Reprogenetics ซึ่งเป็นห้องปฏิบัติการทางพันธุกรรมที่ใหญ่ที่สุดในสหรัฐอเมริกา ร่วมกับนักวิทยาศาสตร์ชั้นนำจากประเทศจีน สถาบันนิวยอร์กและศูนย์การแพทย์หลายแห่งที่เชี่ยวชาญด้าน PGD ได้ตีพิมพ์ผลการศึกษาใหม่ซึ่งอ้างว่าสามารถพบการกลายพันธุ์ได้ ในตัวอ่อนหลังจากการปฏิสนธินอกร่างกาย (IVF) ...
เพื่อทำการศึกษา การตรวจชิ้นเนื้อขนาดเล็ก (ประหยัด) ก็เพียงพอแล้ว เพียงประมาณ 10 เซลล์ของตัวอ่อน ในขณะที่การกลายพันธุ์ใหม่ (De Novo) ส่วนใหญ่ที่ทำให้เกิดโรคทางพันธุกรรมในสัดส่วนที่สูงอย่างไม่สมส่วนสามารถตรวจพบได้โดยใช้ PGD เอกลักษณ์ของวิธีการนี้อยู่ที่การพัฒนากระบวนการคัดกรองที่เป็นต้นฉบับใหม่สำหรับจีโนมทั้งหมดที่ขยายออกไป
การกลายพันธุ์ใหม่ (De Novo) เกิดขึ้นเฉพาะในเซลล์สืบพันธุ์และในตัวอ่อนหลังจากการปฏิสนธิ ตามกฎแล้ว การกลายพันธุ์เหล่านี้ไม่มีอยู่ในเลือดของพ่อแม่ และแม้แต่การตรวจคัดกรองพาหะของพ่อแม่อย่างครอบคลุมก็จะไม่สามารถตรวจพบพวกมันได้ PGD มาตรฐานไม่สามารถตรวจจับการกลายพันธุ์เหล่านี้ได้เนื่องจากการทดสอบไม่ละเอียดอ่อนเพียงพอหรือมุ่งเน้นเฉพาะบริเวณที่แคบมากของจีโนมเท่านั้น
Santiago Munné, Ph.D. ผู้ก่อตั้งและผู้อำนวยการ Reprogenetics และผู้ก่อตั้ง Recombine กล่าวว่า "ผลลัพธ์เหล่านี้เป็นขั้นตอนสำคัญในการพัฒนาการตรวจคัดกรองจีโนมทั้งหมดเพื่อค้นหาตัวอ่อนที่แข็งแรงที่สุดใน PGD วิธีการใหม่นี้สามารถตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของจีโนมได้เกือบทั้งหมด และด้วยเหตุนี้จึงขจัดความจำเป็นในการทดสอบทางพันธุกรรมเพิ่มเติมในระหว่างตั้งครรภ์หรือหลังคลอด ขณะเดียวกันก็ทำให้มั่นใจได้ว่าตัวอ่อนที่แข็งแรงที่สุดจะถูกเลือกเพื่อถ่ายโอนไปยังมารดา
นอกจากนี้ยังได้รับการพิสูจน์ทางวิทยาศาสตร์ว่าวิธีการใหม่นี้ช่วยลดอัตราความผิดพลาดได้ถึง 100 เท่า (เมื่อเทียบกับวิธีการก่อนหน้านี้)
"เป็นเรื่องน่าทึ่งที่สามารถตรวจพบการกลายพันธุ์ใหม่ (De Novo) ด้วยความไวสูงและอัตราความผิดพลาดที่ต่ำมากโดยใช้เซลล์ตัวอ่อนจำนวนน้อย" Brock Peters, Ph.D. และนักวิทยาศาสตร์ชั้นนำในการศึกษากล่าว "วิธีการที่พัฒนาขึ้นนี้ไม่เพียงแต่มีประสิทธิภาพในทางการแพทย์ แต่ยังรวมถึงจากมุมมองทางเศรษฐกิจด้วย และเราหวังว่าจะดำเนินการวิจัยในด้านนี้ต่อไป"
การกลายพันธุ์ครั้งใหม่อาจนำไปสู่ความผิดปกติของสมองที่มีมาแต่กำเนิด เช่น ออทิสติก โรคไข้สมองอักเสบ โรคจิตเภท และอื่นๆ เนื่องจากการกลายพันธุ์เหล่านี้มีลักษณะเฉพาะสำหรับสเปิร์มและไข่ที่เกี่ยวข้องกับการสร้างตัวอ่อน การวิเคราะห์ทางพันธุกรรมของพ่อแม่จึงไม่สามารถตรวจพบได้
Alan Berkeley, MD, ศาสตราจารย์, ผู้อำนวยการภาควิชาสูติศาสตร์และนรีเวชวิทยาแห่ง New York University Fertility Center กล่าวว่า "ทารกแรกเกิดถึงห้าเปอร์เซ็นต์ต้องทนทุกข์ทรมานจากโรคที่เกิดจากความบกพร่องทางพันธุกรรม "แนวทางของเราครอบคลุมและมีจุดมุ่งหมายเพื่อระบุตัวอ่อนที่แข็งแรงสมบูรณ์ ซึ่งสามารถช่วยบรรเทาความเครียดทางอารมณ์และร่างกายของ IVF ได้อย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับคู่รักที่เสี่ยงต่อการส่งต่อความผิดปกติทางพันธุกรรม"
บทความนี้ได้รับการแปลเป็นพิเศษสำหรับโปรแกรม IVF School โดยอิงจากสื่อการสอน
การกลายพันธุ์ประเภทต่อไปนี้มีความโดดเด่น:
NS) การกลายพันธุ์ของจีโนม,ทำให้จำนวนโครโมโซมเปลี่ยนไป การกลายพันธุ์ของจีโนมมักเกิดขึ้นในพืช ในกรณีนี้ อาจมีการทวีคูณของโครโมโซมทั้งชุด (polyploidy) หรือการเพิ่มขึ้น (trisomy) หรือการลดลง (monosomy) ในจำนวนโครโมโซมแต่ละตัว
NS) การกลายพันธุ์ของโครโมโซม(ดูหัวข้อ 2.2) ซึ่งโครงสร้างของโครโมโซมถูกรบกวนและจำนวนในเซลล์ยังคงไม่เปลี่ยนแปลง การกลายพันธุ์ของโครโมโซมสามารถตรวจพบได้โดยการตรวจด้วยกล้องจุลทรรศน์
วี) การกลายพันธุ์ของยีนไม่นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงในโครโมโซมที่ตรวจพบด้วยกล้องจุลทรรศน์ การกลายพันธุ์เหล่านี้สามารถตรวจพบได้โดยการวิเคราะห์ทางพันธุกรรมของการเปลี่ยนแปลงทางฟีโนไทป์เท่านั้น (ดูหัวข้อ 3.6)
การศึกษาการกลายพันธุ์ในมนุษย์ในระดับโปรตีนและ DNA (โดยเฉพาะการกลายพันธุ์ของยีนเฮโมโกลบิน) มีส่วนอย่างมากในการทำความเข้าใจธรรมชาติของโมเลกุล ผลการศึกษาเหล่านี้และผลการวิเคราะห์โครงสร้างของโครโมโซมโดยใช้วิธีการย้อมสีดิฟเฟอเรนเชียลที่มีความละเอียดสูง นำไปสู่การเบลอเส้นแบ่งระหว่างการกลายพันธุ์ของโครโมโซมและการกลายพันธุ์ของยีน ตอนนี้เราทราบแล้วว่าการลบและการแทรกยังทำได้ในระดับโมเลกุล และการข้ามที่ไม่เท่ากันสามารถเปลี่ยนแปลงโครงสร้างจุลภาคได้ วิธีการย้อมสีแบบดิฟเฟอเรนเชียลทำให้สามารถตรวจจับการจัดเรียงใหม่ของโครโมโซมที่ไม่สามารถแยกแยะได้ก่อนหน้านี้ภายใต้กล้องจุลทรรศน์ ควรจำไว้ว่าการเปลี่ยนแปลงของโครโมโซมที่ตรวจพบระหว่างการย้อมสีต่างกันนั้นแตกต่างกันไปตามลำดับความสำคัญหลายประการ
5 การกลายพันธุ์ 143
จากการเปลี่ยนแปลง เช่น การลบยีนโครงสร้าง ดังนั้น ความแตกต่างระหว่างความผิดปกติของโครโมโซมเชิงโครงสร้างและการกลายพันธุ์ของยีนจึงมีประโยชน์สำหรับวัตถุประสงค์ในทางปฏิบัติ
เซลล์ที่มีการกลายพันธุ์เกิดขึ้นยกเว้น พิมพ์ความเสียหายทางพันธุกรรมเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง การโลคัลไลเซชันการกลายพันธุ์สามารถเกิดขึ้นได้ทั้งในเซลล์เพศและโซมาติก เซลล์ที่เกิดขึ้นในเซลล์สืบพันธุ์จะส่งต่อไปยังบุคคลในรุ่นต่อ ๆ ไปและตามกฎแล้วจะพบได้ในทุกเซลล์ของลูกหลานที่กลายเป็นพาหะของพวกเขา การกลายพันธุ์ของโซมาติกสามารถพบได้เฉพาะในลูกหลานของเซลล์กลายพันธุ์ที่เกี่ยวข้องซึ่งนำไปสู่ "โมเสค" ของแต่ละบุคคล ผลที่ตามมาของฟีโนไทป์จะแสดงออกมาก็ต่อเมื่อการกลายพันธุ์เหล่านี้รบกวนการทำงานของฟังก์ชันเฉพาะที่มีอยู่ในเซลล์กลายพันธุ์เหล่านี้
ความถี่ของการกลายพันธุ์หนึ่งในพารามิเตอร์ที่ใช้กันมากที่สุดในการศึกษากระบวนการกลายพันธุ์คือ ความถี่ภาวะฉุกเฉิน การกลายพันธุ์(หรืออัตราการกลายพันธุ์) ตามที่ใช้กับมนุษย์ มันถูกกำหนดให้เป็นความน่าจะเป็นของเหตุการณ์การกลายพันธุ์ที่เกิดขึ้นในช่วงอายุของคนรุ่นหนึ่ง ตามกฎแล้วสิ่งนี้หมายถึงความถี่ของการกลายพันธุ์ในไข่ที่ปฏิสนธิ คำถามเกี่ยวกับความถี่ของการกลายพันธุ์ในเซลล์โซมาติกถูกกล่าวถึงในบทที่ 5 1.6.
การเจาะน้ำคร่ำ -การศึกษาที่ใช้เพื่อให้ได้ตัวอย่างเพื่อวิเคราะห์ยีนและโครโมโซมของทารกในครรภ์ ทารกในครรภ์อยู่ในมดลูกล้อมรอบด้วยของเหลว ของเหลวนี้มีเซลล์ผิวหนังของทารกในครรภ์จำนวนเล็กน้อย ของเหลวจำนวนเล็กน้อยถูกถอนออกด้วยเข็มบาง ๆ ผ่านผนังช่องท้องของแม่ (หน้าท้อง) ของเหลวจะถูกส่งไปยังห้องปฏิบัติการเพื่อทำการวิจัย สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม โปรดดูโบรชัวร์การเจาะน้ำคร่ำ
โรคทางพันธุกรรมที่โดดเด่น autosomal- นี่เป็นโรคสำหรับการพัฒนาที่บุคคลจำเป็นต้องสืบทอดยีน (การกลายพันธุ์) ดัดแปลงหนึ่งสำเนาจากผู้ปกครองคนใดคนหนึ่ง ด้วยมรดกประเภทนี้โรคจะถูกส่งไปยังลูกครึ่งหนึ่งของคู่สมรสจากพ่อแม่ที่ป่วย ทั้งสองเพศได้รับผลกระทบด้วยความน่าจะเป็นเท่ากัน ในครอบครัวมีการแพร่กระจายของโรคในแนวตั้ง: จากผู้ปกครองคนใดคนหนึ่งถึงเด็กครึ่งหนึ่ง
ยีนด้อย autosomalโรค - เป็นโรคดังกล่าวสำหรับการพัฒนาที่บุคคลจำเป็นต้องสืบทอดยีนดัดแปลง (การกลายพันธุ์) สองชุดจากพ่อแม่แต่ละคน ด้วยมรดกประเภทนี้ ลูกหนึ่งในสี่ของคู่สมรสป่วย พ่อแม่มีสุขภาพแข็งแรง แต่เป็นพาหะนำโรค บุคคลที่มียีนดัดแปลงเพียงชุดเดียวจะเป็นพาหะที่มีสุขภาพดี สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม โปรดดูโบรชัวร์ Recessive Inheritance
ออโตโซมอล -ลักษณะที่มียีนอยู่บนออโตโซม
ออโตโซมส์ -บุคคลมีโครโมโซม 23 คู่ คู่ที่ 1 ถึง 22 เรียกว่า autosomes และมีลักษณะเหมือนกันในเพศชายและเพศหญิง โครโมโซมของคู่ที่ 23 ในผู้ชายและผู้หญิงแตกต่างกันและเรียกว่าโครโมโซมเพศ
การสุ่มตัวอย่าง Chorionic villus, BVP -ขั้นตอนดำเนินการระหว่างตั้งครรภ์เพื่อรวบรวมเซลล์ของทารกในครรภ์เพื่อทดสอบยีนหรือโครโมโซมของทารกในครรภ์สำหรับเงื่อนไขทางพันธุกรรมบางอย่าง เซลล์จำนวนน้อยถูกนำออกจากรกที่กำลังพัฒนาและส่งไปยังห้องปฏิบัติการเพื่อทำการทดสอบ สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม โปรดดูโบรชัวร์ Chorionic Villus Biopsy
ช่องคลอด -อวัยวะที่เชื่อมระหว่างมดลูกกับสิ่งแวดล้อมภายนอก คือ ช่องคลอด
ยีน -ข้อมูลที่ร่างกายต้องการในการทำงาน โดยจัดเก็บในรูปแบบเคมี (DNA) บนโครโมโซม
พันธุกรรม -เกิดจากยีนที่เกี่ยวข้องกับยีน
การวิจัยทางพันธุกรรม -การศึกษาที่สามารถช่วยตรวจสอบว่ามีการเปลี่ยนแปลงในแต่ละยีนหรือโครโมโซมหรือไม่ สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม โปรดดูโบรชัวร์ การวิจัยทางพันธุกรรมคืออะไร?
โรคทางพันธุกรรม -โรคที่เกิดจากความผิดปกติในยีนหรือโครโมโซม
การลบ -การสูญเสียส่วนหนึ่งของสารพันธุกรรม (DNA); คำนี้สามารถใช้เพื่ออ้างถึงการสูญเสียส่วนหนึ่งของทั้งยีนและโครโมโซม สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม โปรดดูโบรชัวร์ความผิดปกติของโครโมโซม
ดีเอ็นเอ -สารเคมีที่ประกอบเป็นยีน และมีข้อมูลที่ร่างกายต้องการในการทำงาน
ทำซ้ำ -การทำซ้ำอย่างผิดปกติของลำดับของสารพันธุกรรม (DNA) ในยีนหรือโครโมโซม สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม โปรดดูโบรชัวร์ความผิดปกติของโครโมโซม
การวัดความหนาของพื้นที่ปลอกคอ (TVP) -การสแกนอัลตราซาวนด์ที่ด้านหลังคอของทารกในครรภ์ที่เต็มไปด้วยของเหลวในช่วงตั้งครรภ์ หากทารกมีความผิดปกติแต่กำเนิด (เช่นดาวน์ซินโดรม) ความหนาของพื้นที่ปกเสื้ออาจเปลี่ยนแปลงได้
ผกผัน -เปลี่ยนลำดับของยีนในโครโมโซมที่แยกจากกัน สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม โปรดดูโบรชัวร์ความผิดปกติของโครโมโซม
การแทรก -การแทรกสารพันธุกรรมเพิ่มเติม (DNA) เข้าไปในยีนหรือโครโมโซม สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม โปรดดูโบรชัวร์ความผิดปกติของโครโมโซม
คาริโอไทป์ -คำอธิบายโครงสร้างโครโมโซมของบุคคล รวมถึงจำนวนโครโมโซม ชุดโครโมโซมเพศ (XX หรือ XY) และการเบี่ยงเบนจากชุดปกติ
เซลล์- ร่างกายมนุษย์ประกอบด้วยเซลล์หลายล้านเซลล์ที่ทำหน้าที่เป็น "หน่วยการสร้าง" เซลล์ในส่วนต่าง ๆ ของร่างกายมนุษย์มีลักษณะแตกต่างกันและทำหน้าที่ต่างกัน แต่ละเซลล์ (ยกเว้นเซลล์ไข่ในผู้หญิงและเซลล์อสุจิในผู้ชาย) มียีนแต่ละชุดอยู่สองชุด
โครโมโซมวงแหวนเป็นคำที่ใช้เมื่อปลายโครโมโซมเชื่อมต่อกันจนเกิดเป็นวงแหวน สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม โปรดดูโบรชัวร์ Chromosomal Translocations
มดลูก -ส่วนของร่างกายผู้หญิงที่ทารกในครรภ์เติบโตในระหว่างตั้งครรภ์
การให้คำปรึกษาทางพันธุกรรมทางการแพทย์- ความช่วยเหลือด้านข้อมูลและการแพทย์แก่ผู้ที่กังวลเกี่ยวกับอาการในครอบครัว ซึ่งอาจมีลักษณะทางพันธุกรรม
การกลายพันธุ์- การเปลี่ยนลำดับดีเอ็นเอของยีนเฉพาะ การเปลี่ยนแปลงในลำดับของยีนนี้นำไปสู่ความจริงที่ว่าข้อมูลที่มีอยู่ในนั้นถูกรบกวนและไม่สามารถทำงานได้อย่างถูกต้อง นี้สามารถนำไปสู่การพัฒนาของโรคทางพันธุกรรม
การแท้งบุตร - nการยุติการตั้งครรภ์ก่อนวัยอันควรซึ่งเกิดขึ้นก่อนช่วงเวลาที่เด็กสามารถอยู่รอดได้นอกมดลูก
การโยกย้ายไม่สมดุล -การโยกย้ายซึ่งการจัดเรียงใหม่ของโครโมโซมนำไปสู่การได้มาหรือการสูญเสียจำนวนหนึ่งของวัสดุโครโมโซม (DNA) หรือในเวลาเดียวกันกับการได้มาซึ่งส่วนเพิ่มเติมและการสูญเสียส่วนหนึ่งของวัสดุดั้งเดิม อาจเกิดขึ้นในเด็กที่พ่อแม่เป็นพาหะของการโยกย้ายที่สมดุล สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม โปรดดูโบรชัวร์การโยกย้ายโครโมโซม
พาหะของการจัดเรียงโครโมโซมใหม่ -บุคคลที่มีการโยกย้ายที่สมดุลซึ่งปริมาณของวัสดุโครโมโซมไม่ลดลงหรือเพิ่มขึ้นซึ่งมักจะไม่ก่อให้เกิดปัญหาสุขภาพ
สื่อ -บุคคลที่ไม่มีโรคประจำตัว (ปัจจุบัน) แต่มียีนดัดแปลงหนึ่งชุด ในกรณีของโรคถอย โฮสต์มักจะมีสุขภาพดี ในกรณีที่มีโรคประจำตัวที่เริ่มมีอาการช้าบุคคลนั้นจะป่วยในภายหลัง
การปฏิสนธิ -การหลอมรวมของไข่และเซลล์อสุจิเพื่อสร้างเซลล์แรกของทารก
รก- อวัยวะที่อยู่ติดกับผนังด้านในของมดลูกของหญิงตั้งครรภ์ ทารกในครรภ์ได้รับสารอาหารผ่านทางรก รกจะเติบโตจากไข่ที่ปฏิสนธิแล้ว จึงมียีนเดียวกันกับทารกในครรภ์
ผลบวก -ผลการทดสอบที่แสดงว่าผู้ตรวจมีการเปลี่ยนแปลง (การกลายพันธุ์) ในยีน
โครโมโซมเพศ -โครโมโซม X และโครโมโซม Y ชุดโครโมโซมเพศกำหนดว่าบุคคลเป็นชายหรือหญิง ผู้หญิงมีโครโมโซม X สองอัน ผู้ชายมีโครโมโซม X หนึ่งอันและโครโมโซม Y หนึ่งอัน
การทดสอบเชิงทำนาย -การวิจัยทางพันธุกรรมมุ่งเป้าไปที่การระบุสภาพที่อาจหรือจะเกิดขึ้นในช่วงชีวิต เมื่อการวิจัยทางพันธุกรรมมุ่งเป้าไปที่การระบุสภาวะที่เกือบจะเกิดขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ในอนาคต การวิจัยดังกล่าวจึงเรียกว่า ไม่แสดงอาการ.
