Транслокация в генетике что такое
Хромосомные транслокации
Наша команда профессионалов ответит на ваши вопросы
Данная брошюра содержит информацию о том, что такое хромосомные транслокации, как они могут наследоваться и какие проблемы они могут вызывать. Данная брошюра не может заменить Ваше общение с врачом, однако она может помочь Вам при обсуждении интересующих Вас вопросов.
Что такое хромосомные транслокации?
Для того, чтобы понять, что такое хромосомные транслокации, вначале будет полезно узнать, что такое гены и хромосомы.
Что такое гены и хромосомы?
Наше тело состоит из миллионов клеток. Большинство клеток содержат полный набор генов. У человека тысячи генов. Гены можно сравнить с инструкциями, которые используются для контроля роста и согласованной работы всего организма. Гены отвечают за множество признаков нашего организма, например, за цвет глаз, группу крови или рост.
Гены расположены на нитевидных структурах, называемых хромосомами. Как правило, в большинстве клеток организма содержится по 46 хромосом. Хромосомы передаются нам от родителей – 23 от мамы, и 23 от папы, поэтому мы часто похожи на своих родителей. Таким образом, у нас два набора по 23 хромосомы, или 23 пары хромосом. Так как на хромосомах расположены гены, мы наследуем по две копии каждого гена, по одной копии от каждого из родителей. Хромосомы (следовательно, и гены) состоят из химического соединения, называемого ДНК.
Рисунок 1: Гены, хромосомы и ДНК
Рисунок 2: 23 пары хромосом, распределенные по размеру; хромосома под номером 1 – самая большая. Две последние хромосомы – половые.
Правильный хромосомный набор является очень важным для нормального развития человека. Это связано с тем, что гены, которые дают «инструкции к действиям» клеткам нашего организма, находятся на хромосомах. Любое изменение количества, размера или структуры наших хромосом может привести к трудностям в обучении, задержке развития и другим проблемам здоровья ребенка.
Что такое транслокация?
Транслокация означает, что существует какая-либо необычная структура хромосом. Причины для этого могут быть разные:
Существует два основных типа транслокаций: реципрокная транслокация и робертсоновская траслокация.
Реципрокные транслокации
Реципрокные транслокации возникают в том случае, если два фрагмента из двух разных хромосом отрываются и меняются местами
Рисунок 3: Как возникает реципрокная транслокация
две нормальные хромосом из пары части двух хромосом отрываются и снова прикрепляются к другим хромосомах
Робертсоновские транслокации
Робертсоновские транслокации возникают в том случае, когда одна хромосома соединяется с другой. На Рисунке 4 показана робертсоновская транслокация, в которую вовлечены две хромосомы
Рисунок 4: Как возникает робертсоновская транслокация
две нормальные хромосом из пары Робертсоновская транслокация: хромосома одной пары оказываются прикрепленной к хромосоме из другой пары
Почему возникают транслокации?
Несмотря на то, что транслокации встречаются довольно часто (примерно у 1 человека из 500), причины их возникновения остаются неясными. Мы знаем, что хромосомы, по-видимому, могут разрываться и восстанавливаться во время процесса созревания сперматозоида или яйцеклетки, или при оплодотворении, и лишь в некоторых случаях это приводит к проблемам. Мы не можем контролировать эти изменения.
Когда это может приводить к проблемам?
В обоих рассмотренных нами примерах хромосомные перестройки происходили таким образом, что общее количество хромосомного материала не менялось. Такие перестройки называются сбалансированными транслокациями.
Как правило, человек, имеющий сбалансированную транслокацию, не страдает от этого, и часто даже не подозревает, что в его (ее) хромосомах есть перестройка. И важным это может оказаться только в случае, когда у него (или у нее) появляется ребенок. Это связано с тем, что у ребенка может возникнуть несбалансированная транслокация.
Несбалансированные транслокации
Если один из родителей является носителем сбалансированной транслокации, существует вероятность, что у ребенка возникнет несбалансированная транслокация, при которой присутствует лишний фрагмент одной хромосомы и/или потеря части материала другой хромосомы.
Часто бывает так, что ребенок рождается с транслокацией, несмотря на то, что у обоих родителей нормальные хромосомы. Это называется «вновь возникшей» перестройкой, или перестройкой «de novo» (от латинского слова). В этом случае вероятность повторного рождения ребенка с транслокацией у этих родителей крайне мала.
