Медична генетика дитячого віку - С.І Сміян 2003

Хромосомні захворювання
Хромосоми людини

Основним носієм спадкових властивостей живих організмів є хромосомний апарат ядра клітини. Для кожного біологічного виду характерний постійний хромосомний комплекс, який складається із визначеної кількості хромосом. Так, для одного з видів круглих черв’яків (кінська аскарида) типова наявність 2 хромосом, тоді як для деяких ракоподібних характерна наявність 200 хромосом.

У більшості вищих організмів кожна Клітина містить диплоїдний (2 n) хромосомний набір. Хромосоми відрізняються одна від одної формою і розмірами. Сукупність кількісних і якісних ознак хромосом, що виявляється мікроскопічно в поодинокій клітині, називається каріотипом.

Нормальне диплоїдне число хромосом у людини дорівнює 46. Через недосконалість цитологічної техніки загальне число хромосом у людини довго (з 1912 до 1956 року) вважали рівним 48. І лише в 1956 році шведські цитологи H. Tjio i A. Levan, застосовувавши удосконалену цитологічну методику, довели, що модельна кількість хромосом у людини дорівнює 46. Ці дані були підтверджені в тому ж році англійськими вченими CE Ford i J.L. Hamerton. З цього часу почався бурхливий розвиток цитогенетики.

Хромосомний комплекс людини складається з 23 пар. З них 22 пари аутосом, а 23-я пара — статеві хромосоми, основна роль яких — у визначенні статі. Так, жіноча стать представлена двома Х-хромосомами — ХХ, а чоловіча — XY-хромосомами. Слід відмітити, що близько 3/4 спадкових захворювань як генних, так і хромосомних, пов’язані із змінами в статевих хромосомах (Х і Y), і лише 1/4 — із змінами в аутосомах.

46 хромосом містять соматичні клітини. Статеві клітини мають хромосомний набір вдвічі менший — 23 хромосоми. Аутосоми однакові як у чоловіків, так і у жінок.

Залежно від розміру, положення центромери і довжини пліч у людини розрізняють 3 типи хромосом.

1. Медіанний, або метацентричний — центромера розміщена всередині хромосоми і обидва плеча рівні.

2. Субмедіанний, або субметацентричний — центромера розміщена ближче до одного з кінців і хромосома нерівноплечна.

3. Субтемінальний, або акроцентричний — центромера розміщена на кінці хромосоми.

Крім первинної перетяжки-центромери, деякі хромосоми містять «вторинну" перетяжку, що частіше зустрічається в хромосомах 1, 9, 16.

З інших структурних особливостей хромосом у людини, що спостерігаються при рутинному методі забарвлення, слід відмітити на коротких плечах великих і малих акроцентричних хромосом незначні хроматичні тільця-супутники, різні у різних людей і значною мірою залежні від техніки приготування препарату. За розміром і положенням центромери всі хромосоми діляться на 7 груп (рис. 5), які позначаються буквами A, B, C, К E, F, G. В основі цього поділу лежать 2 принципи — розмір хромосоми і особливості її будови, — пов’язані з положенням центромери (первинної перетяжки, яка ділить хромосому на дві частини — 2 плеча і скріплювальну хроматиду). Група А (1-3 пари хромосом) — це великі хромосоми з приблизно медіанним розміщенням центромер, хромосоми 1,3 метацентричні, 2 — субметацентричні. Добре розрізняються, легко диференціюються. Група В (4,5 пари хромосом) — досить великі хромосоми з субмедіанним розміщенням центромер. Морфологічно їх розрізнити тяжко, але 4-а пара трохи довша. Група С (6-12 пар хромосом) — середніх розмірів з субмедіанним розміщенням центромер. Погано диференціюються. Статева Х-хромосома за розмірами і розміщенням центромери ніби вписується між 6,7 парами хромосом. Хромосоми 6, 7, 8 і 11 можна віднести до метацентричних. Хромосоми 9, 10 і 12 швидше субметацентричні. Група К (13-15 пари) — хромосоми середніх розмірів з майже термінальною локалізацією цетромер (акроцентричні хромосоми). Хромосоми 13 і 14 частіше, а 15 рідше мають супутники на кінцях коротких плеч. Група Е (16-18 пари) — відносно короткі хромосоми з майже медіанним і субмедіанним розміщенням центромер. Хромосома 16 більш метацентрична, часто на проксимальному кінці довгого плеча має вторинну перетяжку. Хромосоми 17 і 18 мають субмедіанну центромеру. Група F (19-20 пари хромосом) — короткі хромосоми з майже медіанною локалізацією центромер. Між собою їх майже не розрізнити. Група G (21, 22 пари і Y-хромосома) — дуже короткі акроцентричні хромосоми. Дві перші звичайно несуть на короткому плечі добре виражені супутники. Y-хромосома не має супутників, хроматиди довгого плеча більше зближені і паралельні.

Визначення і формування статі у людини пов’язані з системою статевих хромосом. У жінок при мейозі в яйцеклітину потрапляє гаплоїдний набір, що містить 22 аутосоми (по 1 з кожної пари) і одну Х-хромосому. Таким чином, всі яйцеклітини мають один і той же каріотип. У чоловіків при мейозі в одну з гамет потрапляє гаплоїдний набір з Х-хромосомою, а в другу — з Y-хромосомою: тобто утворюються 2 види сперміїв. При заплідненні стать дитини буде визначатись тим, яким спермієм (Х чи Y) буде запліднена яйцеклітина.

Рис. 5. Схематичні карти поперечної посмугованості хромосом людини за Q-, G- та R-методиками (Paris Conference, 1972).

1 - R-смуги; 2 - G- та Q-смуги; 3 - варіабельні смуги.

В кожній хромосомі міститься велика кількість генів. Останні розміщені в хромосомах в лінійній послідовності, причому у кожного гена є своє строго визначене місце. Гени є носіями спадкових властивостей. Один ген може впливати на формування однієї ознаки. Однак частіше один ген впливає на декілька ознак. Існують також ознаки, які контролюються дією декількох генів.

В хромосомах зберігається спадкова інформація, яка визначає всі особливості розвитку, будови і життєдіяльності організму. Крім того, хромосоми являють собою складний апарат клітини, який регулює процеси біосинтезу білка. При його пошкодженні порушується Синтез білків, ферментів, гормонів і інше. Порушення в системі хромосом можуть бути різного типу. Вони виникають на молекулярному (субмікроскопічному) рівні, не супроводжуються видимими змінами в структурі хромосом і полягають в випаданні однієї або декількох основ в молекулі ДНК. Це, так звані, генні або точкові Мутації. Вони призводять до виникнення різних складних порушень обміну речовин і є причиною ряду патологічних синдромів. Існують також хромосомні і геномні мутації, які полягають в зміні структури або кількості хромосом. їх часто об’єднують в групу хромосомних аберацій.

Певні хромосоми-аберації викликають патологічні стани: хромосомні і поліхромосомні хвороби. До поліхромосомних хвороб відносять лейкози і пухлини.