การวินิจฉัยก่อนคลอด- การศึกษาในระหว่างตั้งครรภ์ว่ามีหรือไม่มีโรคทางพันธุกรรมในเด็ก
การโยกย้ายซึ่งกันและกัน -การโยกย้ายที่เกิดขึ้นเมื่อชิ้นส่วนสองชิ้นแตกโครโมโซมสองอันที่ต่างกันและเปลี่ยนตำแหน่ง สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม โปรดดูโบรชัวร์การโยกย้ายโครโมโซม
การย้ายถิ่นของโรเบิร์ตโซเนียน -เกิดขึ้นเมื่อโครโมโซมตัวหนึ่งติดกับอีกโครโมโซม สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม โปรดดูโบรชัวร์การโยกย้ายโครโมโซม
การโยกย้ายที่สมดุล - t Ranlocation (การจัดเรียงใหม่ของโครโมโซม) ซึ่งปริมาณของวัสดุโครโมโซมจะไม่ลดลงหรือเพิ่มขึ้น แต่จะถูกถ่ายโอนจากโครโมโซมหนึ่งไปยังอีกโครโมโซม บุคคลที่มีการโยกย้ายที่สมดุลมักจะไม่ประสบกับสิ่งนี้ แต่ความเสี่ยงในการเกิดโรคทางพันธุกรรมสำหรับลูกของเขาเพิ่มขึ้น สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม โปรดดูโบรชัวร์การโยกย้ายโครโมโซม
ภาวะเกี่ยวพันทางเพศ- ดูการสืบทอด X-linked
สเปิร์ม -เซลล์สืบพันธุ์ของบิดา การมีส่วนร่วมของบิดาในการสร้างเซลล์จากการที่ เด็กใหม่... สเปิร์มแต่ละตัวมีโครโมโซม 23 อัน ซึ่งมาจากโครโมโซมของพ่อแต่ละคู่ เซลล์อสุจิหลอมรวมกับไข่เพื่อสร้างเซลล์แรกที่ทารกในครรภ์พัฒนา
การโยกย้าย -การจัดเรียงใหม่ของวัสดุโครโมโซม มันเกิดขึ้นเมื่อชิ้นส่วนของโครโมโซมตัวหนึ่งแตกออกและไปเกาะกับที่อื่น สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม โปรดดูโบรชัวร์การโยกย้ายโครโมโซม
การตรวจอัลตราซาวนด์ (อัลตราซาวนด์) -การทดสอบที่ไม่เจ็บปวดซึ่งใช้คลื่นเสียงเพื่อสร้างภาพทารกในครรภ์ที่กำลังเติบโตในมดลูกของแม่ สามารถทำได้โดยการย้ายหัวสแกนเนอร์ไปไว้เหนือผนังหน้าท้องของมารดา (หน้าท้อง) หรือภายในช่องคลอด
โครโมโซม -โครงสร้างเส้นใยที่มองเห็นได้ภายใต้กล้องจุลทรรศน์ที่มียีน โดยปกติคนจะมีโครโมโซม 46 อัน เรารับช่วงโครโมโซม 23 ชุดจากแม่ ชุดที่สอง 23 โครโมโซมจากพ่อ
โรค X-linked- โรคทางพันธุกรรมที่เกิดจากการกลายพันธุ์ (การเปลี่ยนแปลง) ในยีนที่อยู่บนโครโมโซม X โรคที่เชื่อมโยงกับ X ได้แก่ ฮีโมฟีเลีย, โรคกล้ามเนื้อ Duchenne, โรค X ที่เปราะบางและอื่น ๆ อีกมากมาย สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม โปรดดูโบรชัวร์มรดก X-linked
XX- นี่คือลักษณะที่แสดงชุดของโครโมโซมเพศของผู้หญิง โดยปกติผู้หญิงจะมีโครโมโซม X สองตัว โครโมโซม X แต่ละตัวนั้นสืบทอดมาจากพ่อแม่คนใดคนหนึ่ง
โครโมโซมเอ็กซ์ -หนึ่งในโครโมโซมเพศ ผู้หญิงมักมีโครโมโซม X สองตัว ผู้ชายมักมีโครโมโซม X หนึ่งอันและโครโมโซม Y หนึ่งอัน
รังไข่ / รังไข่- อวัยวะในร่างกายของผู้หญิงที่ผลิตไข่
ไข่ -เซลล์สืบพันธุ์ของแม่ซึ่งจะทำหน้าที่เป็นพื้นฐานในการสร้างเซลล์แรกของทารกในครรภ์ ไข่ประกอบด้วยโครโมโซม 23 อัน; จากแต่ละคู่ที่แม่มี ไข่จะหลอมรวมกับสเปิร์มเพื่อสร้างเซลล์แรกของทารก
De novo - กับการรวมกันจากภาษาละตินหมายถึง "ใหม่" ใช้เพื่ออธิบายการเปลี่ยนแปลงของยีนหรือโครโมโซม (การกลายพันธุ์) ที่เกิดขึ้นใหม่ กล่าวคือ ไม่มีพ่อแม่ของบุคคลที่กลายพันธุ์เดอโนโวคนใดที่มีการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้
XY- นี่คือลักษณะที่แสดงชุดของโครโมโซมเพศของผู้ชาย ในโนริ ผู้ชายมีโครโมโซม X หนึ่งอันและโครโมโซม Y หนึ่งอัน เพศชายได้รับโครโมโซม X จากแม่และโครโมโซม Y จากพ่อ
โครโมโซม Y- หนึ่งในโครโมโซมเพศ โดยปกติผู้ชายมีโครโมโซม Y หนึ่งอันและโครโมโซม X หนึ่งอัน ผู้หญิงมักมีโครโมโซม X สองตัว
เซลล์พันธุศาสตร์ทางการแพทย์ - การศึกษาคาริโอไทป์ของมนุษย์ในด้านสุขภาพและโรค แนวโน้มนี้เกิดขึ้นในปี 1956 เมื่อ Thio และ Levan ได้ปรับปรุงวิธีการเตรียมการเตรียมโครโมโซม metaphase และเป็นครั้งแรกที่กำหนดจำนวนโครโมโซม (2n = 46) ในชุดซ้ำ ในปีพ. ศ. 2502 สาเหตุของโครโมโซมของโรคจำนวนหนึ่งได้รับการถอดรหัส - ดาวน์ซินโดรม, ไคลน์เฟลเตอร์, เชอร์เชฟสกี - เทอร์เนอร์และกลุ่มอาการไทรโซมี autosomal อื่น ๆ การพัฒนาเซลล์พันธุศาสตร์ทางการแพทย์ในช่วงปลายทศวรรษ 1960 เกิดจากการเกิดขึ้นของวิธีการย้อมสีดิฟเฟอเรนเชียลของโครโมโซมเมตาเฟส ทำให้สามารถระบุโครโมโซมและภูมิภาคแต่ละส่วนได้ วิธีการย้อมสีแบบดิฟเฟอเรนเชียลไม่ได้รับประกันการระบุจุดแตกหักที่ถูกต้องเสมอไปอันเป็นผลมาจากการจัดเรียงโครงสร้างของโครโมโซมใหม่ ในปี 1976 Eunice ได้พัฒนาวิธีการใหม่ในการศึกษาพวกมันในระยะ prometaphase ซึ่งเรียกว่า "วิธีการที่มีความละเอียดสูง"
การใช้วิธีการดังกล่าวทำให้สามารถรับโครโมโซมที่มีจำนวนเซ็กเมนต์ต่างกันได้ (ตั้งแต่ 550 ถึง 850) และทำให้สามารถระบุการละเมิดที่เกี่ยวข้องกับส่วนเล็กๆ ของโครโมโซมได้ (การจัดเรียงใหม่ขนาดเล็ก) ตั้งแต่ช่วงต้นทศวรรษ 1980 เป็นต้นมา เซลล์พันธุศาสตร์ของมนุษย์เข้าสู่ เวทีใหม่การพัฒนา: การวิเคราะห์โครโมโซมของวิธีการระดับโมเลกุลและเซลล์, การผสมพันธุ์แบบเรืองแสงในแหล่งกำเนิด (FISH - Fluorescence In Situ Hybridization) ถูกนำมาใช้ในทางปฏิบัติ วิธีนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในการตรวจจับความผิดปกติของโครงสร้างของโครโมโซมที่ละเอียดยิ่งขึ้น ซึ่งไม่สามารถแยกแยะได้โดยการย้อมสีแบบดิฟเฟอเรนเชียล ปัจจุบันการใช้วิธีการต่างๆ ในการวิเคราะห์โครโมโซมทำให้สามารถวินิจฉัยโรคโครโมโซมก่อนและหลังคลอดได้สำเร็จ
โรคโครโมโซมเป็นกลุ่มของภาวะที่มีความหลากหลายทางคลินิกจำนวนมากโดยมีลักษณะผิดปกติแต่กำเนิดหลายแบบ สาเหตุที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงเชิงปริมาณหรือเชิงโครงสร้างในคาริโอไทป์
ปัจจุบันพบความผิดปกติของโครโมโซมเกือบ 1,000 แบบ ซึ่งรูปแบบมากกว่า 100 แบบมีภาพที่ชัดเจนทางคลินิกและเรียกว่ากลุ่มอาการ การมีส่วนร่วมของพวกเขาในการทำแท้งที่เกิดขึ้นเอง การตายของทารกแรกเกิด และการเจ็บป่วยมีความสำคัญ ความชุกของความผิดปกติของโครโมโซมระหว่างการทำแท้งที่เกิดขึ้นเองโดยเฉลี่ย 50% ในหมู่ทารกแรกเกิดที่มีความผิดปกติ แต่กำเนิดหลายอย่างรวม - 33% คลอดก่อนกำหนดและตายปริกำเนิดด้วยความผิดปกติ แต่กำเนิด - 29% ทารกที่คลอดก่อนกำหนดที่มีความผิดปกติ แต่กำเนิด - 17% ทารกแรกเกิดที่มีความผิดปกติ แต่กำเนิด - 10% ทารกตายคลอดและปริกำเนิด - 7% ทารกคลอดก่อนกำหนด - 2.5% ทารกแรกเกิดทั้งหมด - 0.7%
โรคโครโมโซมส่วนใหญ่เป็นแบบประปราย ซึ่งเกิดขึ้นใหม่เนื่องจากการกลายพันธุ์ของโครโมโซมในเซลล์สืบพันธุ์ของพ่อแม่ที่มีสุขภาพดีหรือในดิวิชั่นแรกของไซโกต และไม่ได้รับการถ่ายทอดในรุ่นต่อๆ มา ซึ่งสัมพันธ์กับอัตราการเสียชีวิตสูงของผู้ป่วยในยุคก่อน -ระยะเจริญพันธุ์ พื้นฐานฟีโนไทป์ของโรคโครโมโซมเกิดขึ้นจากความผิดปกติของการพัฒนาตัวอ่อนในระยะแรก นั่นคือเหตุผลที่การเปลี่ยนแปลงทางพยาธิวิทยาพัฒนาแม้ในช่วงก่อนคลอดของการพัฒนาของร่างกายและทำให้ตัวอ่อนหรือทารกในครรภ์เสียชีวิตหรือสร้างภาพทางคลินิกหลักของโรคในทารกแรกเกิดแล้ว (ข้อยกเว้นคือความผิดปกติของการพัฒนาทางเพศ ซึ่งส่วนใหญ่เกิดขึ้นในช่วงวัยแรกรุ่น) ความเสียหายต่อระบบร่างกายในระยะเริ่มต้นและหลายครั้งเป็นลักษณะของโรคโครโมโซมทุกรูปแบบ เหล่านี้คือความผิดปกติของกะโหลกศีรษะใบหน้า, ความผิดปกติ แต่กำเนิดของอวัยวะภายในและส่วนต่างๆของร่างกาย, การเจริญเติบโตและการพัฒนาของมดลูกและหลังคลอด, ปัญญาอ่อน, ส่วนกลาง ระบบประสาท, ระบบหัวใจและหลอดเลือด, ระบบทางเดินหายใจ, ระบบทางเดินปัสสาวะ, ระบบย่อยอาหารและระบบต่อมไร้ท่อ เช่นเดียวกับการเบี่ยงเบนในสถานะฮอร์โมน ชีวเคมี และภูมิคุ้มกัน กลุ่มอาการของโรคโครโมโซมแต่ละกลุ่มมีลักษณะเฉพาะด้วยความซับซ้อนของความผิดปกติ แต่กำเนิดและความผิดปกติของพัฒนาการซึ่งมีอยู่เฉพาะในโรคโครโมโซมประเภทนี้เท่านั้น ความหลากหลายทางคลินิกของโรคโครโมโซมแต่ละโรคในรูปแบบทั่วไปถูกกำหนดโดยจีโนไทป์ของสิ่งมีชีวิตและสภาพแวดล้อม การเปลี่ยนแปลงในอาการของพยาธิวิทยาสามารถกว้างมาก - จากผลร้ายแรงไปจนถึงการเบี่ยงเบนเล็กน้อยในการพัฒนา แม้จะมีความรู้ที่ดีเกี่ยวกับอาการทางคลินิกและเซลล์สืบพันธุ์ของโรคโครโมโซม แต่การก่อโรคของพวกมันก็ยังไม่ชัดเจนแม้ในแง่ทั่วไป รูปแบบทั่วไปของการพัฒนากระบวนการทางพยาธิวิทยาที่ซับซ้อนที่เกิดจากความผิดปกติของโครโมโซมและนำไปสู่การปรากฏตัวของฟีโนไทป์ที่ซับซ้อนที่สุดของโรคโครโมโซมยังไม่ได้รับการพัฒนา
ความผิดปกติของโครโมโซมประเภทหลัก
โรคโครโมโซมทั้งหมดตามประเภทของการกลายพันธุ์สามารถแบ่งออกเป็นสองกลุ่มใหญ่: เกิดจากการเปลี่ยนแปลงจำนวนโครโมโซมในขณะที่ยังคงรักษาโครงสร้างของโครโมโซมหลัง (การกลายพันธุ์ของจีโนม) และเกิดจากการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของโครโมโซม (การกลายพันธุ์ของโครโมโซม ). การกลายพันธุ์ของจีโนมเป็นผลมาจากการไม่แยกออกหรือการสูญเสียโครโมโซมระหว่างการสร้างเซลล์สืบพันธุ์หรือในระยะแรกของการสร้างตัวอ่อน พบการกลายพันธุ์ของจีโนมเพียงสามประเภทในมนุษย์: tetraploidy, triploidy และ aneuploidy อุบัติการณ์ของการกลายพันธุ์ของ triploid (3n = 69) และ tetraploid (4n = 92) นั้นต่ำมาก ส่วนใหญ่จะพบในเอ็มบริโอหรือทารกในครรภ์ที่ถูกยกเลิกตามธรรมชาติและในทารกที่คลอดออกมาตาย อายุขัยของทารกแรกเกิดที่มีความผิดปกติดังกล่าวเป็นเวลาหลายวัน การกลายพันธุ์ของจีโนมในโครโมโซมแต่ละตัวมีมากมาย พวกมันประกอบด้วยโรคโครโมโซมจำนวนมาก ในเวลาเดียวกันของ aneuploidies ทุกรูปแบบ มีเพียง trisomies โดย autosomes, polysomies โดยโครโมโซมเพศ (tri-, tetra- และ pentasomies) เกิดขึ้นและจาก monosomies มีเพียง monosomy X เท่านั้นที่เกิดขึ้น
ร่างกายยอมรับไตรโซมเต็มหรือโมโนโซมหนักกว่าโครโมโซมบางส่วน ความไม่สมดุลของโครโมโซมขนาดใหญ่เกิดขึ้นในการเกิดมีชีพน้อยกว่าในโครโมโซมขนาดเล็กมาก ความผิดปกติของโครโมโซมแบบเต็มรูปแบบทำให้เกิดความผิดปกติที่ร้ายแรงกว่าโมเสกอย่างมีนัยสำคัญ monosomal autosomal ในการเกิดมีชีพหายากมาก พวกมันเป็นรูปแบบโมเสคที่มีสัดส่วนของเซลล์ปกติมาก ข้อเท็จจริงของค่าพันธุกรรมที่ค่อนข้างต่ำของบริเวณเฮเทอโรโครมาตินของโครโมโซมได้รับการพิสูจน์แล้ว นั่นเป็นสาเหตุที่ทำให้สังเกตเห็นว่ามีไทรโซมีที่สมบูรณ์ในการเกิดมีชีพในออโตโซมที่อุดมไปด้วยเฮเทอโรโครมาติน - 8, 9, 13, 14, 18, 21, 22 และ X. ไหล่ โครโมโซม X ที่สมบูรณ์ซึ่งเข้ากันได้กับชีวิตหลังคลอดซึ่งนำไปสู่การพัฒนาของ Shereshevsky-Turner syndrome เช่นเดียวกับ tetra- และ pentasomy นั้นพบได้เฉพาะใน X-chromosome ซึ่งเป็น heterochromatized
การกลายพันธุ์ของโครโมโซม หรือการจัดเรียงใหม่ของโครโมโซมเชิงโครงสร้าง เป็นความผิดปกติของโครโมโซม ที่มาพร้อมกับหรือไม่มาพร้อมกับความไม่สมดุลของสารพันธุกรรมภายในโครโมโซมหนึ่งหรือหลายโครโมโซม (การจัดเรียงใหม่ภายในและระหว่างโครโมโซม)
