom ibu bapa semasa persenyawaan gamet.

Mengikut formula persenyawaan: zigot = telur + sperma, permulaan perkembangan zigot ialah momen pembentukan berganda (diploid) apabila dua set haploid gamet ibu bapa bertemu. Pada masa itulah kehidupan molekul timbul dan rangkaian tindak balas berurutan dilancarkan berdasarkan pertama kali pada ekspresi gen genotip zigot, dan kemudian pada genotip sel somatik anak perempuan yang muncul daripadanya. Gen individu dan kumpulan gen dalam genotip semua sel badan mula "menghidupkan" dan "mematikan" semasa pelaksanaan program genetik ontogenesis.

Peranan utama dalam peristiwa yang berlaku adalah milik telur, yang mempunyai dalam nukleus dan sitoplasma segala yang diperlukan untuk percambahan.

nasi. 23. Keputusan interaksi dua genom ibu bapa semasa persenyawaan gamet (gambar dari www.bio.1september.ru; www.bio.fizteh.ru; www. vetfac.nsau.edu.ru, masing-masing)

perkembangan dan kesinambungan hidup, komponen struktur dan fungsi nukleus dan sitoplasma (intipati matriarki biologi). Sperma mengandungi DNA dan tidak mengandungi komponen sitoplasma. Setelah menembusi telur, DNA sperma bersentuhan dengan DNAnya, dan dengan itu mekanisme molekul utama yang berfungsi sepanjang hayat organisma "dihidupkan" dalam zigot: interaksi DNA-DNA dua genom ibu bapa. Tegasnya, genotip diaktifkan, diwakili oleh kira-kira bahagian yang sama urutan nukleotida DNA asal ibu dan bapa (tanpa mengambil kira mtDNA sitoplasma). Marilah kita permudahkan apa yang telah diperkatakan: permulaan kehidupan molekul dalam zigot adalah pelanggaran kestabilan persekitaran dalaman telur (homeostasisnya), dan keseluruhan kehidupan molekul seterusnya organisma multisel adalah keinginan untuk memulihkan homeostasis terdedah kepada faktor persekitaran atau keseimbangan antara dua keadaan yang bertentangan: kestabilan Di satu pihak dan kebolehubahan dengan yang lain. Ini adalah hubungan sebab dan akibat yang menentukan kemunculan dan kesinambungan kehidupan molekul organisma semasa ontogenesis.

Sekarang mari kita perhatikan keputusan dan kepentingan kebolehubahan genom sesuatu organisma sebagai hasil evolusi. Pertama, mari kita pertimbangkan persoalan tentang keunikan genotip zigot atau sel progenitor semua sel, tisu, organ dan sistem badan.

Persenyawaan itu sendiri berlaku secara kebetulan: satu gamet betina disenyawakan oleh hanya satu gamet lelaki daripada 200-300 juta sperma yang terkandung dalam ejakulasi lelaki. Jelas sekali bahawa setiap telur dan setiap sperma dibezakan antara satu sama lain dengan banyak ciri genotip dan fenotip: kehadiran gen yang diubah atau tidak berubah dalam komposisi dan gabungan (hasil kebolehubahan gabungan), urutan urutan nukleotida DNA yang berbeza, saiz, bentuk yang berbeza. , aktiviti berfungsi (motilitas), kematangan gamet, dll. Perbezaan inilah yang membolehkan kita bercakap tentang keunikan genom mana-mana gamet dan, akibatnya, genotip zigot dan keseluruhan organisma: kemalangan persenyawaan gamet memastikan kelahiran organisma individu yang unik secara genetik.

Dalam erti kata lain, kehidupan molekul seseorang (seperti kehidupan makhluk biologi secara umum) adalah "hadiah takdir" atau, jika anda suka, "kurniaan ilahi", kerana bukannya individu tertentu dengan yang sama.

ada kemungkinan saudara lelaki dan perempuan yang berbeza secara genetik boleh dilahirkan.

Sekarang mari kita teruskan perbincangan kita tentang keseimbangan antara kestabilan dan kebolehubahan bahan keturunan. Dalam erti kata yang luas, mengekalkan keseimbangan sedemikian adalah pemeliharaan dan perubahan serentak (transformasi) kestabilan bahan keturunan di bawah pengaruh dalaman (homeostasis) dan faktor persekitaran luaran (norma tindak balas). Homeostasis bergantung kepada genotip yang disebabkan oleh gabungan dua genom (lihat Rajah 23). Kadar tindak balas ditentukan oleh interaksi genotip dengan faktor persekitaran.

