В генетике транслокация хромосом — это явление, которое приводит к необычной перестройке хромосом. Сюда входят сбалансированные и несбалансированные транслокации двух основных типов: реципрокная и робертсоновская транслокация. Реципрокная транслокация — хромосомная аномалия , вызванная обменом частями между негомологичными хромосомами . Два отдельных фрагмента двух разных хромосом переключаются. Робертсоновская транслокация возникает, когда прикрепляются две негомологичные хромосомы. Это означает, что при наличии двух здоровых пар хромосом одна из каждой пары «слипается» и гомогенно смешивается. [1]
Слияние генов может возникнуть, когда транслокация объединяет два иначе разделенных гена. Выявляется по цитогенетике или кариотипу пораженных клеток . Транслокации могут быть сбалансированными (при равномерном обмене материала без лишней или недостающей генетической информации и в идеале с полной функциональностью) или несбалансированными (когда обмен хромосомным материалом неравномерен, что приводит к появлению дополнительных или отсутствующих генов ). [1] [2]
Реципрокные транслокации обычно представляют собой обмен материалом между негомологичными хромосомами и встречаются примерно у 1 из 491 живорождений. [3] Такие транслокации обычно безвредны, поскольку не приводят к приобретению или потере генетического материала, хотя их можно обнаружить при пренатальной диагностике . Однако носители сбалансированных реципрокных транслокаций могут создавать гаметы с несбалансированными хромосомными транслокациями во время мейотической хромосомной сегрегации . Это может привести к бесплодию, выкидышам или появлению детей с отклонениями. Генетическое консультирование и генетическое тестирование часто предлагаются семьям, которые могут быть носителями транслокации. Большинство носителей сбалансированной транслокации здоровы и не имеют никаких симптомов.
Важно различать хромосомные транслокации, которые происходят в зародышевых клетках из-за ошибок в мейозе (т.е. во время гаметогенеза ), и те, которые происходят в соматических клетках из-за ошибок в митозе . Первое приводит к хромосомной аномалии, присутствующей во всех клетках потомства, как и у носителей транслокации. Соматические транслокации, с другой стороны, приводят к аномалиям, проявляющимся только в пораженной клетке и ее предшественниках, как при хроническом миелогенном лейкозе с транслокацией филадельфийской хромосомы .
Нереципрокная транслокация предполагает односторонний перенос генов с одной хромосомы на другую негомологичную хромосому. [4]
Робертсоновская транслокация — это тип транслокации, вызванный разрывами центромер двух акроцентрических хромосом или вблизи них. Взаимный обмен частями приводит к образованию одной большой метацентрической хромосомы и одной чрезвычайно маленькой хромосомы, которые могут быть потеряны из организма с небольшим эффектом, поскольку содержат мало генов. В результате кариотипа у человека остается всего 45 хромосом, так как две хромосомы слились воедино. [5] Это не оказывает прямого влияния на фенотип, поскольку единственные гены на коротких плечах акроцентриков являются общими для всех них и присутствуют в вариабельном количестве копий (гены ядрышковых организаторов).
Робертсоновские транслокации наблюдались с участием всех комбинаций акроцентрических хромосом. Наиболее распространенная транслокация у человека затрагивает хромосомы 13 и 14 и наблюдается примерно у 0,97/1000 новорожденных. [6] Носители робертсоновских транслокаций не связаны с какими-либо фенотипическими отклонениями, но существует риск несбалансированных гамет, которые приводят к выкидышам или аномальному потомству. Например, носители робертсоновских транслокаций, затрагивающих 21 хромосому, имеют более высокий риск рождения ребенка с синдромом Дауна . Это известно как «транслокация Дауна». Это происходит из-за неправильного разделения ( нерасхождения ) во время гаметогенеза. У матери риск передачи инфекции выше (10%), чем у отца (1%). Робертсоновские транслокации, затрагивающие хромосому 14, также несут небольшой риск однородительской дисомии 14 из-за спасения трисомии .
Некоторые заболевания человека, вызванные транслокациями:
Хромосомные транслокации между половыми хромосомами также могут приводить к ряду генетических заболеваний, таких как
Международная система цитогенетической номенклатуры человека (ISCN) используется для обозначения транслокации между хромосомами . [9] Обозначение t(A;B)(p1;q2) используется для обозначения транслокации между хромосомой A и хромосомой B. Информация во втором наборе круглых скобок, если она дана, дает точное расположение хромосом внутри хромосомы. A и B соответственно — где p указывает на короткое плечо хромосомы, q указывает на длинное плечо, а цифры после p или q относятся к областям, полосам и поддиапазонам, видимым при окрашивании хромосомы красящим красителем . [10] См. также определение генетического локуса .
Транслокация — это механизм, который может заставить ген перемещаться из одной группы сцепления в другую.
В 1938 году Карл Сакс из биологических лабораторий Гарвардского университета опубликовал статью под названием «Хромосомные аберрации, вызванные рентгеновскими лучами», в которой продемонстрировал, что радиация может вызывать серьезные генетические изменения, воздействуя на хромосомные транслокации. Считается, что эта статья положила начало развитию радиационной цитологии и позволила ему называться «отцом радиационной цитологии».
Исходным событием образования транслокации обычно является двухцепочечный разрыв хромосомной ДНК . [16] Типом репарации ДНК, который играет важную роль в создании хромосомных транслокаций, является негомологичный путь соединения концов. [16] [17] Когда этот путь функционирует правильно, он восстанавливает двухцепочечный разрыв ДНК, повторно соединяя первоначально разорванные концы, но когда он действует неправильно, он может неправильно соединять концы, что приводит к геномным перестройкам, включая транслокации. Чтобы произошло незаконное соединение разорванных концов, ДНК партнеров по обмену должны быть физически близки друг к другу в трехмерном геноме . [18]
{{cite book}}
: |journal=
игнорируется ( помощь )