ในกรณีส่วนใหญ่ การกลายพันธุ์ของโครโมโซมที่มีโครงสร้างจะถูกถ่ายโอนไปยังลูกหลานโดยพ่อแม่คนใดคนหนึ่งซึ่งโครโมโซมที่มีการจัดเรียงใหม่ของโครโมโซมที่สมดุลนั้นมีการจัดเรียงโครโมโซมที่สมดุล สิ่งเหล่านี้รวมถึงการเคลื่อนย้ายที่สมดุลซึ่งกันและกัน (ซึ่งกันและกัน) โดยไม่สูญเสียส่วนต่าง ๆ ของโครโมโซมที่เกี่ยวข้อง เช่นเดียวกับการผกผันไม่ก่อให้เกิดปรากฏการณ์ทางพยาธิวิทยาในโฮสต์ อย่างไรก็ตาม ในระหว่างการก่อตัวของเซลล์สืบพันธุ์ของพาหะของการโยกย้ายและการผกผันที่สมดุล เซลล์สืบพันธุ์ที่ไม่สมดุลสามารถเกิดขึ้นได้ การโยกย้ายแบบโรเบิร์ตโซเนียน - การโยกย้ายระหว่างโครโมโซม acrocentric สองตัวที่มีการสูญเสียแขนสั้น - ส่งผลให้โครโมโซม metacentric หนึ่งตัวแทนที่จะเป็นสองโครโมโซม acrocentric พาหะของการโยกย้ายดังกล่าวมีสุขภาพดีเพราะการสูญเสียแขนสั้นของโครโมโซม acrocentric สองตัวได้รับการชดเชยโดยการทำงานของยีนเดียวกันในโครโมโซม acrocentric 8 ตัวที่เหลือ ในระหว่างการเจริญเต็มที่ของเซลล์สืบพันธุ์ การแจกแจงแบบสุ่ม (ระหว่างการแบ่งเซลล์) ของโครโมโซมที่จัดเรียงใหม่สองตัวและโครโมโซมที่คล้ายคลึงกันของพวกมันนำไปสู่การปรากฏตัวของเซลล์สืบพันธุ์หลายประเภทซึ่งบางชนิดเป็นเรื่องปกติ บางชนิดมีโครโมโซมรวมกันซึ่งเมื่อปฏิสนธิ ไซโกตให้ไซโกตที่มีคาริโอไทป์ที่จัดเรียงใหม่อย่างสมดุล และยังมีเซลล์อื่นให้โครโมโซมในระหว่างการปฏิสนธิ ไซโกตที่ไม่สมดุล
ด้วยชุดโครโมโซมที่ไม่สมดุล (การลบ, การทำซ้ำ, การแทรก) ทารกในครรภ์จะพัฒนาพยาธิสภาพทางคลินิกที่รุนแรงซึ่งมักจะอยู่ในรูปของความผิดปกติ แต่กำเนิดที่ซับซ้อน การขาดสารพันธุกรรมทำให้เกิดการผิดรูปที่ร้ายแรงกว่าส่วนเกิน
ความคลาดเคลื่อนของโครงสร้างเกิดขึ้นน้อยกว่ามาก พ่อแม่ของผู้ป่วยที่เป็นโรคโครโมโซมมักมีโครโมโซมปกติ โรคโครโมโซมในกรณีเหล่านี้เกิดขึ้น de novo อันเป็นผลมาจากการถ่ายทอดจากพ่อแม่คนใดคนหนึ่งของการกลายพันธุ์ของจีโนมหรือการกลายพันธุ์ของโครโมโซมที่เกิดขึ้นครั้งเดียวในเซลล์สืบพันธุ์ตัวใดตัวหนึ่งหรือการกลายพันธุ์ดังกล่าวเกิดขึ้นในไซโกตแล้ว ไม่รวมการกลับเป็นซ้ำของความผิดปกติของโครโมโซมในเด็กในครอบครัวนี้ มีครอบครัวที่มีแนวโน้มที่จะเกิดกรณีที่ไม่ต่อเนื่องของโครโมโซมซ้ำ การกลายพันธุ์ของเดอโนโวนั้นเกือบทั้งหมดรู้จักกันในไตรโซมและโมโนโซม กลไกหลักสำหรับการเกิดขึ้นของการจัดเรียงโครงสร้างใหม่คือการแตกของโครโมโซมหนึ่งโครโมโซมขึ้นไปพร้อมกับการรวมชิ้นส่วนที่เป็นผลลัพธ์ในภายหลัง
ข้อบ่งชี้ทางคลินิกสำหรับการวินิจฉัยทางเซลล์สืบพันธุ์
วิธีการวิจัยทางไซโตเจเนติกส์เป็นผู้นำในวิธีการวินิจฉัยทางห้องปฏิบัติการในการให้คำปรึกษาทางการแพทย์และทางพันธุกรรมและในการวินิจฉัยก่อนคลอด อย่างไรก็ตาม ควรยึดมั่นในวัตถุประสงค์อย่างเคร่งครัด
ข้อบ่งชี้ในการส่งต่อผู้ป่วยไปยังการศึกษาคาริโอไทป์
ข้อบ่งชี้หลักสำหรับการวินิจฉัยก่อนคลอด:
ความผิดปกติของโครโมโซมในเด็กคนก่อนในครอบครัว
ทารกคลอดก่อนกำหนดที่มีโครโมโซมผิดปกติ
การจัดเรียงใหม่ของโครโมโซม, โมเสกโครโมโซมหรือโครโมโซมเพศในพ่อแม่;
ผลการศึกษาระดับซีรั่มในเลือดของมารดา บ่งชี้ความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นของความผิดปกติของโครโมโซมในทารกในครรภ์ (กลุ่มเสี่ยง)
อายุของแม่;
ความผิดปกติของทารกในครรภ์เปิดเผยในระหว่างการตรวจอัลตราซาวนด์
ความสงสัยของโมเสคในทารกในครรภ์ระหว่างการศึกษาไซโตเจเนติกครั้งก่อน
สงสัยจะเป็นโรคที่มีโครโมโซมไม่เสถียร
แนะนำให้ทำการศึกษาคาริโอไทป์ระหว่างการวินิจฉัยหลังคลอดหากผู้ป่วยมี:
ประจำเดือนปฐมภูมิหรือทุติยภูมิหรือวัยหมดประจำเดือนต้น;
อสุจิผิดปกติ - azoospermia หรือ oligospermia รุนแรง
ความผิดปกติที่เด่นชัดทางคลินิกในการเจริญเติบโต (การเติบโตต่ำ, สูง) และขนาดหัว (micro-, macrocephaly);
อวัยวะเพศผิดปกติ
ฟีโนไทป์ผิดปกติหรือ dysmorphism;
พิการแต่กำเนิด;
ปัญญาอ่อนหรือพัฒนาการผิดปกติ;
อาการของการลบ / microdeletion / duplication syndrome;
โรค X-linked recessive ในสตรี;
อาการทางคลินิกของกลุ่มอาการไม่เสถียรของโครโมโซม
เมื่อติดตามหลังการปลูกถ่ายไขกระดูก
การศึกษาไซโตเจเนติกส์ควรทำในคู่สมรส:
มีโครโมโซมผิดปกติหรือโครโมโซมผิดปกติในทารกในครรภ์ที่ตรวจพบระหว่างการวินิจฉัยก่อนคลอด
การแท้งบุตรซ้ำ (3 หรือมากกว่า); การตายคลอด, การตายของทารกในครรภ์ทารกแรกเกิด, ไม่สามารถตรวจสอบทารกในครรภ์ที่ได้รับผลกระทบ;
เด็กมีโครโมโซมผิดปกติหรือโครโมโซมผิดปกติ
ภาวะมีบุตรยากของสาเหตุที่ไม่ทราบสาเหตุ
ข้อบ่งชี้สำหรับการศึกษาไซโตเจเนติกส์คือการมีอยู่ของญาติของผู้ป่วย:
การจัดเรียงโครโมโซมใหม่;
ปัญญาอ่อนน่าจะมาจากโครโมโซม;
การสูญเสียการสืบพันธุ์, ความผิดปกติ แต่กำเนิดของทารกในครรภ์หรือการตายคลอดโดยไม่ทราบสาเหตุ
ข้อบ่งชี้ในการศึกษา FISH:
ความสงสัยของ microdeletion syndrome ซึ่งมีการวินิจฉัยระดับโมเลกุล - ไซโตเจเนติก (การปรากฏตัวของโพรบ DNA ที่เหมาะสม);
ความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นของโรค microdeletion ตามข้อมูล anamnestic;
อาการทางคลินิกที่บ่งบอกถึงโมเสคสำหรับกลุ่มอาการโครโมโซมบางอย่าง
สภาพหลังการปลูกถ่ายไขกระดูกเมื่อผู้บริจาคและผู้รับมีเพศต่างกัน
สงสัยเกี่ยวกับความผิดปกติของโครโมโซมในการศึกษาทางเซลล์พันธุกรรมมาตรฐาน เมื่อวิธี FISH อาจมีประโยชน์ต่อไป
ชี้แจงธรรมชาติของความผิดปกติหรือในสถานการณ์ที่มีลักษณะอาการทางคลินิก;
การปรากฏตัวของโครโมโซมเครื่องหมายเกิน;
สงสัยเกี่ยวกับการจัดเรียงใหม่ของโครโมโซมแฝง
วิธี FISH ในการวิเคราะห์ metaphases จะแสดง:
ด้วยโครโมโซมเครื่องหมาย
วัสดุเพิ่มเติมที่ไม่ทราบที่มาบนโครโมโซม
การจัดเรียงโครโมโซมใหม่;
สงสัยการสูญเสียโครโมโซม;
โมเสก
แสดงวิธี FISH ในการวิเคราะห์นิวเคลียสระหว่างเฟส:
มีความผิดปกติของโครโมโซมเชิงตัวเลข
ซ้ำซ้อน;
แผนก;
การจัดเรียงใหม่ของโครโมโซม
การกำหนดเพศของโครโมโซม
การขยายพันธุ์ของยีน
วิธีการวิจัยเซลล์พันธุศาสตร์:
การวิจัยและคำอธิบาย ลักษณะเฉพาะโครโมโซม metaphase มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับเซลล์พันธุศาสตร์ในทางปฏิบัติ โครโมโซมส่วนบุคคลภายในกลุ่มได้รับการยอมรับโดยใช้เทคนิคการย้อมสีแบบดิฟเฟอเรนเชียล วิธีการเหล่านี้ทำให้สามารถตรวจจับความแตกต่างของโครงสร้างโครโมโซมตามความยาวที่กำหนดโดยลักษณะเฉพาะของความซับซ้อนของส่วนประกอบโมเลกุลหลักของโครโมโซม - ดีเอ็นเอและโปรตีน ปัญหาในการจำแนกโครโมโซมแต่ละตัวในคาริโอไทป์มีความสำคัญต่อการพัฒนาการวินิจฉัยทางเซลล์สืบพันธุ์ของโรคโครโมโซมในมนุษย์
วิธีการวิจัยไซโตเจเนติกส์แบ่งออกเป็นทางตรงและทางอ้อม วิธีการโดยตรงจะใช้ในกรณีที่จำเป็นต้องได้รับผลอย่างรวดเร็วและเป็นไปได้ที่จะได้รับการเตรียมโครโมโซมของเซลล์ที่แบ่งในร่างกาย วิธีการทางอ้อมรวมถึงการเพาะเลี้ยงเซลล์ในอาหารเลี้ยงเชื้อเทียมเป็นเวลามากหรือน้อยเป็นขั้นตอนบังคับ วิธีการที่มีการเพาะปลูกระยะสั้น (จากหลายชั่วโมงถึง 2-3 วัน) อยู่ในตำแหน่งกลาง
วัตถุประสงค์หลักของการวิจัยไซโตเจเนติกส์โดยวิธีทางตรงและทางอ้อมคือระยะเมตาเฟสของไมโทซิสและระยะต่างๆ ของไมโอซิส metaphase ของ mitosis เป็นหัวข้อหลักของการวิจัยเกี่ยวกับเซลล์เนื่องจากอยู่ในขั้นตอนนี้ที่สามารถระบุโครโมโซมได้อย่างแม่นยำและระบุความผิดปกติของพวกมันได้ โครโมโซมในไมโอซิสได้รับการตรวจสอบเพื่อตรวจหาการจัดเรียงใหม่บางประเภท ซึ่งโดยธรรมชาติแล้วไม่พบในเมตาเฟสของไมโทซิส
วัสดุชีวภาพสำหรับการศึกษาเซลล์พันธุศาสตร์ กระบวนการเพาะเลี้ยงเซลล์ การเตรียมการเตรียมโครโมโซม
เซลล์ของเนื้อเยื่อใดๆ ที่มีอยู่สำหรับการตรวจชิ้นเนื้อสามารถใช้เป็นวัสดุในการรับโครโมโซมของมนุษย์และศึกษาพวกมันได้ ส่วนใหญ่มักใช้เลือดส่วนปลาย, ไฟโบรบลาสต์ของผิวหนัง, ไขกระดูก, เซลล์น้ำคร่ำ, chorionic villi โครโมโซมที่เข้าถึงได้มากที่สุดคือลิมโฟไซต์ในเลือดของมนุษย์
ในปัจจุบัน ในทางปฏิบัติในห้องปฏิบัติการทั้งหมดของโลก มีการใช้วิธีการที่ใช้เลือดส่วนปลายทั้งหมดในการเพาะเลี้ยงเซลล์ลิมโฟไซต์ เลือดในปริมาณ 1-2 มล. จะถูกนำออกจากเส้นเลือด cubital ล่วงหน้าไปยังหลอดทดลองหรือขวดที่ผ่านการฆ่าเชื้อด้วยสารละลายเฮปาริน ในขวดสามารถเก็บเลือดได้ 24-48 ชั่วโมงในตู้เย็นที่อุณหภูมิ 4-6 องศาเซลเซียส การตั้งค่าของการเพาะเลี้ยงเซลล์เม็ดเลือดขาวจะดำเนินการในห้องกล่องพิเศษหรือในห้องทำงานภายใต้ตู้ไหลแบบลามิเนตภายใต้สภาวะปลอดเชื้อ เงื่อนไขดังกล่าวมีความจำเป็นเพื่อป้องกันการนำพืชที่ทำให้เกิดโรคเข้าสู่วัฒนธรรมเลือด หากมีข้อสงสัยว่ามีการปนเปื้อนของเลือดหรือสารอื่นๆ จะต้องเติมยาปฏิชีวนะลงในส่วนผสมของการเพาะเลี้ยง ขวดที่มีส่วนผสมของวัฒนธรรมจะถูกบ่มในเทอร์โมสตัทที่อุณหภูมิ +37 ° C เป็นเวลา 72 ชั่วโมง (อยู่ระหว่างการเจริญเติบโตและการแบ่งเซลล์) วัตถุประสงค์หลักของเทคนิคระเบียบวิธีในการประมวลผลการเพาะเลี้ยงเซลล์และการเตรียมการเตรียมโครโมโซมจากพวกมันคือการได้รับแผ่นเมตาเฟสที่เพียงพอในการเตรียมการด้วยโครโมโซมที่กระจัดกระจายซึ่งเป็นไปได้ที่จะประเมินความยาว รูปร่างและอื่น ๆ สัญญาณทางสัณฐานวิทยาแต่ละชุดโครโมโซม
การสะสมของเซลล์ในเมตาเฟสของไมโทซิสและการผลิตเพลตคุณภาพสูงในการเตรียมนั้นเกิดขึ้นโดยใช้ขั้นตอนตามลำดับหลายประการ:
colchinization - การเปิดรับเซลล์ต่อ cytostatics colchicine หรือ colcemide ซึ่งปิดกั้น mitosis ในระยะ metaphase
ความดันเลือดต่ำของวัฒนธรรม
แก้ไขเซลล์ที่มีส่วนผสมของเมทิลแอลกอฮอล์และกรดอะซิติก
ใช้สารแขวนลอยเซลล์กับสไลด์แก้ว
การรวมกลุ่มของการเพาะเลี้ยงเซลล์จะดำเนินการ 1.5-2 ชั่วโมงก่อนเริ่มการตรึง หลังจากการให้โคลชิซิน ขวดเพาะเลี้ยงเซลล์จะยังคงฟักตัวในเทอร์โมสตัท ในตอนท้ายของการฟักไข่ ส่วนผสมของวัฒนธรรมจากขวดแต่ละขวดจะถูกเทลงในหลอดสำหรับการหมุนเหวี่ยงที่สะอาดและหมุนเหวี่ยง จากนั้นเติมสารละลายโพแทสเซียมคลอไรด์ซึ่งถูกทำให้ร้อนที่อุณหภูมิ +37 ° C ลงในตะกอนของเซลล์
ความดันเลือดต่ำดำเนินการในเทอร์โมสตัทที่อุณหภูมิ +37 ° C เป็นเวลา 15 นาที สารละลาย Hypotonic KCI ส่งเสริมการกระเจิงของโครโมโซมบนสไลด์ได้ดีขึ้น หลังจากความดันเลือดต่ำ เซลล์จะถูกตะกอนโดยการหมุนเหวี่ยงและตรึงไว้ การตรึงจะดำเนินการด้วยส่วนผสมของแอลกอฮอล์เมทิล (หรือเอทิล) กับกรดอะซิติก
ขั้นตอนสุดท้ายคือการเตรียมการเตรียมโครโมโซมเพื่อให้ได้แผ่นเมตาเฟส "แพร่กระจาย" ที่ดีในขณะที่ยังคงความสมบูรณ์และความสมบูรณ์ของชุดโครโมโซมในแต่ละชุด สารแขวนลอยของเซลล์ถูกนำไปใช้กับสไลด์ที่เปียกและเย็น หลังจากนั้นแก้วจะแห้งที่อุณหภูมิห้องและทำเครื่องหมาย