Norma dan julat tindak balas

Cara tertentu badan bertindak balas sebagai tindak balas kepada faktor persekitaran dipanggil norma tindak balas. Ia adalah gen dan genotip yang bertanggungjawab untuk pembangunan dan julat pengubahsuaian ciri individu dan fenotip keseluruhan organisma. Pada masa yang sama, tidak semua keupayaan genotip direalisasikan dalam fenotip, i.e. fenotip ialah kes tertentu (untuk individu) pelaksanaan genotip di bawah keadaan persekitaran tertentu. Oleh itu, sebagai contoh, antara kembar monozigotik yang mempunyai genotip yang sama sepenuhnya (100% gen biasa), perbezaan fenotip yang ketara didedahkan jika kembar itu membesar dalam keadaan persekitaran yang berbeza.

Norma tindak balas boleh menjadi sempit atau luas. Dalam kes pertama, kestabilan sifat individu (fenotip) dikekalkan hampir tanpa mengira pengaruh persekitaran. Contoh gen dengan norma tindak balas sempit atau gen bukan plastik adalah gen yang mengekodkan sintesis antigen kumpulan darah, warna mata, keriting rambut, dll. Tindakan mereka adalah sama dalam mana-mana (serasi dengan kehidupan) keadaan luaran. Dalam kes kedua, kestabilan sifat individu (fenotip) berubah bergantung kepada pengaruh persekitaran. Contoh gen dengan kadar tindak balas yang luas atau gen plastik- gen yang mengawal bilangan sel darah merah (berbeza untuk orang yang mendaki gunung dan orang yang menuruni gunung). Satu lagi contoh norma tindak balas yang luas ialah perubahan warna kulit (penyamakan), yang dikaitkan dengan keamatan dan masa pendedahan kepada sinaran ultraviolet pada badan.

Bercakap tentang julat tindak balas, seseorang harus mengingati perbezaan fenotip yang muncul pada individu (genotipnya) bergantung pada

keadaan persekitaran "habis" atau "diperkaya" di mana organisma itu berada. Mengikut definisi I.I. Schmalhausen (1946), "bukan ciri-ciri seperti itu yang diwarisi, tetapi norma reaksi mereka terhadap perubahan dalam keadaan kewujudan organisma."

Oleh itu, norma dan julat tindak balas adalah had kebolehubahan genotip dan fenotip organisma apabila keadaan persekitaran berubah.

Ia juga harus diperhatikan bahawa antara faktor dalaman yang mempengaruhi manifestasi fenotip gen dan genotip, jantina dan umur individu mempunyai kepentingan tertentu.

Faktor luaran dan dalaman yang menentukan perkembangan sifat dan fenotip termasuk dalam tiga kumpulan faktor utama yang ditunjukkan dalam bab, termasuk gen dan genotip, mekanisme intermolecular (DNA-DNA) dan interaksi intergenik antara genom ibu bapa, dan faktor persekitaran.

Sudah tentu, asas untuk penyesuaian organisma kepada keadaan persekitaran (asas ontogenesis) adalah genotipnya. Khususnya, individu dengan genotip yang tidak menyekat kesan negatif gen patologi dan faktor persekitaran meninggalkan lebih sedikit keturunan daripada individu yang kesan yang tidak diingini ditindas.

Berkemungkinan genotip organisma yang lebih berdaya maju termasuk gen khas (gen pengubah suai) yang menyekat tindakan gen "memudaratkan" sedemikian rupa sehingga alel jenis normal menjadi dominan sebaliknya.

KEBOLEH UBAH BUKAN WARISAN

Bercakap tentang kebolehubahan bukan keturunan bahan genetik, mari kita pertimbangkan sekali lagi contoh norma tindak balas yang luas - perubahan warna kulit di bawah pengaruh sinaran ultraviolet. "Tan" tidak diturunkan dari generasi ke generasi, i.e. tidak diwarisi, walaupun gen plastik terlibat dalam kejadiannya.

Dengan cara yang sama, hasil kecederaan, perubahan parut dalam tisu dan membran mukus akibat penyakit terbakar, radang dingin, keracunan dan banyak tanda lain yang disebabkan semata-mata oleh faktor persekitaran tidak diwarisi. Pada masa yang sama, ia harus ditekankan: perubahan atau pengubahsuaian bukan keturunan dikaitkan dengan keturunan

sifat semula jadi organisma tertentu, kerana ia terbentuk dengan latar belakang genotip tertentu di bawah keadaan persekitaran tertentu.

