Хромосомные болезни – это обширная группа наследственных патологических состояний, причиной которых являются изменения количества хромосом или нарушение их структуры. Существуют различные классификации наследственных болезней, одна из которых представлена ниже:

1. Хромосомные болезни, связанные с аномалиями числа хромосом при сохранении их структуры – геномные мутации (гетеро- и полиплоидии):

1.1. Болезни, обусловленные числовыми аномалиями аутосом (синдромы Дауна, Патау, Эдвардса и др.)

1.2. Болезни, обусловленные числовыми аномалиями половых Х и Y – хромосом (с. Шерешевского, с. Клайнфельтера, с. полисомии по Х-хромосоме)

1.3. Болезни, обусловленные увеличением кратности полного гаплоидного набора хромосом – полиплоидии (триплоидия, тетраплоидия и т.д.)

2. Хромосомные болезни, обусловленные разрывом хромосом и их перестройкой – хромосомные аберрации:

2.1. Транслокации – перемещение участка хромосомы (транслокационный синдром Дауна)

2.2. Делеции – отрыв участка хромосомы (синдром кошачьего крика, синдром Вольфа-Хиршхорна, синдром Прадера-Вилли, синдром Ангельмана, миелолейкоз)

2.3. Дефишенси – отрыв концевого участка хромосомы (синдром кошачьего крика, синдром Орбели, синдром Вольфа-Хиршхорна)

2.4. Инверсии – переворот участка хромосомы на 180^о

2.5. Дупликации – удвоение участка хромосомы

Генные болезни, обусловленные нарушением структуры гена – точковые мутации или молекулярные болезни

Механизм возникновения хромосомных болезней

Механизм возникновения многих геномных заболеваний связан с нарушением расхождения хромосом в мейозе. Причины таких нарушений различны, например: увеличение вязкости цитоплазмы, нарушение в синтезе белков тубулинов или патология в сборке микротрубочек веретена деления, изменение в центромерных участках хромосом, сохранение хиазм после кроссинговера. Наибольшее число хромосомных болезней человека представлено анеуплоидией. Наиболее часто встречается анеуплоидия в виде трисомий (обладают жизнеспособностью по 21 и 22 хромосомам, по Х-хромосоме), при которой в кариотипе появляется одна дополнительная хромосома, редко в форме моносомий (выживают только с синдромом Шерешевского-Тернера 45,ХО).

Рассмотрим механизм образования трисомии по Х-хромосоме генотипа 47,ХХХ в результате нарушения расхождения хромосом в мейозе при образовании гамет у здоровых родителей: ♀44аутосомы+ХХ и ♂44 аутосомы+ХY, где / - одна хроматида Х-хромосомы, // - две хроматиды Х-хромосомы, ! - одна хроматида Y-хромосомы, Х,Y – половые хромосомы, состоящие из двух хроматид во время редукционного деления. В данном случае нарушение расхождения произошло во втором – эквационном делении по линии матери, когда обе хроматиды Х хромосомы переместились в одну дочернюю клетку.

              ♀ 44АХХ                                       ♂ 44АХY

               å     æ                                        å     æ

           22АХ     22АХ                             22АХ       22АY

               å æ     å æ                           å æ      å æ

         22А/ 22А/ 22А/ 22А//                22А/ 22А/ 22А!   22А!

                                              44А///

Рассмотрим возникновение синдрома Дауна, трисомии по 21 хромосоме, у плода женского пола с генотипом – 47,ХХ(+21). Такой генотип возможен при слиянии гамет: ♀23АХ(+21) + ♂22АХ = 45АХХ(+21) или ♀22АХ + ♂23АХ(+21) = 45АХХ(+21). В скобках указано нарушение, которое произошло в системе аутосом, например: (+21) – лишняя 21-ая хромосома; (-21) – отсутствует 21-ая хромосома.

              ♀ 44АХХ                                       ♂ 44АХY

               å     æ                                        å     æ

           22АХ     22АХ                             22АХ       22АY

               å æ     å æ                           å  æ      å æ

      22А/ 22А/ 21А/(-21) 23А(+21)/  22А/ 22А/ 22А!   22А!

                                              45А//(+21)

Рассмотрим один из возможных механизмов возникновения полиплоидного (триплоидного) набора хромосом у плода мужского пола. Такой генотип возможен при слиянии гамет: ♀22АХ + ♂44АУ = 66АХУ или ♀44АХ + ♂22АУ = 66АХУ. Нарушение может происходить как в редукционном, так и в эквационном делении мейоза, у матери и отца.

               ♀ 44АХХ                                       ♂ 44АХY

                 å     æ                                      å    æ

              22АХ     22АХ                          44АХY     0А

                 å æ     å æ                        å æ        å æ

          22А/ 22А/  22А/ 22А/         44А/!  44А/! 0А    0А   

                                                66А//!