วิธีการย้อมสีโครโมโซมที่แตกต่างกัน
ตั้งแต่ปีพ. ศ. 2514 วิธีการถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในเซลล์พันธุศาสตร์ซึ่งทำให้สามารถย้อมสีโครโมโซมแต่ละชุดตามความยาวของชุดได้ ความสำคัญในทางปฏิบัติของวิธีการเหล่านี้อยู่ในความจริงที่ว่าการย้อมสีแบบดิฟเฟอเรนเชียลทำให้สามารถระบุโครโมโซมของมนุษย์ทั้งหมดได้เนื่องจากรูปแบบเฉพาะของการย้อมสีตามยาวสำหรับแต่ละโครโมโซม สีย้อมใดๆ ที่ประกอบด้วยสีย้อมพื้นฐานสามารถเหมาะสำหรับการระบายสี เนื่องจากสารตั้งต้นการย้อมสีหลักของโครโมโซมเป็นคอมเพล็กซ์ DNA-protein ในทางปฏิบัติของการศึกษาไซโตเจเนติกส์ วิธีการต่อไปนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุด
วิธี G-stain เป็นวิธีที่พบได้บ่อยที่สุดเนื่องจากความเรียบง่าย ความน่าเชื่อถือ และความพร้อมใช้งานของรีเอเจนต์ที่ต้องการ หลังจากการย้อมสี โครโมโซมแต่ละคู่จะกลายเป็นเส้นริ้วตามความยาวเนื่องจากการสลับกันของเซ็กเมนต์เฮเทอโรโครมาติน (มืด) และยูโครมาติน (แสง) ที่มีสีต่างกัน ซึ่งโดยทั่วไปจะเรียกว่าจีเซกเมนต์ วิธี C ของการย้อมสีให้การระบุเฉพาะบางภูมิภาคของโครโมโซม เหล่านี้เป็นบริเวณของเฮเทอโรโครมาตินที่แปลเป็นภาษาท้องถิ่นในบริเวณรอบนอกของแขนยาวของโครโมโซม 1, 9 และ 16 และในแขนยาวของโครโมโซม Y เช่นเดียวกับในแขนสั้นของโครโมโซม acrocentric วิธี R ของการเตรียมโครโมโซมการย้อมสีแสดงรูปแบบของการแบ่งส่วนที่แตกต่างซึ่งผกผันกับวิธี G วิธีนี้จะขจัดคราบส่วนปลายของโครโมโซมได้ดี ซึ่งสำคัญมากสำหรับการระบุการจัดเรียงใหม่เล็กๆ ที่เกี่ยวข้องกับส่วนปลายของโครโมโซม วิธี Q ของการย้อมสีให้การย้อมสีเรืองแสงที่แตกต่างกันของโครโมโซมแต่ละชุดของชุด ช่วยให้คุณระบุคู่ของ homologues แต่ละคู่ และยังระบุการมีอยู่ของโครโมโซม Y ในนิวเคลียสระหว่างเฟสด้วยการเรืองแสงของตัว Y chromatin
หลักการวิเคราะห์โครโมโซม
ขั้นตอนบังคับของการศึกษาคือการวิเคราะห์ภาพโครโมโซมภายใต้กล้องจุลทรรศน์โดยใช้กำลังขยายพันเท่า (x1000) ด้วยเลนส์ใกล้ตา x10 และวัตถุประสงค์ในการแช่ x100 การประเมินคุณภาพและความเหมาะสมของการเตรียมโครโมโซมสำหรับการวิจัย ตลอดจนการเลือกแผ่นเมตาเฟสสำหรับการวิเคราะห์ด้วยกำลังขยายต่ำ (x100) สำหรับการวิจัย ให้เลือกเพลตเมตาเฟสที่มีสีดีและมีโครโมโซมกระจายอยู่พอสมควร ผู้วิจัยคำนวณจำนวนโครโมโซมทั้งหมดและประเมินโครงสร้างของโครโมโซมแต่ละอันโดยเปรียบเทียบการแบ่งกลุ่มของโครโมโซม เช่นเดียวกับการเปรียบเทียบรูปแบบที่สังเกตได้กับแผนผังเซลล์ (แบบแผน) ของโครโมโซม
การใช้ระบบคอมพิวเตอร์เพื่อการวิเคราะห์ภาพช่วยอำนวยความสะดวกให้กับงานของนักสร้างเซลล์สืบพันธุ์อย่างมาก ปรับปรุงคุณภาพงานของเขา และให้โอกาสในการจัดทำเอกสารผลการวิจัยที่รวดเร็วและง่ายดาย เพื่อให้ คุณภาพสูงงานนี้แนะนำให้ผู้เชี่ยวชาญสองคนมีส่วนร่วมในการศึกษาไซโตเจเนติกส์ของแต่ละตัวอย่าง เอกสารยืนยันการศึกษาคือโปรโตคอล ซึ่งระบุพิกัดของเซลล์ที่สแกน จำนวนโครโมโซมในแต่ละเซลล์ การจัดเรียงใหม่ที่ตรวจพบ สูตรคาริโอไทป์และข้อสรุป ตลอดจนนามสกุลของผู้ป่วย วันที่และจำนวน การศึกษา นามสกุล และลายเซ็นของแพทย์ (แพทย์) ที่ทำการศึกษา ... ควรบันทึกสไลด์และรูปภาพของโครโมโซมไว้เพื่อตรวจสอบในภายหลัง
กฎพื้นฐานสำหรับการอธิบายความผิดปกติของโครโมโซมตามระบบระหว่างประเทศของศัพท์ทางไซโตเจเนติก
การบันทึกสูตรคาริโอไทป์จะต้องดำเนินการตามเวอร์ชันปัจจุบันของระบบการตั้งชื่อตามไซโตเจเนติกระหว่างประเทศของมนุษย์ ลักษณะของการประยุกต์ใช้ระบบการตั้งชื่อที่มักพบในการปฏิบัติทางเซลล์พันธุศาสตร์ทางคลินิกได้อธิบายไว้ด้านล่าง
จำนวนและสัณฐานวิทยาของโครโมโซม:
ในโครโมโซม โครโมโซมแบ่งออกเป็นกลุ่มที่แยกความแตกต่างได้ง่าย (A-G) เจ็ดกลุ่มตามขนาดและตำแหน่งเซนโทรเมียร์ ออโตโซมคือโครโมโซม 1 ถึง 22 โครโมโซมเพศคือ X และ Y
กลุ่ม A (1-3) - โครโมโซม metacentric ขนาดใหญ่ที่สามารถแยกความแตกต่างจากขนาดและตำแหน่งของ centromere
กลุ่ม B (4-5) - โครโมโซม submetacentric ขนาดใหญ่
กลุ่ม C (6-12, X) - โครโมโซม metacentric ขนาดกลางและ submetacentric ขนาดกลาง โครโมโซม X เป็นหนึ่งในโครโมโซมที่ใหญ่ที่สุดในกลุ่มนี้
กลุ่ม D (13-15) - โครโมโซม acrocentric ขนาดกลางพร้อมดาวเทียม
กลุ่ม E (16-18) - โครโมโซม metacentric และ submetacentric ที่ค่อนข้างเล็ก
กลุ่ม F (19-20) - โครโมโซม metacentric ขนาดเล็ก
กลุ่ม G (21-22, Y) - โครโมโซม acrocentric ขนาดเล็กพร้อมดาวเทียม โครโมโซม Y ไม่มีดาวเทียม
โครโมโซมแต่ละอันประกอบด้วยแถบลายต่อเนื่องกันซึ่งอยู่ตามความยาวของแขนโครโมโซมในพื้นที่จำกัด (พื้นที่) อย่างเคร่งครัด บริเวณโครโมโซมมีความเฉพาะเจาะจงสำหรับแต่ละโครโมโซมและจำเป็นสำหรับการระบุตัวตนของโครโมโซม ลายทางและบริเวณต่างๆ นับจากเซนโทรเมียร์ถึงเทโลเมียร์ตามความยาวของแขนแต่ละข้าง ภูมิภาคคือส่วนของโครโมโซมที่อยู่ระหว่างแถบสองแถบที่อยู่ติดกัน ในการกำหนดแขนสั้นและแขนยาวของโครโมโซม ใช้สัญลักษณ์ต่อไปนี้: p - แขนสั้น และ q - แขนยาว เซนโทรเมียร์ (ก.ย.) ถูกกำหนดโดยสัญลักษณ์ 10 ส่วนของเซนโทรเมียร์ที่อยู่ติดกับแขนสั้นคือ p10 จนถึงแขนยาว - q10 พื้นที่ที่ใกล้ที่สุดกับเซนโทรเมียร์ถูกกำหนดเป็น 1 พื้นที่ถัดไปคือ 2 เป็นต้น
ในการกำหนดโครโมโซมจะใช้สัญลักษณ์สี่หลัก:
อักขระที่ 1 - หมายเลขโครโมโซม
อักขระตัวที่ 2 (p หรือ q) - แขนโครโมโซม
อักขระที่ 3 - หมายเลขเขต (ไซต์);
อักขระตัวที่ 4 คือหมายเลขของเลนภายในพื้นที่นี้
ตัวอย่างเช่น บันทึก 1p31 ระบุโครโมโซม 1, แขนสั้น, ภูมิภาค 3, เลน 1 หากเลนถูกแบ่งออกเป็นซับแบนด์ จุดจะถูกใส่หลังการกำหนดเลน จากนั้นจำนวนของแต่ละซับแบนด์จะถูกเขียน แถบย่อยและแถบมีหมายเลขในทิศทางจากเซนโทรเมียร์ถึงเทโลเมียร์ ตัวอย่างเช่น ในแบนด์ 1p31 สามซับแบนด์มีความโดดเด่น: 1p31.1, 1p31.2 และ 1p31.3 โดยที่ซับแบนด์ 1p31.1 อยู่ใกล้กับเซนโทรเมียร์ และแบนด์ย่อย 1p31.3 อยู่ไกลออกไป หากแบ่งแถบย่อยออกเป็นส่วนๆ ตัวอย่างเช่น ซับแบนด์ 1p31.1 แบ่งออกเป็น 1p31.11,1p31.12 เป็นต้น
หลักการทั่วไปสำหรับการอธิบาย KARYOTYPE ปกติและผิดปกติ
ในคำอธิบายของคาริโอไทป์ รายการแรกระบุจำนวนโครโมโซมทั้งหมด รวมทั้งโครโมโซมเพศ ตัวเลขแรกแยกออกจากส่วนที่เหลือของรายการด้วยเครื่องหมายจุลภาค จากนั้นจะบันทึกโครโมโซมเพศ ออโตโซมถูกกำหนดไว้เฉพาะในกรณีที่มีความผิดปกติเท่านั้น
คาริโอไทป์ของมนุษย์ปกติมีลักษณะดังนี้:
46, XX - คาริโอไทป์เพศหญิงปกติ
46, XY - คาริโอไทป์เพศชายปกติ
ในความผิดปกติของโครโมโซม ความผิดปกติของโครโมโซมเพศจะถูกบันทึกก่อน ตามด้วยความผิดปกติของออโตโซมโดยเรียงลำดับตัวเลขจากน้อยไปมาก และโดยไม่คำนึงถึงประเภทของความผิดปกติ คั่นแต่ละความผิดปกติด้วยเครื่องหมายจุลภาค การกำหนดตัวอักษรใช้เพื่ออธิบายโครโมโซมที่จัดโครงสร้างใหม่ โครโมโซมที่เกี่ยวข้องกับการจัดเรียงใหม่เขียนในวงเล็บหลังสัญลักษณ์ระบุประเภทของการจัดเรียงใหม่ เช่น inv (2), del (4), r (18) หากมีโครโมโซมตั้งแต่สองตัวขึ้นไปในการจัดเรียงใหม่ เครื่องหมายอัฒภาค (;) จะอยู่ระหว่างการกำหนดหมายเลขของแต่ละโครโมโซม
เครื่องหมาย (+) หรือ (-) วางอยู่ด้านหน้าโครโมโซมเพื่อระบุความผิดปกติ ซึ่งบ่งชี้ว่ามีโครโมโซมเพิ่มเติมหรือขาดหายไป (ปกติหรือผิดปกติ) เช่น +21, -7, + der (2) นอกจากนี้ยังใช้เพื่อระบุการลดลงหรือเพิ่มขึ้นในความยาวของแขนโครโมโซมหลังสัญลักษณ์ (p หรือ q) เพื่อจุดประสงค์นี้ สัญญาณข้างต้นสามารถใช้ได้เฉพาะในข้อความ แต่ไม่สามารถใช้ในคำอธิบายของคาริโอไทป์ได้ เช่น 4p +, 5q- เมื่ออธิบายขนาดของเซกเมนต์เฮเทอโรโครมาติก ดาวเทียม และดาวเทียม เครื่องหมาย (+) (เพิ่มขึ้น) หรือ (-) (ลดลง) จะถูกวางทันทีหลังจากการกำหนดสัญลักษณ์ที่เกี่ยวข้อง เช่น 16qh +, 21ps +, 22pstk + เครื่องหมายคูณ (x) ใช้เพื่ออธิบายโครโมโซมที่จัดเรียงใหม่หลายชุด แต่ไม่สามารถใช้อธิบายโครโมโซมปกติหลายชุดได้ เช่น 46, XX, del (6) (q13q23) x2 เพื่อระบุการตีความทางเลือกของความผิดปกติ มีการใช้สัญลักษณ์ (оr) เช่น 46, XX, del (8) (q21.1) หรือ i (8) (p10)
คาริโอไทป์ของโคลนที่แตกต่างกันจะถูกคั่นด้วยเครื่องหมายทับ (/) วงเล็บเหลี่ยมจะวางไว้หลังคำอธิบายของคาริโอไทป์เพื่อระบุจำนวนเซลล์ที่แน่นอนในโคลนที่กำหนด เพื่อที่จะระบุสาเหตุของการเกิดโคลนที่แตกต่างกัน สัญลักษณ์ mos (mosaicism - เซลล์มีต้นกำเนิดจากไซโกตเดียวกัน) และ chi (chimera - สายเซลล์ที่มีต้นกำเนิดจากไซโกตที่ต่างกัน) ซึ่งได้รับก่อนคำอธิบายของ คาริโอไทป์ เมื่อแสดงรายการคาริโอไทป์ โคลนไดพลอยด์ปกติจะถูกระบุเป็นลำดับสุดท้ายเสมอ เช่น mos47, XY, + 21/46, XY; mos47, XXY / 46, XY
หากมีสำเนาพันธุ์ผิดปกติหลายตัว การบันทึกจะดำเนินการตามลำดับการเพิ่มขนาด: แบบแรกพบบ่อยที่สุด ตามลำดับจากมากไปน้อย ล่าสุดคือโคลนปกติ เช่น mos45, X / 47, XXX / 46, XX มีการใช้สัญลักษณ์ที่คล้ายกันในคาริโอไทป์ที่มีโคลนปกติสองตัว เช่น chi46, XX / 46, XY หากมีสำเนาพันธุ์ที่ผิดปกติสองชุดในคาริโอไทป์ ซึ่งหนึ่งในนั้นมีความผิดปกติเชิงตัวเลขและอีกชุดหนึ่งมีการเปลี่ยนแปลงโครงสร้าง โคลนที่มีความผิดปกติเชิงตัวเลขจะถูกบันทึกก่อน ตัวอย่างเช่น: 45, X / 46, X, i (X) (q10)
เมื่อโคลนทั้งสองมีตัวเลขผิดปกติ โคลนที่มีออโตโซมที่มีหมายเลขซีเรียลต่ำกว่าจะถูกบันทึกก่อน เช่น 47, XX, + 8/47, XX, + 21; โคลนที่มีความผิดปกติของโครโมโซมเพศมักจะมาก่อนเสมอ เช่น 47, XXX / 47, XX, +21
ความจริงที่ว่าคาริโอไทป์เป็นแบบเดี่ยวหรือโพลีพลอยด์จะเห็นได้จากจำนวนโครโมโซมและการกำหนดเพิ่มเติม เช่น 69, XXY โครโมโซมที่เปลี่ยนแปลงทั้งหมดต้องติดป้ายกำกับที่สัมพันธ์กับระดับพลอยเทียมที่เหมาะสม เช่น 70, XXY, + 21
ต้นกำเนิดของมารดาหรือบิดาของโครโมโซมผิดปกติจะแสดงด้วยสัญลักษณ์ mat และ pat ตามลำดับ หลังจากความผิดปกติที่อธิบายไว้ เช่น 46, XX, t (5; 6) (q34; q23) mat, inv (14) ( q12q31) ตบ; 46, XX, t (5; 6) (q34; q23) เสื่อ, inv (14) (q12q31) เสื่อ หากทราบว่าโครโมโซมของผู้ปกครองเป็นปกติเมื่อเปรียบเทียบกับความผิดปกติที่กำหนด จะถือเป็นโครโมโซมใหม่และแสดงด้วยสัญลักษณ์ denovo (dn) เช่น 46, XY, t (5; 6) ( q34; q23) เสื่อ inv (14) ( q12q31) dn.
คำอธิบายของความผิดปกติของโครโมโซมเชิงตัวเลข:
เครื่องหมาย (+) หรือ (-) ใช้เพื่อระบุการสูญเสียหรือการได้มาของโครโมโซมเพิ่มเติมเมื่ออธิบายความผิดปกติเชิงตัวเลข
47, XX, +21 - คาริโอไทป์ที่มี trisomy 21.
48, XX, +13, +21 - คาริโอไทป์ที่มี trisomy 13 และ trisomy 21
45, XX, -22 - คาริโอไทป์ที่มี monosomy 22.