Kebolehubahan gabungan keturunan

Seperti yang dinyatakan pada permulaan bab, sebagai tambahan kepada mekanisme pertemuan rawak gamet semasa persenyawaan, kebolehubahan gabungan termasuk mekanisme persilangan dalam bahagian pertama meiosis dan perbezaan bebas kromosom ke kutub bahagian semasa pembentukan anak perempuan. sel semasa mitosis dan meiosis (lihat Bab 9).

Menyilang di bahagian meiotik pertama

Disebabkan oleh mekanisme menyeberangi kaitan gen kepada kromosom kerap terganggu dalam profasa pembahagian pertama meiosis akibat daripada percampuran (pertukaran) gen asal bapa dan ibu (Rajah 24).

Pada awal abad ke-20. apabila membuka lintasan di atas T.H. Morgan dan pelajarnya mencadangkan bahawa persilangan antara dua gen boleh berlaku bukan sahaja pada satu, tetapi juga pada dua, tiga (masing-masing dua kali ganda dan tiga kali ganda) dan lebih banyak mata. Penindasan penyeberangan dicatatkan di kawasan yang bersebelahan dengan mata pertukaran; penindasan ini dipanggil gangguan.

Akhirnya, ia dikira: untuk satu meiosis lelaki terdapat 39 hingga 64 chiasmata atau gabungan semula, dan untuk satu meiosis wanita terdapat sehingga 100 chiasmata.

nasi. 24. Skim persilangan dalam bahagian pertama meiosis (menurut Shevchenko V.A. et al., 2004):

a - kromatid kakak bagi kromosom homolog sebelum permulaan meiosis; b - mereka semasa pachytene (spiralisasi mereka kelihatan); c - mereka juga semasa diplotena dan diakinesis (anak panah menunjukkan tempat-tempat persilangan-over-chiasma, atau kawasan pertukaran)

Akibatnya, mereka membuat kesimpulan: kaitan gen kepada kromosom sentiasa terganggu semasa persilangan.

Faktor yang mempengaruhi crossing over

Crossing over adalah salah satu proses genetik biasa dalam badan, dikawal oleh banyak gen secara langsung dan melalui keadaan fisiologi sel semasa meiosis dan juga mitosis.

Faktor-faktor yang mempengaruhi crossing over termasuk:

Seks homo dan heterogametik (kita bercakap tentang persilangan mitosis pada lelaki dan perempuan eukariota seperti Drosophila dan ulat sutera); Oleh itu, dalam Drosophila persilangan terus berjalan secara normal; dalam ulat sutera ia sama ada normal atau tiada; pada manusia, perhatian harus diberikan kepada jantina campuran (“ketiga”) dan khususnya kepada peranan menyeberang dalam anomali perkembangan jantina dalam hermafroditisme lelaki dan wanita (lihat Bab 16);

Struktur kromatin; kekerapan persilangan di kawasan kromosom yang berbeza dipengaruhi oleh taburan heterokromatik (kawasan pericentromeric dan telomerik) dan kawasan eukromatik; khususnya, di kawasan pericentromeric dan telomerik, kekerapan menyeberang dikurangkan, dan jarak antara gen yang ditentukan oleh kekerapan menyeberang mungkin tidak sepadan dengan yang sebenar;

Keadaan fungsi badan; Apabila umur meningkat, tahap spiralisasi kromosom dan kadar pembahagian sel berubah;

Genotip; ia mengandungi gen yang meningkatkan atau mengurangkan kekerapan persilangan; "Loker" yang terakhir ialah penyusunan semula kromosom (penyongsangan dan translokasi), yang merumitkan konjugasi normal kromosom dalam zigotena;

Faktor eksogen: pendedahan kepada suhu, sinaran mengion dan larutan garam pekat, mutagen kimia, ubat dan hormon, yang biasanya meningkatkan kekerapan silang.

Kekerapan persilangan meiotik dan mitosis dan SCO kadangkala digunakan untuk menilai kesan mutagenik ubat, karsinogen, antibiotik dan sebatian kimia lain.

Persimpangan yang tidak sama rata

Dalam kes yang jarang berlaku, semasa melintasi, patah diperhatikan pada titik asimetri kromatid kakak, dan ia bertukar

dibahagikan kepada kawasan yang tidak sama rata antara mereka - ini adalah lintasan yang tidak sama rata.

Pada masa yang sama, kes telah diterangkan apabila, semasa mitosis, konjugasi mitosis (gandingan yang salah) kromosom homolog diperhatikan dan penggabungan semula berlaku antara kromatid bukan saudara perempuan. Fenomena ini dipanggil penukaran gen.

Kepentingan mekanisme ini sukar untuk dinilai terlalu tinggi. Sebagai contoh, akibat pasangan kromosom homolog yang tidak betul di sepanjang ulangan mengapit, penggandaan (penduaan) atau kehilangan (penghapusan) rantau kromosom yang mengandungi gen PMP22 mungkin berlaku, yang akan membawa kepada perkembangan deria motor dominan autosomal keturunan. neuropati Charcot-Marie-Tooth.

Persilangan yang tidak sama rata adalah salah satu mekanisme untuk berlakunya mutasi. Sebagai contoh, myelin protein periferal dikodkan oleh gen PMP22, terletak pada kromosom 17 dan mempunyai panjang kira-kira 1.5 juta bp. Gen ini diapit oleh dua ulangan homolog lebih kurang 30 kb panjangnya. (ulang terletak pada rusuk gen).

Terutamanya banyak mutasi akibat persilangan yang tidak sama berlaku dalam pseudogenes. Kemudian sama ada serpihan satu alel dipindahkan ke alel lain, atau serpihan pseudogen dipindahkan ke gen. Sebagai contoh, mutasi yang serupa diperhatikan apabila urutan pseudogen dipindahkan ke gen 21-hidroksilase (CYP21B) dalam sindrom adrenogenital atau hiperplasia adrenal kongenital (lihat Bab 14 dan 22).

Di samping itu, disebabkan penggabungan semula semasa persilangan yang tidak sama rata, pelbagai bentuk alel gen yang mengekod antigen kelas I HLA boleh terbentuk.

Perbezaan bebas kromosom homolog kepada kutub pembahagian semasa pembentukan sel anak semasa mitosis dan meiosis

Disebabkan oleh proses replikasi yang mendahului mitosis sel somatik, jumlah bilangan urutan nukleotida DNA berganda. Pembentukan sepasang kromosom homolog berlaku daripada dua kromosom bapa dan dua kromosom ibu. Apabila keempat-empat kromosom ini diedarkan ke dalam dua sel anak, setiap sel akan menerima satu kromosom paternal dan satu ibu (untuk setiap pasangan set kromosom), tetapi yang mana antara keduanya, yang pertama atau kedua, tidak diketahui. Berlaku

taburan rawak kromosom homolog. Ia mudah dikira: disebabkan oleh pelbagai kombinasi 23 pasang kromosom, jumlah bilangan sel anak ialah 2 23, atau lebih daripada 8 juta (8 χ 10 6) varian gabungan kromosom dan gen yang terletak pada mereka. Akibatnya, dengan pengagihan rawak kromosom ke dalam sel anak, setiap daripada mereka akan mempunyai karyotype dan genotip uniknya sendiri (versi gabungan kromosom dan gen yang dikaitkan dengan mereka, masing-masing). Perlu diingatkan bahawa terdapat varian patologi pengedaran kromosom ke dalam sel anak. Sebagai contoh, kemasukan ke dalam satu daripada dua sel anak perempuan hanya satu (asal bapa atau ibu) kromosom X akan membawa kepada monosomi (sindrom Shereshevsky-Turner, karyotype 45, XO), kemasukan tiga autosom yang sama akan membawa kepada trisomi (Down). sindrom, 47,XY ,+21, Patau, 47,ХХ+13 dan Edvadsa, 47,ХХ+18;

Seperti yang dinyatakan dalam Bab 5, dua kromosom asal ibu bapa atau dua ibu bapa boleh memasuki satu sel anak perempuan secara serentak - ini adalah isodisomi uniparental untuk sepasang kromosom tertentu: Sindrom Silver-Russell (dua kromosom ibu 7), sindrom Beckwitt-Wiedemann (dua paternal). kromosom 11), Angelman (dua kromosom bapa 15), Prader-Willi (dua kromosom ibu 15). Secara umum, jumlah gangguan pengedaran kromosom mencapai 1% daripada semua gangguan kromosom pada manusia. Gangguan ini mempunyai kepentingan evolusi yang besar, kerana ia mewujudkan kepelbagaian populasi karyotype, genotip dan fenotip manusia. Selain itu, setiap varian patologi adalah produk evolusi yang unik.