46, XX, +8, -21 - คาริโอไทป์ที่มี trisomy 8 และ monosomy 21
ข้อยกเว้นสำหรับกฎนี้คือความผิดปกติตามรัฐธรรมนูญของโครโมโซมเพศ ซึ่งบันทึกโดยไม่ใช้เครื่องหมาย (+) และ (-)
45, X - karyotype ที่มีโครโมโซม X หนึ่งอัน (Shereshevsky-Turner syndrome)
47, XXY - คาริโอไทป์ที่มีโครโมโซม X สองตัวและโครโมโซม Y หนึ่งตัว (กลุ่มอาการ Klinefelter)
47, XXX - คาริโอไทป์ที่มีโครโมโซม X สามตัว
47, XYY - คาริโอไทป์ที่มีโครโมโซม X หนึ่งอันและโครโมโซม Y สองอัน
48, XXXY - คาริโอไทป์ที่มีโครโมโซม X สามอันและโครโมโซม Y หนึ่งอัน
คำอธิบายของความผิดปกติของโครโมโซมโครงสร้าง
ในคำอธิบายการเปลี่ยนแปลงโครงสร้าง ใช้ทั้งระบบบันทึกแบบสั้นและแบบละเอียด เมื่อใช้ระบบสั้น จะมีการระบุเฉพาะประเภทของการจัดเรียงโครโมโซมใหม่และจุดแตกหักเท่านั้น ประเภทของโครโมโซมผิดปกติ โครโมโซมที่เกี่ยวข้องกับความผิดปกติ และจุดแตกหักจะถูกบันทึกไว้ในวงเล็บ ระบบที่รัดกุมไม่ได้ทำให้สามารถอธิบายการจัดเรียงโครโมโซมที่ซับซ้อนได้อย่างชัดเจน ซึ่งบางครั้งก็เปิดเผยในการวิเคราะห์โครโมโซมของเนื้องอก
ระบบการกำหนดที่รัดกุมสำหรับการเปลี่ยนแปลงโครงสร้าง
หากแขนทั้งสองข้างมีส่วนร่วมในการจัดเรียงใหม่ซึ่งเป็นผลมาจากการแตกหักสองครั้งในโครโมโซมเดียวกัน จุดแตกหักในแขนสั้นจะถูกบันทึกไว้ที่ด้านหน้าจุดแตกหักในแขนยาว: 46, XX, inv (2) (p21q31) เมื่อจุดแตกหักสองจุดอยู่ในแขนโครโมโซมเดียว จุดแตกหักใกล้กับเซนโทรเมียร์จะแสดงก่อน: 46, XX, inv (2) (p13p23) ในกรณีที่โครโมโซมสองตัวเกี่ยวข้องกับการจัดเรียงใหม่ โครโมโซมที่มีเลขลำดับที่ต่ำกว่าหรือโครโมโซมเพศจะถูกระบุก่อน: 46, XY, t (12; 16) (q13; p11.1); 46, X, t (X; 18) (p11.11; q11.11)
ข้อยกเว้นของกฎคือการจัดเรียงใหม่โดยมีจุดแตกหักสามจุด เมื่อมีการแทรกส่วนของโครโมโซมหนึ่งเข้าไปในบริเวณของโครโมโซมอื่น ในกรณีนี้ โครโมโซมของผู้รับจะถูกบันทึกก่อน และโครโมโซมของผู้บริจาคจะอยู่ถึงแม้จะเป็นโครโมโซมเพศหรือโครโมโซมที่มีหมายเลขลำดับที่ต่ำกว่า: 46, X, ins (5; X) (p14; q21q25); 46, XY, นิ้ว (5; 2) (p14; q22q32) หากการจัดเรียงใหม่ส่งผลต่อโครโมโซมหนึ่งจุด จุดแตกหักในส่วนที่เกิดส่วนแทรกจะถูกระบุก่อน ในกรณีของการแทรกโดยตรง จุดแตกหักของชิ้นส่วนที่สอดเข้าไปใกล้กับเซนโทรเมียร์จะถูกบันทึกก่อน จากนั้นจึงบันทึกจุดแตกหักส่วนปลาย ด้วยการแทรกแบบกลับหัว ตรงกันข้ามจะเป็นจริง
ในการกำหนดการโยกย้ายซึ่งเกี่ยวข้องกับโครโมโซมที่แตกต่างกันสามตัว อันดับแรกให้ระบุโครโมโซมเพศหรือโครโมโซมที่มีเลขลำดับที่ต่ำกว่า จากนั้นโครโมโซมที่ได้รับชิ้นส่วนจากโครโมโซมแรก และสุดท้ายคือโครโมโซมที่ให้ชิ้นส่วน โครโมโซมแรก 46, XX, t (9; 22; 17) (q34; q11.2; q22) - ส่วนของโครโมโซม 9 ซึ่งสอดคล้องกับส่วนปลายของ 9q34 โอนไปยังโครโมโซม 22 ไปยังส่วน 22q11.2 ส่วนของ โครโมโซม 22 ซึ่งสอดคล้องกับบริเวณส่วนปลายของ 22q11 .2 จะถูกโอนไปยังโครโมโซม 17 ในส่วนที่ 17q22 และส่วนของโครโมโซม 17 ซึ่งสอดคล้องกับบริเวณส่วนปลาย 17q22 จะถูกโอนไปยังโครโมโซม 9 ในส่วนที่ 9q34
ระบบการกำหนดรายละเอียดสำหรับการเปลี่ยนแปลงโครงสร้าง ตามระบบการกำหนดรายละเอียด การจัดเรียงโครงสร้างของโครโมโซมใหม่จะถูกกำหนดโดยองค์ประกอบของแถบในนั้น การกำหนดทั้งหมดที่ใช้ในระบบกระชับจะยังคงอยู่ในระบบรายละเอียด อย่างไรก็ตาม ในระบบรายละเอียด คำอธิบายโดยละเอียดองค์ประกอบของแถบในโครโมโซมที่จัดเรียงใหม่โดยใช้สัญลักษณ์เพิ่มเติม เครื่องหมายทวิภาค (:) หมายถึงจุดพัก และโคลอนคู่ (: :) หมายถึงการพักตามด้วยการรวมตัวใหม่ ลูกศร (->) ระบุทิศทางการถ่ายโอนชิ้นส่วนโครโมโซม ปลายแขนของโครโมโซมแสดงด้วยสัญลักษณ์ ter (terminal), pter หรือ qter หมายถึงปลายแขนสั้นหรือยาวตามลำดับ สัญลักษณ์ sep ใช้เพื่อแสดงถึง centromere
ประเภทของการจัดเรียงโครโมโซมใหม่
วัสดุเพิ่มเติมที่ไม่ทราบที่มา สัญลักษณ์เพิ่ม (จาก Lat. Additio - เพิ่มเติม) ใช้เพื่อระบุวัสดุเพิ่มเติมที่ไม่ทราบที่มาซึ่งติดอยู่กับบริเวณหรือแถบโครโมโซม วัสดุพิเศษที่ติดอยู่กับบริเวณเทอร์มินัลจะทำให้ความยาวของแขนโครโมโซมเพิ่มขึ้น เมื่ออธิบายโครโมโซมด้วยวัสดุเพิ่มเติมที่ไม่ทราบที่มาในแขนทั้งสองข้าง สัญลักษณ์ der จะอยู่ด้านหน้าหมายเลขโครโมโซม หากมีการใส่วัสดุเพิ่มเติมที่ไม่รู้จักเข้าไปในแขนของโครโมโซม สัญลักษณ์ในและ (?) จะใช้สำหรับคำอธิบาย
การลบ สัญลักษณ์ del ใช้เพื่อแสดงถึงเทอร์มินัล (เทอร์มินัล) และการลบโฆษณาคั่นระหว่างหน้า:
46, XX, เดล (5) (q13)
46, XX, เดล (5) (pter-> q13 :)
เครื่องหมาย (:) หมายถึงการแตกหักเกิดขึ้นในย่าน 5q13 ซึ่งส่งผลให้โครโมโซม 5 ประกอบด้วยแขนสั้นและส่วนหนึ่งของแขนยาวที่อยู่ระหว่างเซนโทรเมียร์และส่วน 5q13
46, XX, เดล (5) (q13q33)
46, XX, เดล (5) (pter-> q13 :: q33-> qter)
เครื่องหมาย (: :) หมายถึงการแตกและการรวมตัวของแถบ 5ql3 และ 5q33 ของแขนยาวของโครโมโซม 5 ส่วนโครโมโซมระหว่างแถบเหล่านี้จะถูกลบออก
อนุพันธ์หรืออนุพันธ์ โครโมโซม (der) คือโครโมโซมที่เกิดขึ้นจากการจัดเรียงใหม่ซึ่งส่งผลต่อโครโมโซมตั้งแต่ 2 ตัวขึ้นไป รวมถึงการจัดเรียงใหม่หลายครั้งภายในโครโมโซมเดียว จำนวนของโครโมโซมอนุพันธ์สอดคล้องกับจำนวนของโครโมโซมที่ไม่บุบสลายซึ่งมีเซนโทรเมียร์เหมือนกันกับโครโมโซมอนุพันธ์:
46, XY, เดอร์ (9) เดล (9) (p12) เดล (9) (q31)
46, XY, เดอร์ (9) (: p12-> q31 :)
โครโมโซมอนุพันธ์ 9 เป็นผลมาจากการลบเทอร์มินัลสองครั้งที่เกิดขึ้นในแขนสั้นและแขนยาว โดยมีจุดแตกหักในแถบ 9p12 และ 9q31 ตามลำดับ
46, XX, der (5) เพิ่ม (5) (15.1) เดล (5) (q13)
46, XX, เดอร์ (5) (? :: p15.1- "q13 :)
โครโมโซมอนุพันธ์ 5 ที่มีวัสดุเพิ่มเติมจากแหล่งกำเนิดที่ไม่รู้จักติดอยู่กับแถบ 5p15.1 และการลบขั้วของส่วนปลายแขนยาวไปยังแถบ 5q13
โครโมโซมแบบไดศูนย์กลาง สัญลักษณ์ die ใช้เพื่ออธิบายโครโมโซม dicentric โครโมโซม dicentric แทนที่โครโมโซมปกติหนึ่งหรือสองโครโมโซม ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องระบุโครโมโซมปกติที่ขาดหายไป
45, XX, dic (13; 13) (q14; q32)
45, XX, dic (13; 13) (13pter-> 13ql4 :: 13q32- "13pter)
การแตกตัวและการรวมตัวใหม่เกิดขึ้นในแถบ 13ql4 และ 13q32 บนโครโมโซมที่คล้ายคลึงกัน 13 สองตัวซึ่งส่งผลให้เกิดโครโมโซมแบบ dicentric
ซ้ำซ้อน การทำซ้ำจะแสดงด้วยสัญลักษณ์ซ้ำ พวกเขาสามารถตรงและกลับด้าน
46, XX, ซ้ำ (1) (q22q25)
46, XX, ซ้ำ (1) (pter-> q25 :: q22-> qter)
การทำซ้ำโดยตรงของเซ็กเมนต์ระหว่างแบนด์ lq22 และ lq25
46, XY, ซ้ำ (1) (q25q22)
46, XY, ซ้ำ (1) (pter-> q25 :: q25-> q22 :: q25-> qter) หรือ (pter-> q22 :: q25- "q22 :: q22-> qter)
การทำสำเนากลับด้านของเซ็กเมนต์ระหว่างแบนด์ lq22 และ lq25 ควรสังเกตว่ามีเพียงระบบที่มีรายละเอียดเท่านั้นที่สามารถอธิบายการทำซ้ำแบบกลับด้านได้
การผกผัน สัญลักษณ์ inv ใช้เพื่ออธิบายการผกผันของพารา- และปริมณฑล
46, XX, inv (3) (q21q26.2)
46, XX, inv (3) (pter-> q21 :: q26.2-> q21 :: q26.2-> qter)
Paracentric inversion ซึ่งเกิดการแตกร้าวและการรวมตัวใหม่ในแถบ 3q21 และ 3q26.2 ของแขนยาวของโครโมโซม 3
46, XY, inv (3) (p13q21)
46, XY, inv (3) (pter- "pl3 :: q21-> p13 :: q21-> qter)
การผกผันของ Pericentric ซึ่งเกิดการแตกและการรวมตัวใหม่ระหว่างแถบ 3p13 ของแขนสั้นและแถบ 3q21 ของแขนยาวของโครโมโซม 3 บริเวณระหว่างแถบเหล่านี้รวมถึง centromere จะกลับด้าน 180 °
แทรก สัญลักษณ์ ins ใช้เพื่อแสดงถึงการแทรกโดยตรงหรือกลับด้าน การสอดใส่จะถือว่าตรงเมื่อปลายส่วนใกล้เคียงของบริเวณที่สอดอยู่ในตำแหน่งใกล้เคียงที่สัมพันธ์กับปลายที่สอง การแทรกแบบกลับด้านจะทำให้ส่วนปลายของไซต์สอดใส่ในตำแหน่งส่วนปลาย ประเภทของการแทรก (โดยตรงหรือกลับด้าน) สามารถแสดงด้วย dir และ inv ตามลำดับ
46, XX, นิ้ว (2) (pl3q21q31)
46, XX, ins (2) (pter-> p13 :: q31-> q21 :: pl3- "q21 :: q31-qter)
การแทรกโดยตรง เช่น dir ins (2) (p13q21q31) เกิดขึ้นระหว่างส่วนที่ 2q21 และ 2q31 ของแขนยาวและส่วนที่ 2p13 ของแขนสั้นของโครโมโซม 2 ส่วนโครโมโซมของแขนยาวระหว่างส่วนที่ 2q21 และ 2q31 ถูกแทรกเข้าไปใน แขนสั้น ภาค 2p13. ในตำแหน่งใหม่ ส่วน 2q21 ยังคงใกล้กับ centromere มากกว่าส่วน 2q31
46, XY, นิ้ว (2) (pl3q31q21)
46, XY, ins (2) (pterH> pl3 :: q21-> q31 :: pl3-> q21 :: q31- "qter)
ในกรณีนี้ พื้นที่ที่แทรกจะกลับด้าน นั่นคือ inv ins (2) (p13q31q21) ในส่วนแทรก ส่วน 2q21 อยู่ห่างจาก centromere มากกว่าส่วน 2q31 ดังนั้นตำแหน่งของเซกเมนต์ที่สัมพันธ์กับเซนโทรเมียร์จึงเปลี่ยนไป
ไอโซโครโมโซม สัญลักษณ์ i ใช้เพื่ออธิบายไอโซโครโมโซม ซึ่งเป็นโครโมโซมที่ประกอบด้วยแขนสองข้างที่เหมือนกัน จุดแตกหักในไอโซโครโมโซมมีการแปลในบริเวณศูนย์กลาง p10 และ q10
46, XX, ผม (17) (q10)
46, XX, i (17) (qter- "q10 :: q10 -> qter)
ไอโซโครโมโซมตามแขนยาวของโครโมโซม 17 และจุดแตกหักจะแสดงที่ 17q10 คาริโอไทป์มีโครโมโซมปกติหนึ่งโครโมโซมและโครโมโซม 17 ที่จัดเรียงใหม่
46, X, ผม (X) (q10)
46, X, i (X) (qter- "q10 :: q10-> qter)
โครโมโซม X ปกติหนึ่งตัวและ X isochromosome หนึ่งตัวตามแขนยาว
ตำแหน่งที่เปราะบาง (fra) อาจปรากฏเป็นความหลากหลายตามปกติ หรืออาจเกี่ยวข้องกับโรคทางพันธุกรรมหรือความผิดปกติทางฟีโนไทป์
46, X, ฟรา (X) (q27.3)
บริเวณที่เปราะบางในแถบย่อย Xq27.3 ของโครโมโซม X ตัวหนึ่งในโครโมโซมเพศเมีย
46, Y, ฟรา (X) (q27.3)
บริเวณที่เปราะบางในแถบย่อย Xq27.3 ของโครโมโซม X ในโครโมโซมเพศผู้
โครโมโซมมาร์กเกอร์ (แท็ก) เป็นโครโมโซมที่เปลี่ยนแปลงโครงสร้าง ซึ่งไม่สามารถระบุส่วนใดส่วนหนึ่งของโครโมโซมได้ หากมีการระบุส่วนใดส่วนหนึ่งของโครโมโซมผิดปกติ จะเรียกว่าโครโมโซมที่ได้รับ (der) เมื่ออธิบายคาริโอไทป์ เครื่องหมาย (+) จะถูกวางไว้หน้าสัญลักษณ์มาร์
47, XX, + มีนาคม
โครโมโซมเครื่องหมายเพิ่มเติมหนึ่งอัน
48, X, t (X; 18) (p11.2; q11.2) + 2mar
โครโมโซมเครื่องหมายสองตัวนอกเหนือจากการโยกย้าย t (X; 18)
โครโมโซมวงแหวนแสดงด้วยสัญลักษณ์ r ซึ่งประกอบด้วยโครโมโซมตั้งแต่หนึ่งตัวขึ้นไป
46, XX, ร (7) (p22q36)
46, XX, r (7) (:: p22-> q36: :)
การแตกร้าวและการรวมตัวใหม่เกิดขึ้นในส่วน 7p22 และ 7q36 โดยที่บริเวณโครโมโซมสูญเสียไปซึ่งอยู่ไกลจากจุดแตกหักเหล่านี้
ถ้าไม่ทราบเซนโทรเมียร์ของโครโมโซมวงแหวน แต่รู้จักเซกเมนต์ของโครโมโซมที่อยู่ในวงแหวน โครโมโซมของวงแหวนจะถูกกำหนดเป็นอนุพันธ์ (der)
46, XX, เดอร์ (1) r (1; 3) (p36.1q23; q21q27)
46, XX, เดอร์ (1) (:: lp36.1-> 1q23 :: 3q21-> 3q27: :)
การโยกย้าย การโยกย้ายซึ่งกันและกัน
เพื่ออธิบายการโยกย้าย (t) จะใช้หลักการและกฎเดียวกันกับคำอธิบายของการจัดเรียงใหม่ของโครโมโซมอื่นๆ ในการแยกแยะความแตกต่างของโครโมโซมที่คล้ายคลึงกัน หนึ่งในความคล้ายคลึงกันสามารถขีดเส้นใต้ด้วยขีดล่างเดียว (_)
46, XY, t (2; 5) (q21; q31)
46, XY, t (2; 5) (2pter2q21 :: 5q31-> 5qter; 5pter 5q31 :: 2q21-> 2qter)
การล่มสลายและการรวมตัวใหม่เกิดขึ้นในช่วง 2q21 และ 5q31 โครโมโซมแลกเปลี่ยนบริเวณส่วนปลายกับส่วนเหล่านี้ โครโมโซมที่มีหมายเลขซีเรียลต่ำกว่าจะถูกระบุก่อน
46, X, เสื้อ (X; 13) (q27; ql2)
46, X, t (X; 13) (Xpter-> Xq27 :: 13ql2-> 13qter; 13pter-> 3q 12 :: Xq27-> Xqter)
การแยกและการรวมตัวใหม่เกิดขึ้นในเซ็กเมนต์ Xq27 และ 13q12 ส่วนที่อยู่ห่างไกลจากไซต์เหล่านี้กลับด้าน เนื่องจากโครโมโซมเพศเกี่ยวข้องกับการโยกย้าย จึงมีการบันทึกไว้ก่อน โปรดทราบว่าสัญกรณ์ที่ถูกต้องมีดังนี้ - 46, X, t (X; 13), ไม่ใช่ 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)
การโยกย้ายซึ่งกันและกันระหว่างโครโมโซม X และ Y ที่มีจุดแตกหัก Xq22 และ Yq11 2.