Hasil daripada pembahagian meiotik kedua, 4 sel anak terbentuk. Setiap daripada mereka akan menerima satu sama ada kromosom ibu atau bapa daripada kesemua 23 kromosom.

Untuk mengelakkan kesilapan yang mungkin berlaku dalam pengiraan kami selanjutnya, kami akan menganggapnya sebagai peraturan: hasil daripada pembahagian meiotik kedua, 8 juta varian gamet lelaki dan 8 juta varian gamet betina juga terbentuk. Kemudian jawapan kepada soalan, apakah jumlah isipadu kombinasi varian kromosom dan gen yang terletak pada mereka apabila dua gamet bertemu, berikut: 2 46 atau 64 χ 10 12, i.e. 64 trilion.

Pembentukan bilangan genotip (secara teorinya mungkin) apabila dua gamet bertemu dengan jelas menerangkan maksud heterogeniti genotip.

Nilai kebolehubahan gabungan

Kebolehubahan gabungan penting bukan sahaja untuk kepelbagaian dan keunikan bahan keturunan, tetapi juga untuk pemulihan (pembaikan) kestabilan molekul DNA apabila kedua-dua helai rosak. Contohnya ialah pembentukan jurang DNA beruntai tunggal bertentangan dengan lesi yang tidak diperbaiki. Jurang yang terhasil tidak boleh diperbetulkan dengan tepat tanpa melibatkan untaian DNA biasa dalam pembaikan.

Kebolehubahan mutasi

Bersama dengan keunikan dan heterogeniti genotip dan fenotip hasil daripada kebolehubahan gabungan, sumbangan besar kepada kebolehubahan genom dan fenomena manusia dibuat oleh kebolehubahan mutasi keturunan dan heterogeniti genetik yang terhasil.

Variasi dalam jujukan nukleotida DNA boleh dibahagikan secara konvensional kepada mutasi dan polimorfisme genetik (lihat Bab 2). Pada masa yang sama, jika heterogeniti genotip adalah ciri malar (normal) kebolehubahan genom, maka kebolehubahan mutasi- ini, sebagai peraturan, patologinya.

Kebolehubahan patologi genom disokong, contohnya, oleh persilangan yang tidak sama rata, perbezaan kromosom yang tidak betul ke kutub pembahagian semasa pembentukan sel anak, kehadiran sebatian genetik dan siri alel. Dalam erti kata lain, kebolehubahan gabungan dan mutasi turun-temurun ditunjukkan pada manusia melalui kepelbagaian genotip dan fenotip yang ketara.

Mari kita jelaskan istilah dan pertimbangkan isu umum teori mutasi.

ISU UMUM DALAM TEORI MUTASI

Mutasi terdapat perubahan dalam organisasi struktur, kuantiti dan/atau fungsi bahan keturunan dan protein yang disintesis olehnya. Konsep ini pertama kali dicadangkan oleh Hugo de Vries

pada tahun 1901-1903 dalam karyanya "Teori Mutasi," di mana beliau menerangkan sifat asas mutasi. mereka:

Muncul secara tiba-tiba;

Diwariskan dari generasi ke generasi;

Diwarisi mengikut jenis dominan (dimanifestasikan dalam heterozigot dan homozigot) dan jenis resesif (dimanifestasikan dalam homozigot);

Mereka tidak mempunyai arah ("memutasi" mana-mana lokus, menyebabkan perubahan kecil atau menjejaskan tanda-tanda vital);

Mengikut manifestasi fenotip mereka, mereka boleh berbahaya (kebanyakan mutasi), bermanfaat (sangat jarang) atau acuh tak acuh;

Berlaku dalam sel somatik dan kuman.

Di samping itu, mutasi yang sama boleh berlaku berulang kali.

Proses mutasi atau mutagenesis, ialah proses pembentukan mutasi yang berterusan di bawah pengaruh mutagen - faktor persekitaran yang merosakkan bahan keturunan.

Pertama teori mutagenesis berterusan dicadangkan pada tahun 1889 oleh saintis Rusia dari St. Petersburg University S.I. Korzhinsky dalam bukunya "Heterogenesis dan Evolusi".

Seperti yang dipercayai pada masa ini, mutasi boleh muncul secara spontan, tanpa sebab luaran yang kelihatan, tetapi di bawah pengaruh keadaan dalaman dalam sel dan badan - ini adalah mutasi spontan atau mutagenesis spontan.

Mutasi yang disebabkan secara buatan oleh pendedahan kepada faktor luaran yang bersifat fizikal, kimia atau biologi adalah mutasi yang disebabkan, atau mutagenesis teraruh.

Mutasi yang paling biasa dipanggil mutasi utama(contohnya, mutasi dalam gen distrofi otot Duchenne-Becker, fibrosis kistik, anemia sel sabit, fenilketonuria, dll.). Kit komersil kini telah dicipta yang membolehkan untuk mengenal pasti secara automatik yang paling penting daripadanya.

Mutasi yang baru berlaku dipanggil mutasi atau mutasi baru de novo. Sebagai contoh, ini termasuk mutasi yang mendasari beberapa penyakit dominan autosomal, seperti achondroplasia (10% daripada kes penyakit adalah bentuk keluarga), Recklinghausen neurofibromatosis jenis I (50-70% adalah bentuk keluarga), penyakit Alzheimer, Huntington's chorea. .

Mutasi dari keadaan normal gen (sifat) kepada keadaan patologi dipanggil lurus.

Mutasi daripada keadaan patologi gen (sifat) kepada keadaan normal dipanggil terbalik atau pembalikan.

Keupayaan untuk kembali pertama kali ditubuhkan pada tahun 1935 oleh N.V. Timofeev-Ressovsky.

Mutasi seterusnya dalam gen yang menindas fenotip mutan primer dipanggil penekan. Penindasan mungkin intragenik(memulihkan aktiviti fungsi protein; asid amino tidak sepadan dengan yang asal, iaitu tiada kebolehbalikan sebenar) dan ekstragenik(struktur tRNA berubah, akibatnya tRNA mutan memasukkan asid amino lain dalam polipeptida dan bukannya yang dikodkan oleh triplet yang rosak).

Mutasi dalam sel somatik dipanggil mutasi somatik. Mereka membentuk klon sel patologi (satu set sel patologi) dan, dalam kes kehadiran serentak sel normal dan patologi dalam badan, membawa kepada mozek selular (contohnya, dalam osteodystrophy keturunan Albright, ekspresi penyakit bergantung kepada bilangan sel abnormal).

Mutasi somatik boleh sama ada kekeluargaan atau sporadis (bukan keluarga). Mereka mendasari perkembangan neoplasma malignan dan proses penuaan pramatang.

Sebelum ini, ia dianggap sebagai aksiom bahawa mutasi somatik tidak diwarisi. Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, penghantaran dari generasi ke generasi kecenderungan keturunan 90% bentuk multifaktorial dan 10% bentuk kanser monogenik, yang ditunjukkan oleh mutasi dalam sel somatik, telah terbukti.

Mutasi dalam sel kuman dipanggil mutasi germinal. Adalah dipercayai bahawa mereka kurang biasa daripada mutasi somatik, mendasari semua penyakit keturunan dan beberapa penyakit kongenital, ditularkan dari generasi ke generasi dan juga boleh menjadi keluarga atau sporadis. Bidang mutagenesis am yang paling dikaji adalah fizikal dan, khususnya, mutagenesis sinaran. Sebarang sumber sinaran mengion berbahaya kepada kesihatan manusia, sebagai peraturan, mempunyai kesan mutagenik, teratogenik dan karsinogenik yang kuat. Kesan mutagen bagi satu dos sinaran adalah lebih tinggi daripada sinaran kronik; Dos sinaran 10 rad menggandakan kadar mutasi pada manusia. Telah terbukti bahawa sinaran mengion boleh menyebabkan mutasi yang membawa kepada

kepada penyakit keturunan (kongenital) dan onkologi, dan ultraviolet - untuk mendorong kesilapan replikasi DNA.

Bahaya paling besar ialah mutagenesis kimia. Terdapat kira-kira 7 juta sebatian kimia di dunia. Kira-kira 50-60 ribu bahan kimia sentiasa digunakan dalam ekonomi negara, dalam pengeluaran dan dalam kehidupan seharian. Kira-kira seribu sebatian baru diperkenalkan ke dalam amalan setiap tahun. Daripada jumlah ini, 10% dapat menyebabkan mutasi. Ini termasuk racun herba dan racun perosak (bahagian mutagen di antara mereka mencapai 50%), serta beberapa ubat (beberapa antibiotik, hormon sintetik, sitostatik, dll.).