การโยกย้ายที่เกี่ยวข้องกับแขนโครโมโซมทั้งหมดสามารถบันทึกโดยระบุจุดแตกหักในบริเวณศูนย์กลาง p10 และ q10 ในการโยกย้ายที่สมดุล จุดแตกหักในโครโมโซมเพศหรือในโครโมโซมที่มีหมายเลขลำดับที่ต่ำกว่าจะถูกกำหนด p10
46, XY, t (4; 3) (p10; q10)
46, XY, t (1; 3) (lpteMlpl0 :: 3ql0-> 3qter; 3pter-> 3p40 :: 4q40-> 4qter)
การโยกย้ายซึ่งกันและกันของแขนโครโมโซมทั้งหมด โดยที่แขนสั้นของโครโมโซม 1 เข้าร่วมเซนโทรเมียร์กับแขนยาวของโครโมโซม 3 และแขนยาวของโครโมโซม 1 เข้าร่วมกับแขนสั้นของโครโมโซม 3
ในกรณีของการโยกย้ายที่ไม่สมดุลของแขนโครโมโซมทั้งหมด โครโมโซมที่จัดเรียงใหม่ถูกกำหนดให้เป็นอนุพันธ์ (der) และแทนที่โครโมโซมปกติสองตัว
45, XX, เดอร์ (1; 3) (p10; q10)
45, XX, เดอร์ (1; 3) (1pter-> 1p10 :: 3q10-> 3qter)
โครโมโซมอนุพันธ์ ซึ่งประกอบด้วยแขนสั้นของโครโมโซม 1 และแขนยาวของโครโมโซม 3 โครโมโซมที่หายไป 1 และ 3 จะไม่ถูกระบุเนื่องจากถูกแทนที่ด้วยโครโมโซมอนุพันธ์ คาริโอไทป์จึงประกอบด้วยโครโมโซมปกติ 1 โครโมโซม 1 โครโมโซม 3 โครโมโซมปกติ และโครโมโซมอนุพันธ์ (l; 3)
การโยกย้ายแบบโรเบิร์ตโซเนียน
นี่เป็นการโยกย้ายแบบพิเศษที่เกิดจากการรวมตัวที่ศูนย์กลางของแขนยาวของโครโมโซม acrocentric 13-15 และ 21-22 พร้อมกับการสูญเสียแขนสั้นของโครโมโซมเหล่านี้ไปพร้อม ๆ กัน หลักการอธิบายการโยกย้ายที่ไม่สมดุลซึ่งเกี่ยวข้องกับไหล่ทั้งหมดก็สามารถนำมาใช้กับการอธิบายการโยกย้ายของ Robertsonian โดยใช้สัญลักษณ์ (der) สัญลักษณ์ปล้นสามารถใช้เพื่ออธิบายการโยกย้ายเหล่านี้ได้ แต่ไม่สามารถใช้เพื่ออธิบายความผิดปกติที่ได้มา จุดแตกหักของโครโมโซมที่เกี่ยวข้องกับการโยกย้ายถูกระบุไว้ในบริเวณ q10
45, XX, เดอร์ (13; 21) (q10; q10)
45, XX, ปล้น (13; 21) (q10; q10)
การแตกแยกและการรวมตัวใหม่เกิดขึ้นในส่วนที่ 13q10 และ 21q10 ของบริเวณ centromeric ของโครโมโซม 13 และ 21 โครโมโซมที่ได้รับมาแทนที่โครโมโซม 13 และโครโมโซม 21 หนึ่งตัว ไม่จำเป็นต้องระบุโครโมโซมที่หายไป คาริโอไทป์ประกอบด้วยโครโมโซมปกติ 13 โครโมโซม 1 โครโมโซมปกติ 21 และเดอร์ (13; 21) ความไม่สมดุลเกิดขึ้นเนื่องจากการสูญเสียแขนสั้นของโครโมโซม 13 และ 21
บทที่ 5 การเปลี่ยนแปลงขององค์กร
บทที่ 5 การเปลี่ยนแปลงขององค์กร
ข้อมูลทั้งหมด
ความแปรปรวนของสิ่งมีชีวิตคือความแปรปรวนของจีโนมของมัน ซึ่งกำหนดความแตกต่างของจีโนไทป์และฟีโนไทป์ในมนุษย์และทำให้เกิดความหลากหลายทางวิวัฒนาการของจีโนไทป์และฟีโนไทป์ของมัน (ดูบทที่ 2 และ 3)
การพัฒนามดลูกของตัวอ่อน, ตัวอ่อน, ทารกในครรภ์, การพัฒนาต่อไปของร่างกายมนุษย์หลังคลอด (วัยทารก, วัยเด็ก, วัยรุ่น, วัยรุ่น, วัยผู้ใหญ่, อายุและความตาย) ดำเนินการตามโปรแกรมทางพันธุกรรมของการสร้างเนื้องอกที่เกิดขึ้นจากการหลอมรวมของ จีโนมของมารดาและบิดา (ดูบทที่ 2 และ 12)
ในระหว่างการสร้างยีน จีโนมของสิ่งมีชีวิตของแต่ละบุคคลและข้อมูลที่เข้ารหัสอยู่ในนั้นได้รับการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องภายใต้อิทธิพลของปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม การเปลี่ยนแปลงของจีโนมสามารถถ่ายทอดจากรุ่นสู่รุ่น ทำให้เกิดความแปรปรวนของลักษณะและฟีโนไทป์ของสิ่งมีชีวิตในลูกหลาน
ในตอนต้นของศตวรรษที่ XX นักสัตววิทยาชาวเยอรมัน W. Hacker ระบุทิศทางของพันธุกรรม อุทิศให้กับการศึกษาความสัมพันธ์และความสัมพันธ์ระหว่างจีโนไทป์และฟีโนไทป์ และการวิเคราะห์ความแปรปรวนของพวกมัน และเรียกมันว่า ฟีโนเจเนติกส์
ปัจจุบันฟีโนเจเนติกส์แยกแยะความแปรปรวนได้สองระดับ: ไม่ใช่กรรมพันธุ์ (หรือการดัดแปลง) ซึ่งไม่ได้ถ่ายทอดจากรุ่นสู่รุ่นและกรรมพันธุ์ซึ่งส่งต่อจากรุ่นสู่รุ่น
ในทางกลับกัน ความแปรปรวนทางพันธุกรรมยังสามารถเป็นสองประเภท: การรวมกัน (การรวมตัวใหม่) และการกลายพันธุ์ ความแปรปรวนของชั้นหนึ่งถูกกำหนดโดยกลไกสามประการ: การเผชิญหน้าแบบสุ่มของ gametes ระหว่างการปฏิสนธิ การข้ามหรือการรวมตัวกันใหม่ (การแลกเปลี่ยนส่วนเท่า ๆ กันระหว่างโครโมโซมที่คล้ายคลึงกันในการพยากรณ์ของการแบ่งไมโอซิสครั้งแรก); ความแตกต่างอิสระของโครโมโซมที่คล้ายคลึงกันกับขั้วของการแบ่งตัวระหว่างการก่อตัวของเซลล์ลูกสาวระหว่างไมโทซิสและไมโอซิส ความแปรปรวนของวินาที
คลาสเกิดจากการกลายพันธุ์ของโครโมโซมและจีโนม (ดูด้านล่าง)
ให้เราพิจารณาตามลำดับชั้นและประเภทของความแปรปรวนของสิ่งมีชีวิตในแต่ละขั้นตอนของการพัฒนาบุคคล
ความแปรปรวนระหว่างการปฏิสนธิของ gametes และจุดเริ่มต้นของการทำงานของจีโนมของสิ่งมีชีวิตที่พึ่ง
จีโนมของมารดาและบิดาไม่สามารถทำงานแยกจากกันได้
มีเพียงสองจีโนมของผู้ปกครองที่รวมกันเป็นไซโกตทำให้เกิดชีวิตโมเลกุลการเกิดขึ้นของสถานะเชิงคุณภาพใหม่ - หนึ่งในคุณสมบัติของสสารทางชีวภาพ
ในรูป 23 แสดงผลของการทำงานร่วมกันของสองจีโนมผู้ปกครองในระหว่างการปฏิสนธิของเซลล์สืบพันธุ์
ตามสูตรการปฏิสนธิ: ไซโกต = ไข่ + สเปิร์ม จุดเริ่มต้นของการพัฒนาไซโกตคือช่วงเวลาของการก่อตัวของคู่ (ซ้ำ) เมื่อเซลล์สืบพันธุ์ของผู้ปกครองสองชุดมาบรรจบกัน เมื่อถึงตอนนั้นเองที่ชีวิตระดับโมเลกุลก็เกิดขึ้นและห่วงโซ่ของปฏิกิริยาต่อเนื่องเริ่มต้นขึ้นโดยอาศัยการแสดงออกของยีนของจีโนไทป์ไซโกตก่อน ตามด้วยจีโนไทป์ของเซลล์โซมาติกของลูกสาวที่โผล่ออกมาจากมัน ยีนแต่ละตัวและกลุ่มของยีนในจีโนไทป์ของเซลล์ทั้งหมดของร่างกายเริ่ม "เปิด" และ "ปิด" ระหว่างการดำเนินการตามโปรแกรมทางพันธุกรรมของการสร้างยีน
บทบาทนำในเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นเป็นของไข่ซึ่งมีทุกอย่างที่จำเป็นสำหรับตัวอ่อนในนิวเคลียสและไซโตพลาสซึม-
ข้าว. 23.ผลลัพธ์ของการทำงานร่วมกันของสองจีโนมของผู้ปกครองในระหว่างการปฏิสนธิ gamete (ตัวเลขจาก www.bio.1september.ru; www.bio.fizteh.ru; www.vetfac.nsau.edu.ru ตามลำดับ)
ส่วนประกอบโครงสร้างและหน้าที่ของนิวเคลียสและไซโตพลาสซึม (สาระสำคัญ การปกครองแบบมีบุตรทางชีววิทยา)เซลล์อสุจิประกอบด้วย DNA และไม่มีส่วนประกอบของไซโตพลาสซึม เมื่อเจาะเข้าไปในไข่ DNA ของสเปิร์มจะสัมผัสกับดีเอ็นเอของมัน ดังนั้นกลไกระดับโมเลกุลหลักที่ทำงานตลอดชีวิตของสิ่งมีชีวิต "เปิด" ในไซโกต: อันตรกิริยาระหว่าง DNA-DNA ของจีโนมผู้ปกครองสองจีโนม พูดอย่างเคร่งครัด จีโนไทป์ถูกกระตุ้น ซึ่งแสดงโดยส่วนเท่าๆ กันของลำดับนิวคลีโอไทด์ของ DNA ของต้นกำเนิดของมารดาและบิดา (ยกเว้น mtDNA ของไซโตพลาสซึม) มาทำให้สิ่งที่พูดกันง่ายขึ้น: จุดเริ่มต้นของชีวิตโมเลกุลในไซโกตนั้นเป็นการละเมิดความมั่นคงของสภาพแวดล้อมภายในของไข่ (สภาวะสมดุลของมัน) และชีวิตโมเลกุลที่ตามมาทั้งหมดของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์คือความปรารถนาที่จะฟื้นฟูสภาวะสมดุลหรือ ความสมดุลระหว่างสองสถานะที่ตรงกันข้ามซึ่งขึ้นอยู่กับการกระทำของปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมหรือความสมดุลระหว่างสองสถานะที่ตรงกันข้าม: ความมั่นคง ด้านเดียวและความแปรปรวน กับอีกคนหนึ่งสิ่งเหล่านี้คือความสัมพันธ์ของเหตุและผลที่กำหนดการเกิดขึ้นและความต่อเนื่องของชีวิตระดับโมเลกุลของสิ่งมีชีวิตในระหว่างการกำเนิด
ตอนนี้เรามาให้ความสนใจกับผลลัพธ์และความสำคัญของความแปรปรวนของจีโนมของสิ่งมีชีวิตอันเป็นผลจากวิวัฒนาการ อันดับแรก ให้เราพิจารณาคำถามเกี่ยวกับความเป็นเอกลักษณ์ของจีโนไทป์ของไซโกตหรือเซลล์ต้นกำเนิดของเซลล์ เนื้อเยื่อ อวัยวะและระบบทั้งหมดของร่างกาย
การปฏิสนธิเกิดขึ้นโดยบังเอิญ: เซลล์สืบพันธุ์เพศหญิงหนึ่งตัวได้รับการปฏิสนธิโดยเซลล์สืบพันธุ์เพศผู้เพียงตัวเดียวจากอสุจิ 200-300 ล้านตัวที่มีอยู่ในอุทานของผู้ชาย เห็นได้ชัดว่าไข่แต่ละฟองและสเปิร์มแต่ละตัวมีความแตกต่างกันโดยลักษณะทางพันธุกรรมและฟีโนไทป์หลายประการ: การปรากฏตัวของยีนที่เปลี่ยนแปลงหรือไม่เปลี่ยนแปลงในองค์ประกอบและการรวมกัน (ผลลัพธ์ของความแปรปรวนร่วม), ลำดับที่แตกต่างกันของลำดับดีเอ็นเอนิวคลีโอไทด์, ขนาด, รูปร่างที่แตกต่างกัน , กิจกรรมการทำงาน (ความคล่องตัว), วุฒิภาวะของเซลล์สืบพันธุ์ ฯลฯ ความแตกต่างเหล่านี้ทำให้สามารถพูดถึงเอกลักษณ์ของจีโนมของ gamete ใด ๆ และด้วยเหตุนี้จีโนไทป์ของไซโกตและสิ่งมีชีวิตทั้งหมด: การสุ่มของการปฏิสนธิ ของ gametes ทำให้เกิดสิ่งมีชีวิตที่มีเอกลักษณ์ทางพันธุกรรมของแต่ละบุคคล
กล่าวอีกนัยหนึ่ง ชีวิตระดับโมเลกุลของบุคคล (เช่นเดียวกับชีวิตของสิ่งมีชีวิตโดยทั่วไป) เป็น "ของขวัญแห่งโชคชะตา" หรือ "ของขวัญจากสวรรค์" ถ้าคุณต้องการ เพราะแทนที่จะเป็นบุคคลที่มี เหมือนกัน
เป็นไปได้ว่าอาจมีคนที่แตกต่างกันทางพันธุกรรมเกิดขึ้นได้ - พี่น้องของเขา
ตอนนี้เราจะยังคงให้เหตุผลเกี่ยวกับความสมดุลระหว่างความเสถียรและความแปรปรวนของเนื้อหาทางพันธุกรรม ในความหมายกว้าง การรักษาสมดุลดังกล่าวคือการรักษาและการเปลี่ยนแปลง (การเปลี่ยนแปลง) พร้อมกันของความเสถียรของวัสดุทางพันธุกรรมภายใต้อิทธิพลของภายใน (สภาวะสมดุล) และปัจจัยแวดล้อมภายนอก (อัตราการเกิดปฏิกิริยา) สภาวะสมดุลขึ้นอยู่กับจีโนไทป์เนื่องจากการหลอมรวมของสองจีโนม (ดูรูปที่ 23) อัตราการเกิดปฏิกิริยาถูกกำหนดโดยปฏิสัมพันธ์ของจีโนไทป์กับปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม
อัตราและช่วงของการตอบสนอง
วิธีเฉพาะที่ร่างกายตอบสนองต่อปัจจัยแวดล้อมเรียกว่า ปฏิกิริยาปกติเป็นยีนและจีโนไทป์ที่รับผิดชอบในการพัฒนาและช่วงของการดัดแปลงลักษณะเฉพาะและฟีโนไทป์ของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด ในเวลาเดียวกัน ยังห่างไกลจากความเป็นไปได้ทั้งหมดของจีโนไทป์ในฟีโนไทป์ กล่าวคือ ฟีโนไทป์เป็นกรณีเฉพาะ (สำหรับบุคคล) ของการสร้างจีโนไทป์ในสภาพแวดล้อมที่เฉพาะเจาะจง ตัวอย่างเช่น ระหว่างฝาแฝดโมโนไซกัสที่มีจีโนไทป์เหมือนกันทั้งหมด (100% ของยีนทั่วไป) ความแตกต่างทางฟีโนไทป์ที่เห็นได้ชัดเจนจะถูกเปิดเผยหากฝาแฝดเติบโตในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน
อัตราการเกิดปฏิกิริยาแคบหรือกว้าง ในกรณีแรก ความเสถียรของลักษณะเฉพาะ (ฟีโนไทป์) จะยังคงอยู่ในทางปฏิบัติโดยไม่คำนึงถึงอิทธิพลของสิ่งแวดล้อม ตัวอย่างยีนที่มีอัตราการเกิดปฏิกิริยาแคบหรือ ยีนที่ไม่ใช่พลาสติกมียีนที่เข้ารหัสการสังเคราะห์แอนติเจนของกลุ่มเลือด สีตา ผมหยิก ฯลฯ การกระทำของพวกมันเหมือนกันภายใต้สภาวะภายนอกใดๆ (เข้ากันได้กับชีวิต) ในกรณีที่สอง ความเสถียรของลักษณะเฉพาะ (ฟีโนไทป์) จะเปลี่ยนไปตามอิทธิพลของสิ่งแวดล้อม ตัวอย่างของยีนที่มีอัตราการตอบสนองที่กว้างหรือ ยีนพลาสติก- ยีนที่ควบคุมจำนวนเซลล์เม็ดเลือดแดง (ต่างกันสำหรับคนขึ้นเนินและคนลงเนิน) อีกตัวอย่างหนึ่งของอัตราการเกิดปฏิกิริยาที่กว้างคือการเปลี่ยนแปลงของสีผิว (ผิวไหม้จากแดด) ที่เกี่ยวข้องกับความเข้มและเวลาในการสัมผัสกับรังสีอัลตราไวโอเลตในร่างกาย
พูดคุยเกี่ยวกับ ช่วงปฏิกิริยาเราควรคำนึงถึงความแตกต่างทางฟีโนไทป์ที่ปรากฏในแต่ละบุคคล (จีโนไทป์ของเขา) ขึ้นอยู่กับ
สภาวะแวดล้อมที่ "หมดลง" หรือ "อุดม" ซึ่งร่างกายตั้งอยู่ ตามคำจำกัดความของ I.I. Schmalhausen (1946), "ไม่ใช่ลักษณะที่สืบทอดมา แต่เป็นบรรทัดฐานของปฏิกิริยาต่อการเปลี่ยนแปลงในเงื่อนไขของการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิต"
ดังนั้นบรรทัดฐานและช่วงของปฏิกิริยาจึงเป็นขีดจำกัดของความแปรปรวนของจีโนไทป์และฟีโนไทป์ของสิ่งมีชีวิตเมื่อสภาพแวดล้อมเปลี่ยนไป
นอกจากนี้ ควรสังเกตด้วยว่าปัจจัยภายในที่มีอิทธิพลต่อการสำแดงฟีโนไทป์ของยีนและจีโนไทป์ เพศและอายุของบุคคลมีความสำคัญบางประการ
ปัจจัยภายนอกและภายในที่กำหนดการพัฒนาของลักษณะและฟีโนไทป์นั้นรวมอยู่ในปัจจัยหลักสามกลุ่มที่ระบุไว้ในบทนี้ รวมถึงยีนและจีโนไทป์ กลไกของโมเลกุล (DNA-DNA) และปฏิสัมพันธ์ระหว่างยีนระหว่างจีโนมของผู้ปกครอง และปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม
แน่นอนว่าพื้นฐานสำหรับการปรับตัวของสิ่งมีชีวิตให้เข้ากับสภาพแวดล้อม (พื้นฐานของออนโทจีนี) คือจีโนไทป์ของมัน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง บุคคลที่มีจีโนไทป์ซึ่งไม่ได้ให้การปราบปรามผลกระทบด้านลบของยีนทางพยาธิวิทยาและปัจจัยทางสิ่งแวดล้อมจะปล่อยลูกหลานให้น้อยกว่าบุคคลที่ยับยั้งผลกระทบที่ไม่พึงประสงค์
มีแนวโน้มว่าจีโนไทป์ของสิ่งมีชีวิตที่มีศักยภาพมากกว่านั้นรวมถึงยีนพิเศษ (ยีนดัดแปลง) ที่ยับยั้งการทำงานของยีน "ที่เป็นอันตราย" ในลักษณะที่อัลลีลของประเภทปกติกลายเป็นเด่นแทน
ตัวแปรที่ไม่ใช่กรรมพันธุ์
เมื่อพูดถึงความแปรปรวนที่ไม่ใช่ทางพันธุกรรมของสารพันธุกรรม ให้เราพิจารณาตัวอย่างของอัตราการเกิดปฏิกิริยาที่กว้างอีกครั้ง - การเปลี่ยนแปลงของสีผิวภายใต้อิทธิพลของรังสีอัลตราไวโอเลต "แดดเผา" ไม่ได้ส่งต่อจากรุ่นสู่รุ่น กล่าวคือ ไม่ได้รับการถ่ายทอดแม้ว่ายีนพลาสติกจะมีส่วนเกี่ยวข้องกับการเกิดขึ้นก็ตาม
ในทำนองเดียวกัน ผลลัพธ์ของการบาดเจ็บ การเปลี่ยนแปลงของ cicatricial ในเนื้อเยื่อและเยื่อเมือกระหว่างแผลไหม้ อาการบวมเป็นน้ำเหลือง พิษและสัญญาณอื่น ๆ อีกมากมายที่เกิดจากการกระทำของปัจจัยแวดล้อมโดยเฉพาะจะไม่ได้รับการถ่ายทอด ในขณะเดียวกันก็ควรเน้น: การเปลี่ยนแปลงหรือการปรับเปลี่ยนที่ไม่ใช่กรรมพันธุ์เกี่ยวข้องกับการถ่ายทอดทางพันธุกรรม
คุณสมบัติทางธรรมชาติของสิ่งมีชีวิตนี้ เพราะมันถูกสร้างขึ้นบนพื้นหลังของจีโนไทป์เฉพาะในสภาพแวดล้อมที่เฉพาะเจาะจง
ความแปรปรวนร่วมทางพันธุกรรม
ดังที่กล่าวไว้ในตอนต้นของบท นอกเหนือจากกลไกการสุ่มพบ gametes ในระหว่างการปฏิสนธิ ความแปรปรวนร่วมรวมถึงกลไกการข้ามผ่านในส่วนแรกของไมโอซิสและความแตกต่างอิสระของโครโมโซมไปยังเสาแบ่งระหว่างการก่อตัวของลูกสาว เซลล์ระหว่างไมโทซิสและไมโอซิส (ดูบทที่ 9)
ข้ามผ่านในส่วนแรกของไมโอซิส
เนื่องจากกลไกล ข้ามการเชื่อมโยงของยีนกับโครโมโซมมักจะหยุดชะงักในการพยากรณ์ของการแบ่งไมโอซิสครั้งแรกอันเป็นผลมาจากการผสม (การแลกเปลี่ยน) ของยีนจากแหล่งกำเนิดของบิดาและมารดา (รูปที่ 24)
ในตอนต้นของศตวรรษที่ XX ที่จุดเปิดทางข้าม T.Kh. มอร์แกนและนักเรียนของเขาแนะนำว่าการข้ามระหว่างสองยีนสามารถเกิดขึ้นได้ไม่เพียงในหนึ่งเดียว แต่ยังเกิดขึ้นในสอง สาม (การข้ามสองครั้งและสามครั้งตามลำดับ) และจุดอื่น ๆ การปราบปรามการข้ามถูกบันทึกไว้ในพื้นที่ที่อยู่ติดกับจุดแลกเปลี่ยนทันที การปราบปรามนี้เรียกว่า การรบกวน.