Terdapat juga mutagenesis biologi. Mutagen biologi termasuk: protein asing vaksin dan serum, virus (varicella, rubella campak, polio, herpes simplex, AIDS, ensefalitis) dan DNA, faktor eksogen (pemakanan protein yang lemah), sebatian histamin dan derivatifnya, hormon steroid (faktor endogen) . Menguatkan kesan mutagen luaran komutgen(toksin).

Sejarah genetik mempunyai banyak contoh tentang kepentingan hubungan antara gen dan sifat. Salah satunya ialah pengelasan mutasi bergantung kepada kesan fenotipnya.

Klasifikasi mutasi bergantung pada kesan fenotipnya

Klasifikasi mutasi ini mula-mula dicadangkan pada tahun 1932 oleh G. Möller. Mengikut klasifikasi, yang berikut telah dikenalpasti:

Mutasi amorfus. Ini adalah keadaan di mana sifat yang dikawal oleh alel patologi tidak dinyatakan kerana alel patologi tidak aktif berbanding dengan alel biasa. Mutasi sedemikian termasuk gen albinisme (11q14.1) dan kira-kira 3000 penyakit resesif autosomal;

Mutasi antimorfik. Dalam kes ini, nilai sifat yang dikawal oleh alel patologi adalah bertentangan dengan nilai sifat yang dikawal oleh alel normal. Mutasi sedemikian termasuk gen kira-kira 5-6 ribu penyakit dominan autosomal;

Mutasi hipermorfik. Dalam kes mutasi sedemikian, sifat yang dikawal oleh alel patologi adalah lebih ketara daripada sifat yang dikawal oleh alel normal. Contoh - gete-

pembawa gen rosygotic untuk penyakit ketidakstabilan genom (lihat Bab 10). Bilangan mereka adalah kira-kira 3% daripada penduduk Bumi (hampir 195 juta orang), dan bilangan penyakit itu sendiri mencapai 100 nosologi. Antara penyakit ini: Anemia Fanconi, ataxia telangiectasia, xeroderma pigmentosum, sindrom Bloom, sindrom progeroid, pelbagai bentuk kanser, dan lain-lain. Selain itu, kekerapan kanser dalam pembawa heterozigot gen untuk penyakit ini adalah 3-5 kali lebih tinggi daripada biasa, dan pada pesakit sendiri ( homozigot untuk gen ini), kejadian kanser adalah berpuluh kali ganda lebih tinggi daripada biasa.

Mutasi hipomorfik. Ini adalah keadaan di mana ekspresi sifat yang dikawal oleh alel patologi menjadi lemah berbanding dengan sifat yang dikawal oleh alel normal. Mutasi sedemikian termasuk mutasi dalam gen sintesis pigmen (1q31; 6p21.2; 7p15-q13; 8q12.1; 17p13.3; 17q25; 19q13; Xp21.2; Xp21.3; Xp22), serta lebih daripada 3000 bentuk penyakit resesif autosomal.

Mutasi neomorfik. Mutasi sedemikian dikatakan berlaku apabila sifat yang dikawal oleh alel patologi adalah kualiti yang berbeza (baru) berbanding dengan sifat yang dikawal oleh alel biasa. Contoh: sintesis imunoglobulin baru sebagai tindak balas kepada penembusan antigen asing ke dalam badan.

Bercakap tentang kepentingan klasifikasi G. Möller yang berkekalan, perlu diperhatikan bahawa 60 tahun selepas penerbitannya, kesan fenotip mutasi titik dibahagikan kepada kelas yang berbeza bergantung kepada kesannya terhadap struktur produk protein gen dan /atau tahap ekspresinya.

Khususnya, pemenang Nobel Victor McKusick (1992) mengenal pasti mutasi yang mengubah urutan asid amino dalam protein. Ternyata mereka bertanggungjawab untuk manifestasi 50-60% kes penyakit monogenik, dan mutasi selebihnya (40-50% kes) menyumbang mutasi yang mempengaruhi ekspresi gen.

Perubahan dalam komposisi asid amino protein menunjukkan dirinya dalam fenotip patologi, contohnya, dalam kes methemoglobinemia atau anemia sel sabit yang disebabkan oleh mutasi gen betaglobin. Sebaliknya, mutasi yang mempengaruhi ekspresi gen normal telah diasingkan. Mereka membawa kepada perubahan dalam jumlah produk gen dan ditunjukkan oleh fenotip yang berkaitan dengan kekurangan protein tertentu, contohnya,

dalam kes anemia hemolitik, disebabkan oleh mutasi gen yang dilokalkan pada autosom: 9q34.3 (kekurangan adenylate kinase); 12p13.1 (kekurangan isomerase triosephosphate); 21q22.2 (kekurangan fosfofruktokinase).