ในท้ายที่สุด พวกเขาคำนวณ: ไมโอซิสของผู้ชายหนึ่งตัวมีไคแอสหรือการรวมตัวใหม่ 39 ถึง 64 ตัว และไมโอซิสตัวเมียหนึ่งตัวมีไคแอสมามากถึง 100 ตัว
ข้าว. 24.โครงการครอสโอเวอร์ในส่วนแรกของไมโอซิส (อ้างอิงจาก Shevchenko V.A. et al., 2004):
เอ - โครมาทิดน้องสาวของโครโมโซมที่คล้ายคลึงกันก่อนที่จะเริ่มมีไมโอซิส; b - พวกมันเหมือนกันในช่วง pachytene (มองเห็นการทำให้เป็นเกลียว) c - เหมือนกันในช่วงไดโพทีนและไดอะคิเนซิส (ลูกศรระบุสถานที่ข้ามผ่าน chiasma หรือไซต์แลกเปลี่ยน)
เป็นผลให้พวกเขาสรุปว่าการเชื่อมโยงของยีนกับโครโมโซมถูกรบกวนอย่างต่อเนื่องในระหว่างการข้ามผ่าน
ปัจจัยที่มีผลต่อการข้ามผ่าน
การข้ามผ่านเป็นหนึ่งในกระบวนการทางพันธุกรรมตามปกติในร่างกาย ซึ่งควบคุมโดยยีนจำนวนมาก ทั้งโดยตรงและผ่านสถานะทางสรีรวิทยาของเซลล์ระหว่างไมโอซิสและแม้กระทั่งการแบ่งเซลล์
ปัจจัยที่มีผลต่อการข้าม ได้แก่:
โฮโม- และเพศตรงข้าม ( มันมาอู๋ mitotic ข้ามผ่านในเพศชายและเพศหญิงของยูคาริโอตเช่นแมลงวันผลไม้และไหม); ดังนั้นใน Drosophila ข้ามรายได้ตามปกติ ในหนอนไหมนั้นเป็นเรื่องปกติหรือไม่มีอยู่ ในมนุษย์ควรให้ความสนใจกับเพศผสม ("สาม") และโดยเฉพาะกับบทบาทของการข้ามเพศในกรณีที่มีความผิดปกติในการพัฒนาเพศในกระเทยชายและหญิง (ดูบทที่ 16)
โครงสร้างโครมาติน ความถี่ของการข้ามผ่านในส่วนต่าง ๆ ของโครโมโซมได้รับอิทธิพลจากการกระจายของเฮเทอโรโครมาติน (ส่วนรอบนอกและส่วนเทโลเมอร์) และบริเวณยูโครมาติน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในบริเวณปริมณฑลและเทโลเมอร์ความถี่ของการข้ามจะลดลงและระยะห่างระหว่างยีนที่กำหนดโดยความถี่ของการข้ามอาจไม่สอดคล้องกับยีนที่แท้จริง
สภาพการทำงานของร่างกาย เมื่ออายุมากขึ้นระดับของการหมุนวนของโครโมโซมและอัตราการแบ่งเซลล์เปลี่ยนแปลง
จีโนไทป์; มันมียีนที่เพิ่มหรือลดความถี่ของการข้าม; "สารยับยั้ง" ของหลังคือการจัดเรียงใหม่ของโครโมโซม (การผกผันและการโยกย้าย) ซึ่งขัดขวางการผันปกติของโครโมโซมในไซโกทีน
ปัจจัยภายนอก: การสัมผัสกับอุณหภูมิ, รังสีไอออไนซ์และสารละลายเกลือเข้มข้น, สารก่อกลายพันธุ์, ยาและฮอร์โมน ตามกฎแล้วจะเพิ่มความถี่ของการข้ามผ่าน
ความถี่ของการข้ามผ่านแบบมีโอติกและไมโทติค และบางครั้ง SCO ถูกตัดสินจากผลการกลายพันธุ์ของยา สารก่อมะเร็ง ยาปฏิชีวนะ และสารประกอบทางเคมีอื่นๆ
ข้ามไม่เท่ากัน
ในบางกรณีที่พบไม่บ่อยนัก ในระหว่างการข้าม จะสังเกตเห็นการแตกที่จุดอสมมาตรของโครมาทิดน้องสาว และพวกมันจะแลกเปลี่ยนกัน
ไม่เท่ากันระหว่างกัน - นี่คือ การข้ามที่ไม่เท่ากัน
ในเวลาเดียวกัน มีการอธิบายกรณีต่างๆ เมื่อมีการสังเกตการผันไมโทติค (การจับคู่ที่ไม่ถูกต้อง) ของโครโมโซมที่คล้ายคลึงกันระหว่างไมโทซิสและการรวมตัวกันใหม่เกิดขึ้นระหว่างโครมาทิดที่ไม่ใช่พี่น้อง ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า การแปลงยีน
เป็นการยากที่จะประเมินค่าสูงไปความสำคัญของกลไกนี้ ตัวอย่างเช่น เป็นผลมาจากการจับคู่โครโมโซมที่คล้ายคลึงกันอย่างไม่ถูกต้องในการวนซ้ำขนาบข้าง การทำซ้ำ (การทำซ้ำ) หรือการสูญเสีย (การลบ) ของบริเวณโครโมโซมที่มียีน PMP22 อาจเกิดขึ้นได้ ซึ่งจะนำไปสู่การพัฒนาของ autosomal dominant motor-sensory neuropathy ชาร์คอต-มารี-นิ้วเท้า.
การข้ามที่ไม่เท่ากันเป็นหนึ่งในกลไกของการกลายพันธุ์ ตัวอย่างเช่น โปรตีนไมอีลินส่วนปลายถูกเข้ารหัสโดยยีน PMP22 ที่อยู่บนโครโมโซม 17 และมีความยาวประมาณ 1.5 ล้าน bp ยีนนี้ขนาบข้างด้วยการทำซ้ำที่คล้ายคลึงกันสองครั้งประมาณ 30 kbp (ซ้ำจะอยู่ที่สีข้างของยีน)
โดยเฉพาะอย่างยิ่งการกลายพันธุ์จำนวนมากอันเป็นผลมาจากการข้ามที่ไม่เท่ากันเกิดขึ้นในเทียม จากนั้นชิ้นส่วนของอัลลีลหนึ่งจะถูกถ่ายโอนไปยังอัลลีลอื่น หรือชิ้นส่วนของซูโดจีนีถูกถ่ายโอนไปยังยีน ตัวอย่างเช่น การกลายพันธุ์ที่คล้ายคลึงกันจะสังเกตได้เมื่อลำดับ pseudogene ถูกถ่ายโอนไปยังยีน 21-hydroxylase (CYP21B) ในกลุ่มอาการต่อมหมวกไตหรือต่อมหมวกไตมากเกินไป (ดูบทที่ 14 และ 22)
นอกจากนี้ เนื่องจากการรวมตัวกันใหม่ระหว่างการข้ามที่ไม่เท่ากัน รูปแบบอัลลิลหลายรูปแบบที่เข้ารหัสแอนติเจน HLA คลาส I สามารถเกิดขึ้นได้
ความแตกต่างอิสระของโครโมโซมที่คล้ายคลึงกันกับขั้วของการแบ่งตัวระหว่างการก่อตัวของเซลล์ลูกสาวระหว่างไมโทซิสและไมโอซิส
เนื่องจากกระบวนการจำลองแบบก่อนไมโทซิสของเซลล์โซมาติก จำนวนรวมของลำดับนิวคลีโอไทด์ของดีเอ็นเอจึงเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า การก่อตัวของโครโมโซมคล้ายคลึงกันหนึ่งคู่เกิดขึ้นจากโครโมโซมของบิดาและมารดาสองโครโมโซม เมื่อโครโมโซมทั้งสี่นี้ถูกกระจายไปยังเซลล์ลูกสาวสองเซลล์ แต่ละเซลล์จะได้รับโครโมโซมของบิดาและมารดาหนึ่งชุด (สำหรับชุดโครโมโซมแต่ละคู่) แต่ไม่ทราบในสองชุดแรกหรือชุดที่สอง เกิดขึ้น
ลักษณะสุ่มของการกระจายของโครโมโซมที่คล้ายคลึงกัน คำนวณได้ง่าย: เนื่องจากโครโมโซม 23 คู่รวมกันจำนวนเซลล์ลูกสาวทั้งหมดจะเท่ากับ 2 23 หรือมากกว่า 8 ล้าน (8 χ 10 6) ของโครโมโซมและยีนที่รวมกันอยู่บนพวกมัน ด้วยเหตุนี้ ด้วยการกระจายโครโมโซมแบบสุ่มไปยังเซลล์ลูกสาว แต่ละโครโมโซมจะมีโครโมโซมและจีโนไทป์เฉพาะของตนเอง ควรสังเกตความเป็นไปได้ของความแตกต่างทางพยาธิวิทยาของการกระจายโครโมโซมในเซลล์ลูกสาว ตัวอย่างเช่น การเข้าไปในเซลล์ลูกสาวตัวใดตัวหนึ่งจากเซลล์เดียว (ต้นกำเนิดของพ่อหรือแม่) โครโมโซม X จะนำไปสู่ภาวะ monosomy (กลุ่มอาการ Shereshevsky-Turner, karyotype 45, XO) การกดปุ่มออโตโซมที่เหมือนกันสามตัวจะนำไปสู่ไทรโซมี (ดาวน์ซินโดรม , 47, XY , +21; Patau, 47, XX, +13 and Edwads, 47, XX, +18; ดูบทที่ 2)
ตามที่ระบุไว้ในบทที่ 5 โครโมโซมของบิดาสองคนหรือโครโมโซมของมารดาสองโครโมโซมสามารถเข้าสู่เซลล์ของลูกสาวได้หนึ่งเซลล์พร้อมกัน - นี่คือไอโซดิโซมีเดียวสำหรับโครโมโซมคู่หนึ่งโดยเฉพาะ: กลุ่มอาการซิลเวอร์-รัสเซลล์ (โครโมโซมของมารดา 2 ตัว 7), เบ็ควิทต์-วีเดอมันน์ (โครโมโซมของบิดา 2 ตัว 11 ) , Angelman (โครโมโซมของพ่อสองอัน 15), Prader-Willi (โครโมโซมของมารดาสองตัว 15) โดยทั่วไป ปริมาณของความผิดปกติของการกระจายโครโมโซมถึง 1% ของความผิดปกติของโครโมโซมทั้งหมดในมนุษย์ การละเมิดเหล่านี้มีความสำคัญเชิงวิวัฒนาการอย่างมาก เพราะมันสร้างความหลากหลายของประชากรของคาริโอไทป์ จีโนไทป์ และฟีโนไทป์ของมนุษย์ ยิ่งกว่านั้น ตัวแปรทางพยาธิวิทยาแต่ละอย่างเป็นผลิตภัณฑ์วิวัฒนาการที่ไม่เหมือนใคร
อันเป็นผลมาจากการแบ่ง meiotic ที่สองทำให้เกิดเซลล์ลูกสาว 4 เซลล์ แต่ละคนจะได้รับโครโมโซมของมารดาหรือบิดาอย่างใดอย่างหนึ่งจากโครโมโซมทั้ง 23 อัน
เพื่อหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้นในการคำนวณเพิ่มเติม ขอให้เราถือเอาตามกฎ: อันเป็นผลมาจากการแบ่ง meiotic ที่สอง เซลล์สืบพันธุ์เพศชาย 8 ล้านสายพันธุ์และ 8 ล้านสายพันธุ์ก็เกิดขึ้นเช่นกัน gametes หญิง... จากนั้นคำตอบสำหรับคำถามคือปริมาณรวมของตัวแปรของโครโมโซมและยีนที่อยู่บนพวกมันเมื่อเซลล์สืบพันธุ์สองตัวมาบรรจบกันเป็นจำนวนเท่าใดมีดังนี้: 2 46 หรือ 64 χ 10 12 เช่น 64 ล้านล้าน
การก่อตัวของจำนวนจีโนไทป์ดังกล่าว (เป็นไปได้ในทางทฤษฎี) เมื่อเซลล์สืบพันธุ์สองตัวมาบรรจบกัน อธิบายความหมายของความแตกต่างของจีโนไทป์ได้อย่างชัดเจน
ความหมายของความแปรปรวนร่วม
ความแปรปรวนร่วมมีความสำคัญไม่เพียง แต่สำหรับความแตกต่างและความเป็นเอกลักษณ์ของวัสดุทางพันธุกรรม แต่ยังสำหรับการฟื้นฟู (ซ่อมแซม) ความเสถียรของโมเลกุลดีเอ็นเอเมื่อทั้งสองเส้นเสียหาย ตัวอย่างคือการก่อตัวของช่องว่าง DNA แบบสายเดี่ยวตรงข้ามกับรอยโรคที่ยังไม่ได้ซ่อมแซม ช่องว่างที่ปรากฏไม่สามารถแก้ไขได้โดยไม่มีข้อผิดพลาดหากไม่มีสาย DNA ปกติมาเกี่ยวข้องในการซ่อมแซม
ความแปรปรวนของการกลายพันธุ์
ควบคู่ไปกับเอกลักษณ์และความแตกต่างของจีโนไทป์และฟีโนไทป์อันเป็นผลมาจากความแปรปรวนร่วม ความแปรปรวนของการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมและความแตกต่างทางพันธุกรรมที่เป็นผลทำให้เกิดความแปรปรวนอย่างมากต่อความแปรปรวนของจีโนมและฟีโนมมนุษย์
ความแปรผันในลำดับดีเอ็นเอนิวคลีโอไทด์สามารถแบ่งตามอัตภาพเป็นการกลายพันธุ์และความหลากหลายทางพันธุกรรม (ดูบทที่ 2) ในเวลาเดียวกัน หากความแตกต่างของจีโนไทป์เป็นลักษณะคงที่ (ปกติ) ของความแปรปรวนของจีโนม ความแปรปรวนของการกลายพันธุ์- ตามกฎแล้วพยาธิวิทยาของเขา
ความแปรปรวนทางพยาธิวิทยาของจีโนมเป็นหลักฐาน ตัวอย่างเช่น โดยการข้ามที่ไม่เท่ากัน ความแตกต่างที่ไม่ถูกต้องของโครโมโซมไปยังขั้วหารระหว่างการก่อตัวของเซลล์ลูกสาว และการมีอยู่ของสารประกอบทางพันธุกรรมและอนุกรมอัลลีลิก กล่าวอีกนัยหนึ่งความแปรปรวนทางพันธุกรรมและการกลายพันธุ์ที่แสดงออกในมนุษย์โดยความหลากหลายทางพันธุกรรมและฟีโนไทป์ที่มีนัยสำคัญ
ให้เราชี้แจงคำศัพท์และพิจารณาคำถามทั่วไปเกี่ยวกับทฤษฎีการกลายพันธุ์
คำถามทั่วไปของทฤษฎีการกลายพันธุ์
การกลายพันธุ์มีการเปลี่ยนแปลงในการจัดโครงสร้าง ปริมาณและ/หรือการทำงานของสารพันธุกรรมและโปรตีนที่สังเคราะห์ขึ้น แนวคิดนี้เสนอครั้งแรกโดย Hugo de Vries
ในปี พ.ศ. 2444-2446 ในงานของเขา "ทฤษฎีการกลายพันธุ์" ซึ่งเขาอธิบายคุณสมบัติหลักของการกลายพันธุ์ พวกเขา:
มาทันใด;
สืบทอดจากรุ่นสู่รุ่น
สืบทอดตามประเภทที่โดดเด่น (ประจักษ์ใน heterozygotes และ homozygotes) และประเภทด้อย (ประจักษ์ใน homozygotes);
ไม่มีทิศทาง ("กลายพันธุ์" ตำแหน่งใด ๆ ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยหรือส่งผลกระทบต่อสัญญาณชีพ);
โดยการแสดงออกทางฟีโนไทป์ พวกมันเป็นอันตราย (การกลายพันธุ์ส่วนใหญ่) มีประโยชน์ (หายากมาก) หรือไม่แยแส
เกิดขึ้นในเซลล์โซมาติกและเซลล์สืบพันธุ์
นอกจากนี้ การกลายพันธุ์แบบเดียวกันอาจเกิดขึ้นซ้ำๆ
กระบวนการกลายพันธุ์หรือการกลายพันธุ์เป็นกระบวนการต่อเนื่องของการก่อตัวของการกลายพันธุ์ภายใต้อิทธิพลของการกลายพันธุ์ - ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่สร้างความเสียหายต่อวัสดุทางพันธุกรรม
อันดับแรก ทฤษฎีการกลายพันธุ์อย่างต่อเนื่องเสนอในปี พ.ศ. 2432 โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียจากมหาวิทยาลัยเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก S.I. Korzhinsky ในหนังสือ Heterogenesis and Evolution ของเขา
ดังที่เชื่อกันโดยทั่วไปในปัจจุบัน การกลายพันธุ์สามารถแสดงออกได้เองโดยธรรมชาติ โดยไม่มีเหตุผลภายนอกที่ชัดเจน แต่ภายใต้อิทธิพลของสภาวะภายในเซลล์และร่างกาย สิ่งเหล่านี้เป็นการกลายพันธุ์ที่เกิดขึ้นเองหรือ การกลายพันธุ์ที่เกิดขึ้นเอง
การกลายพันธุ์ที่เกิดจากการกระทำของปัจจัยภายนอกที่มีลักษณะทางกายภาพ เคมี หรือชีวภาพนั้นเกิดการกลายพันธุ์ที่เหนี่ยวนำหรือ ทำให้เกิดการกลายพันธุ์
การกลายพันธุ์ที่พบบ่อยที่สุดเรียกว่า การกลายพันธุ์ที่สำคัญ(ตัวอย่างเช่น การกลายพันธุ์ในยีนของกล้ามเนื้อเสื่อม Duchenne-Becker, โรคซิสติกไฟโบรซิส, โรคโลหิตจางชนิดเคียว, ฟีนิลคีโตนูเรีย เป็นต้น) ตอนนี้ชุดเครื่องมือทางการค้าได้ถูกสร้างขึ้นเพื่อระบุสิ่งที่สำคัญที่สุดโดยอัตโนมัติ
การกลายพันธุ์ที่เกิดขึ้นใหม่เรียกว่าการกลายพันธุ์หรือการกลายพันธุ์ใหม่ เดอ โนโวตัวอย่างเช่น สิ่งเหล่านี้รวมถึงการกลายพันธุ์ที่เป็นสาเหตุของโรค autosomal dominant เช่น achondroplasia (10% ของกรณีเป็นครอบครัว), Recklinghausen neurofibromatosis type I (50-70% เป็นครอบครัว), โรคอัลไซเมอร์และฮันติงตัน's chorea
การกลายพันธุ์จากสภาวะปกติของยีน (ลักษณะ) ไปสู่สภาวะทางพยาธิวิทยาเรียกว่า ตรง.