Klasifikasi mutasi oleh V. McKusick (1992), sudah tentu, generasi baru klasifikasi. Pada masa yang sama, pada malam sebelum penerbitannya, klasifikasi mutasi bergantung pada tahap organisasi bahan keturunan diterima secara meluas.

Klasifikasi mutasi bergantung pada tahap organisasi bahan keturunan

Klasifikasi termasuk yang berikut.

Mutasi titik(pelanggaran struktur gen pada titik yang berbeza).

Tegasnya, mutasi titik termasuk perubahan dalam nukleotida (asas) satu gen, yang membawa kepada perubahan dalam kuantiti dan kualiti produk protein yang disintesiskannya. Perubahan asas adalah penggantian, sisipan, pergerakan atau penghapusan mereka, yang boleh dijelaskan oleh mutasi di kawasan pengawalseliaan gen (promotor, tapak poliadenilasi), serta dalam kawasan pengekodan dan bukan pengekodan gen (ekson dan intron, penyambungan. tapak). Penggantian asas menghasilkan tiga jenis kodon mutan: mutasi missense, mutasi neutral dan mutasi karut.

Mutasi titik diwarisi sebagai sifat Mendelian yang mudah. Ia adalah perkara biasa: 1 kes dalam 200-2000 kelahiran - hemochromatosis primer, kanser kolon bukan poliposis, sindrom Martin-Bell dan cystic fibrosis.

Mutasi titik, yang sangat jarang berlaku (1:1,500,000), adalah gabungan immunodeficiency (SCID) yang teruk akibat daripada kekurangan adenosin deaminase. Kadangkala mutasi titik terbentuk bukan disebabkan oleh pendedahan kepada mutagen, tetapi sebagai kesilapan dalam replikasi DNA. Selain itu, kekerapannya tidak melebihi 1:10 5 -1:10 10, kerana ia diperbetulkan dengan bantuan sistem pembaikan sel hampir

Mutasi struktur atau penyimpangan kromosom (mengganggu struktur kromosom dan membawa kepada pembentukan kumpulan pautan gen baru). Ini ialah pemadaman (kehilangan), pendua (penggandaan), translokasi (pergerakan), penyongsangan (putaran 180°) atau sisipan (sisipan) bahan keturunan. Mutasi sedemikian adalah ciri somatik

sel logik (termasuk sel stem). Kekerapan mereka ialah 1 dalam 1700 pembahagian sel.

Terdapat beberapa sindrom yang disebabkan oleh mutasi struktur. Contoh yang paling terkenal: sindrom "tangisan kucing" (karyotype: 46,ХХ,5р-), sindrom Wolf-Hirschhorn (46,ХХ,4р-), bentuk translokasi sindrom Down (karyotype: 47, ХУ, t ( 14;21) ).

Contoh lain ialah leukemia. Apabila ia berlaku, ekspresi gen terganggu akibat daripada apa yang dipanggil pemisahan (translokasi antara bahagian struktur gen dan kawasan promoternya), dan, akibatnya, sintesis protein terganggu.

Genomik(nombor) mutasi- pelanggaran bilangan kromosom atau bahagiannya (membawa kepada kemunculan genom baharu atau bahagiannya dengan menambah atau kehilangan keseluruhan kromosom atau bahagiannya). Asal mutasi ini adalah disebabkan oleh kromosom tidak bercabang dalam mitosis atau meiosis.

Dalam kes pertama, ini adalah aneuploid, tetraploid dengan sitoplasma yang tidak berbelah bahagi, poliploid dengan 6, 8, 10 pasang kromosom atau lebih.

Dalam kes kedua, ini adalah bukan pemisahan kromosom berpasangan yang terlibat dalam pembentukan gamet (monosomi, trisomi) atau persenyawaan satu telur oleh dua sperma (dispermia atau embrio triploid).

Contoh tipikal mereka telah diberikan lebih daripada sekali - ini adalah sindrom Shereshevsky-Turner (45, XX), sindrom Klinefelter (47, XXY), trisomi biasa dalam sindrom Down (47, XX, +21).