การกลายพันธุ์จากสถานะทางพยาธิวิทยาของยีน (ลักษณะ) ไปสู่สภาวะปกติเรียกว่า ย้อนกลับ หรือ การพลิกกลับ
ความสามารถในการย้อนกลับเกิดขึ้นครั้งแรกในปี พ.ศ. 2478 โดย N.V. ทิโมฟีฟ-เรสซอฟสกี
การกลายพันธุ์ที่ตามมาในยีนที่ยับยั้งฟีโนไทป์ของการกลายพันธุ์หลักเรียกว่า ปราบปรามปราบปรามได้ intragenic(ฟื้นฟูกิจกรรมการทำงานของโปรตีน กรดอะมิโนไม่ตรงกับกรดเริ่มต้น กล่าวคือ ไม่มีการย้อนกลับที่แท้จริง) และ ภายนอก(โครงสร้างของ tRNA เปลี่ยนไป อันเป็นผลมาจากการที่ tRNA กลายพันธุ์รวมกรดอะมิโนที่แตกต่างกันในโพลีเปปไทด์แทนที่จะเป็นตัวที่เข้ารหัสโดยทริปเปิ้ลที่บกพร่อง)
การกลายพันธุ์ในเซลล์โซมาติกเรียกว่า การกลายพันธุ์ของร่างกายพวกมันก่อตัวเป็นโคลนของเซลล์ทางพยาธิวิทยา (ชุดของเซลล์ทางพยาธิวิทยา) และในกรณีของการมีอยู่พร้อมกันของเซลล์ปกติและเซลล์ทางพยาธิวิทยาในร่างกายจะนำไปสู่โมเสกของเซลล์ (ตัวอย่างเช่นใน osteodystrophy ทางพันธุกรรมของ Albright การแสดงออกของโรคขึ้นอยู่กับ จำนวนเซลล์ที่ผิดปกติ)
การกลายพันธุ์ของโซมาติกอาจเป็นแบบครอบครัวหรือแบบประปราย (ไม่ใช่แบบครอบครัว) พวกเขารองรับการพัฒนาของเนื้องอกร้ายและกระบวนการแก่ก่อนวัย
ก่อนหน้านี้ถือว่าเป็นสัจธรรมที่ว่าการกลายพันธุ์ของโซมาติกไม่ได้รับการถ่ายทอด ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การถ่ายทอดจากรุ่นสู่รุ่นของความโน้มเอียงทางพันธุกรรม 90% ของรูปแบบหลายปัจจัยและ 10% ของรูปแบบโมโนเจนิกของมะเร็งซึ่งแสดงออกโดยการกลายพันธุ์ในเซลล์ร่างกายได้รับการพิสูจน์แล้ว
การกลายพันธุ์ในเซลล์สืบพันธุ์เรียกว่า การกลายพันธุ์ของเชื้อโรคเชื่อกันว่าพวกมันพบได้น้อยกว่าการกลายพันธุ์ของโซมาติก ซึ่งอยู่ภายใต้โรคทางพันธุกรรมทั้งหมดและโรคที่มีมา แต่กำเนิดบางชนิด ถ่ายทอดจากรุ่นสู่รุ่นและยังสามารถเป็นครอบครัวและเป็นระยะๆ พื้นที่ที่มีการศึกษามากที่สุดของการกลายพันธุ์ทั่วไปคือทางกายภาพและโดยเฉพาะอย่างยิ่ง การกลายพันธุ์ของรังสีแหล่งที่มาของรังสีไอออไนซ์ใดๆ ก็ตามเป็นอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์ ตามกฎแล้ว รังสีดังกล่าวมีผลทำให้เกิดการกลายพันธุ์ ก่อมะเร็ง และก่อมะเร็ง ผลการกลายพันธุ์ของรังสีเพียงครั้งเดียวจะสูงกว่ารังสีเรื้อรังมาก ปริมาณรังสี 10 rad เพิ่มอัตราการกลายพันธุ์ในมนุษย์เป็นสองเท่า ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ารังสีทำให้เกิดการกลายพันธุ์ที่นำไปสู่
กรรมพันธุ์ (กรรมพันธุ์) และโรคเนื้องอกวิทยา และรังสีอัลตราไวโอเลต - เพื่อทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการจำลองดีเอ็นเอ
อันตรายที่สุดคือ การกลายพันธุ์ทางเคมีมีสารเคมีประมาณ 7 ล้านชนิดในโลก ในเศรษฐกิจของประเทศ ในการผลิตและในชีวิตประจำวัน มีการใช้สารเคมีประมาณ 50-60,000 สารเคมีอย่างต่อเนื่อง มีการแนะนำสารประกอบใหม่ประมาณหนึ่งพันรายการทุกปี ในจำนวนนี้ 10% สามารถทำให้เกิดการกลายพันธุ์ได้ เหล่านี้คือสารกำจัดวัชพืชและยาฆ่าแมลง (สัดส่วนของสารก่อกลายพันธุ์ในหมู่พวกมันถึง 50%) รวมถึงยาจำนวนหนึ่ง (ยาปฏิชีวนะบางชนิด ฮอร์โมนสังเคราะห์ ไซโตสแตติกส์ ฯลฯ)
ยังคงมี การกลายพันธุ์ทางชีวภาพสารก่อกลายพันธุ์ทางชีวภาพ ได้แก่ โปรตีนจากต่างประเทศของวัคซีนและซีรั่ม ไวรัส (อีสุกอีใส หัดเยอรมัน โปลิโอไมเอลิติส เริม โรคเอดส์ โรคไข้สมองอักเสบ) และ DNA ปัจจัยภายนอก (สารอาหารโปรตีนไม่เพียงพอ) สารประกอบฮิสตามีนและอนุพันธ์ของมัน ฮอร์โมนสเตียรอยด์ (ปัจจัยภายใน ) . เพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของสารก่อกลายพันธุ์ภายนอก คอมพิวเตอร์(สารพิษ).
ในประวัติศาสตร์ของพันธุศาสตร์ มีตัวอย่างมากมายเกี่ยวกับความสำคัญของความสัมพันธ์ระหว่างยีนและลักษณะ หนึ่งในนั้นคือการจำแนกการกลายพันธุ์ขึ้นอยู่กับผลฟีโนไทป์
การจำแนกการกลายพันธุ์ตามผลฟีโนไทป์
การจำแนกการกลายพันธุ์นี้เสนอครั้งแรกในปี 1932 โดย G. Möller ตามการจัดประเภทมีการจัดสรรดังต่อไปนี้:
การกลายพันธุ์อสัณฐาน นี่เป็นเงื่อนไขที่ลักษณะที่ควบคุมโดยอัลลีลทางพยาธิวิทยาไม่ปรากฏขึ้นเนื่องจากอัลลีลทางพยาธิวิทยาไม่ทำงานเมื่อเทียบกับอัลลีลปกติ การกลายพันธุ์เหล่านี้รวมถึงยีนเผือก (11q14.1) และโรคด้อย autosomal ประมาณ 3000;
การกลายพันธุ์ของแอนติมอร์ฟิค ในกรณีนี้ ความหมายของลักษณะที่ควบคุมโดยอัลลีลทางพยาธิวิทยานั้นตรงกันข้ามกับค่าของลักษณะที่ควบคุมโดยอัลลีลปกติ การกลายพันธุ์เหล่านี้รวมถึงยีนของโรคที่โดดเด่น autosomal ประมาณ 5-6,000 โรค;
การกลายพันธุ์แบบไฮเปอร์มอร์ฟิค ในกรณีของการกลายพันธุ์ดังกล่าว ลักษณะที่ควบคุมโดยอัลลีลทางพยาธิวิทยาจะเด่นชัดกว่าลักษณะที่ควบคุมโดยอัลลีลปกติ ตัวอย่าง - เกอเธ่-
ยีนที่เป็นพาหะของยีนสำหรับโรคที่ไม่เสถียรของจีโนม (ดูบทที่ 10) จำนวนของพวกเขาคือประมาณ 3% ของประชากรโลก (เกือบ 195 ล้านคน) และจำนวนของโรคเองถึง 100 nosologies ในบรรดาโรคเหล่านี้: โรคโลหิตจาง Fanconi, ataxiateleangiectasia, xeroderma pigmentosa, Bloom's syndrome, progeroid syndrome, มะเร็งหลายรูปแบบ ฯลฯ นอกจากนี้ความถี่ของมะเร็งในพาหะของยีนที่แตกต่างกันของยีนของโรคเหล่านี้สูงกว่าปกติ 3-5 เท่า และในผู้ป่วยเอง ( homozygotes สำหรับยีนเหล่านี้) ความถี่ของมะเร็งจะสูงกว่าปกติถึงสิบเท่า
การกลายพันธุ์แบบไฮโปมอร์ฟิค นี่เป็นเงื่อนไขที่การแสดงออกของคุณสมบัติที่ควบคุมโดยอัลลีลทางพยาธิวิทยาลดลงเมื่อเทียบกับลักษณะที่ควบคุมโดยอัลลีลปกติ การกลายพันธุ์เหล่านี้รวมถึงการกลายพันธุ์ในยีนสำหรับการสังเคราะห์เม็ดสี (1q31; 6p21.2; 7p15-q13; 8q12.1; 17p13.3; 17q25; 19q13; Xp21.2; Xp21.3; Xp22) และอีกมากมาย โรค autosomal recessive มากกว่า 3,000 รูปแบบ
การกลายพันธุ์แบบนีโอมอร์ฟิค กล่าวกันว่าการกลายพันธุ์ดังกล่าวเกิดขึ้นเมื่อคุณสมบัติที่ควบคุมโดยอัลลีลทางพยาธิวิทยาจะมีคุณภาพ (ใหม่) ที่แตกต่างออกไปเมื่อเปรียบเทียบกับลักษณะที่ควบคุมโดยอัลลีลปกติ ตัวอย่าง: การสังเคราะห์อิมมูโนโกลบูลินใหม่เพื่อตอบสนองต่อการแทรกซึมของแอนติเจนจากต่างประเทศเข้าสู่ร่างกาย
เมื่อพูดถึงความสำคัญที่ยั่งยืนของการจำแนกประเภทของ G. Möller ควรสังเกตว่า 60 ปีหลังจากการตีพิมพ์ ผลกระทบฟีโนไทป์ของการกลายพันธุ์แบบจุดถูกแบ่งออกเป็นคลาสต่างๆ ขึ้นอยู่กับผลกระทบต่อโครงสร้างของผลิตภัณฑ์โปรตีนของยีนและ / หรือ ระดับของการแสดงออก
โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ผู้ชนะรางวัลโนเบล Victor McCusick (1992) ได้แยกการกลายพันธุ์ที่เปลี่ยนลำดับของกรดอะมิโนในโปรตีน ปรากฎว่าพวกเขามีหน้าที่รับผิดชอบในการสำแดง 50-60% ของผู้ป่วยโรค monogenic และการกลายพันธุ์ที่เหลือ (40-50% ของกรณี) คิดเป็นการกลายพันธุ์ที่ส่งผลต่อการแสดงออกของยีน
การเปลี่ยนแปลงในองค์ประกอบของกรดอะมิโนของโปรตีนแสดงออกในลักษณะฟีโนไทป์ทางพยาธิวิทยา ตัวอย่างเช่น ในกรณีของเมทฮีโมโกลบินในเลือดหรือโรคโลหิตจางชนิดเคียวที่เกิดจากการกลายพันธุ์ในยีนเบตา ในทางกลับกัน มีการแยกการกลายพันธุ์ที่ส่งผลต่อการแสดงออกตามปกติของยีน พวกเขานำไปสู่การเปลี่ยนแปลงในปริมาณของผลิตภัณฑ์ยีนและแสดงออกโดยฟีโนไทป์ที่เกี่ยวข้องกับการขาดโปรตีนบางชนิดเช่น
ในกรณี โรคโลหิตจาง hemolytic,เกิดจากการกลายพันธุ์ของยีนที่มีการแปลในออโตโซม: 9q34.3 (ภาวะพร่องเอนไซม์อะดีนิเลตไคเนส); 12p13.1 (การขาดไอโซเมอเรสฟอสเฟตไตรโอส); 21q22.2 (การขาดฟอสฟอรัสฟรุกโตไคเนส)
การจำแนกการกลายพันธุ์โดย W. McCusick (1992) เป็นการจำแนกประเภทยุคใหม่ ในเวลาเดียวกันในช่วงก่อนการตีพิมพ์การจำแนกประเภทของการกลายพันธุ์ขึ้นอยู่กับระดับขององค์กรของวัสดุทางพันธุกรรมได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวาง
การจำแนกการกลายพันธุ์ขึ้นอยู่กับระดับขององค์กรของสารพันธุกรรม
การจำแนกประเภทรวมถึงต่อไปนี้
การกลายพันธุ์ของจุด(การละเมิดโครงสร้างของยีน ณ จุดต่างๆ)
พูดอย่างเคร่งครัด การกลายพันธุ์แบบจุดรวมถึงการเปลี่ยนแปลงในนิวคลีโอไทด์ (เบส) ของยีนหนึ่ง ซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงในปริมาณและคุณภาพของผลิตภัณฑ์โปรตีนที่สังเคราะห์โดยพวกมัน การเปลี่ยนแปลงพื้นฐานคือการแทนที่ การแทรก การเคลื่อนไหว หรือการลบ ซึ่งสามารถอธิบายได้โดยการกลายพันธุ์ในบริเวณควบคุมของยีน (โปรโมเตอร์ ไซต์โพลีอะดีนิเลชัน) เช่นเดียวกับในบริเวณที่มีการเข้ารหัสและไม่ได้เข้ารหัสของยีน (เอ็กซอนและอินตรอน ไซต์ประกบ) . การแทนที่ฐานทำให้เกิดโคดอนกลายพันธุ์สามประเภท: การกลายพันธุ์ missense การกลายพันธุ์ที่เป็นกลางและการกลายพันธุ์ที่ไร้สาระ
การกลายพันธุ์ของจุดนั้นสืบทอดมาจากลักษณะ Mendelian อย่างง่าย พบได้บ่อย: 1 ใน 200-2000 เกิดเป็น primary hemochromatosis, non-polyposis colon cancer, Martin-Bell syndrome และ cystic fibrosis
การกลายพันธุ์ของจุดซึ่งหายากมาก (1: 1,500,000) เป็นภาวะภูมิคุ้มกันบกพร่องแบบรวม (SCID) อย่างรุนแรงเนื่องจากการขาดอะดีโนซีนดีอะมิเนส บางครั้งการกลายพันธุ์ของจุดจะเกิดขึ้นไม่ได้เกิดขึ้นเมื่อสัมผัสกับสารก่อกลายพันธุ์ แต่เป็นข้อผิดพลาดในการจำลองดีเอ็นเอ ยิ่งกว่านั้นความถี่ของพวกเขาไม่เกิน 1:10 5 -1: 10 10 เนื่องจากพวกเขาได้รับการแก้ไขด้วยความช่วยเหลือของระบบซ่อมแซมเซลล์โดยเกือบ
การกลายพันธุ์ของโครงสร้างหรือความผิดปกติของโครโมโซม (รบกวนโครงสร้างของโครโมโซมและนำไปสู่การก่อตัวของยีนกลุ่มเชื่อมโยงใหม่) สิ่งเหล่านี้คือการลบ (การสูญเสีย) การทำซ้ำ (การทวีคูณ) การโยกย้าย (การกระจัด) การผกผัน (การหมุน 180 °) หรือการแทรก (การแทรก) ของวัสดุทางพันธุกรรม การกลายพันธุ์ดังกล่าวเป็นลักษณะของโซมาติ-
เซลล์ (รวมถึงเซลล์ต้นกำเนิด) ความถี่ของพวกเขาคือ 1 ใน 1,700 การแบ่งเซลล์
เป็นที่ทราบกันดีว่ามีอาการหลายอย่างที่เกี่ยวข้องกับการกลายพันธุ์ของโครงสร้าง ตัวอย่างที่มีชื่อเสียงที่สุด: กลุ่มอาการ "แมวร้องไห้" (karyotype: 46, XX, 5p-), Wolf-Hirschhorn syndrome (46, XX, 4p-), รูปแบบการโยกย้ายของดาวน์ซินโดรม (karyotype: 47, XY, t (14; 21) ).
อีกตัวอย่างหนึ่งคือมะเร็งเม็ดเลือดขาว กับพวกเขาการละเมิดการแสดงออกของยีนเกิดขึ้นจากการแยกที่เรียกว่า (การโยกย้ายระหว่างส่วนโครงสร้างของยีนและภูมิภาคโปรโมเตอร์) และดังนั้นการสังเคราะห์โปรตีนจึงหยุดชะงัก
จีโนม(ตัวเลข) การกลายพันธุ์- การละเมิดจำนวนโครโมโซมหรือชิ้นส่วนของโครโมโซม (นำไปสู่การเกิดขึ้นของจีโนมใหม่หรือชิ้นส่วนของโครโมโซมโดยการเพิ่มหรือสูญเสียโครโมโซมทั้งหมดหรือชิ้นส่วนของโครโมโซม) ต้นกำเนิดของการกลายพันธุ์เหล่านี้เกิดจากการไม่แยกโครโมโซมระหว่างไมโทซิสหรือไมโอซิส
ในกรณีแรก สิ่งเหล่านี้คือ แอนนูพลอยด์ เตตราปลอยด์ที่มีไซโตพลาสซึมที่ไม่แบ่งแยก โพลีพลอยด์ที่มีโครโมโซม 6, 8, 10 คู่ และอื่นๆ
ในกรณีที่สอง นี่คือการไม่แยกส่วนของโครโมโซมคู่ที่เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของเซลล์สืบพันธุ์ (monosomy, trisomy) หรือการปฏิสนธิของไข่หนึ่งฟองโดยตัวอสุจิสองตัว (dyspermia หรือ triploid embryo)
ตัวอย่างทั่วไปของพวกเขาได้รับการอ้างถึงมากกว่าหนึ่งครั้ง - นี่คือกลุ่มอาการ Shereshevsky-Turner (45, XO), กลุ่มอาการ Klinefelter (47, XXY), trisomy ปกติในดาวน์ซินโดรม (47, XX, +21)