Ребенок, имеющий несбалансированную транслокацию, может иметь трудности в обучении, задержку развития и другие проблемы со здоровьем. Выраженность проявлений зависит от того, какие участки хромосомы оказались вовлеченными в перестройку, и какой материал хромосомы присутствует в избытке, или отсутствует, так как некоторые районы хромосомы важнее других.
Если у родителя есть сбалансированная транслокация, всегда ли она передается ребенку?
Таким образом, у носителя сбалансированной транслокации могут рождаться здоровые дети, и во многих случаях происходит именно так. Однако, для носителя сбалансированной транслокации существует повышенный риск рождения ребенка с определенной степенью задержки развития, при этом тяжесть проявлений зависит от конкретного типа транслокации.
Диагностика хромосомных транслокаций
Возможно проведение генетического анализа для выявления носительства транслокации. Берется образец крови, и клетки крови исследуют в специализированной лаборатории для выявления хромосомных транслокаций. Такой анализ называется кариотипированием. Также возможно проведение теста во время беременности для выявления хромосомных транслокаций. Это называется пренатальной диагностикой, и этот вопрос следует обсудить с врачом-генетиком. Более подробная информация на эту тему представлена в брошюрах «Биопсия ворсин хориона» и «Амниоцентез».
Какое отношение это имеет к другим членам семьи?
Если у одного из членов семьи обнаружена транслокация, возможно, Вы захотите обсудить этот вопрос с другими членами семьи. Это даст возможность другим родственникам, при желании, пройти обследование (анализ хромосом в клетках крови) для определения носительства транслокации. Это может быть особенно важно для родственников, уже имеющих детей или планирующих беременность. Если они не являются носителями транслокации, они не могут передать ее своим детям. Если же они являются носителями, то им могут предложить пройти обследование во время беременности для анализа хромосом плода.
Некоторым людям сложно обсуждать проблемы, связанные с хромосомной перестройкой, с членами семьи. Они могут бояться причинить беспокойство членам семьи. В некоторых семьях люди из-за этого испытывают сложности в общении и теряют взаимопонимание с родственниками. Врачи-генетики, как правило, имеют большой опыт в решении подобных семейных ситуаций и могут помочь Вам в обсуждении проблемы с другими членами семьи.
Транслокация в генетике что такое
Транслокация включает обмен хромосомными сегментами между двумя, обычно негомологичными, хромосомами. Есть два основных типа транслокаций: реципрокные и робертсоновские.
Реципрокные транслокации происходят вследствие разрывов в негомологичных хромосомах, со взаимным (реципрокным) обменом поврежденными сегментами. Обычно в транслокации участвуют только две хромосомы, и поскольку обмен реципрокный, общее количество хромосом не изменяется. Описаны редко встречающиеся комплексные транслокации, включающие три или более хромосом.
Реципрокные транслокации сравнительно часты и обнаруживаются приблизительно у 1 из 600 новорожденных. Такие транслокации обычно безвредны, хотя их чаще встречают у госпитализированных больных с умственной отсталостью, чем в общей популяции. Они попадают в поле зрения врачей или при пренатальной диагностике, или при кариотипировании родителей ребенка с несбалансированной транслокацией.
Сбалансированные транслокации чаще, чем в общей популяции, выявляют у пар с двумя и более спонтанными выкидышами и у бесплодных мужчин.
Когда хромосомы носителя сбалансированной реципрокной транслокации спариваются в мейозе, формируется фигура, названная тетравалентом. В анафазе хромосомы обычно отделяются от этой конфигурации одним из трех способов, описанных как альтернативная, совместная-1 и совместная-2 сегрегации. Альтернативная — обычная мейотическая сегрегация, полученные гаметы имеют или нормальный хромосомный состав, или две реципрокных хромосомы; оба типа гамет сбалансированы.
При первом типе совместной сегрегации гомологичные центромеры расходятся в делящиеся дочерние клетки (как и в норме в делении мейоза I), при втором, редко встречающемся типе, гомологичные центромеры переходят в одну дочернюю клетку. Как 1-й, так и 2-й тип совместной сегрегации приводит к формированию несбалансированных гамет.
Дополнительно к описанным примерам 2:2 сегрегации (т.е. две хромосомы, расходящиеся к каждому полюсу) сбалансированные транслокации могут также сегрегировать в соотношении 3:1, приводя к гаметам с 22 или 24 хромосомами. Хотя моносомии у людей встречают редко, существование трисомий вполне возможно. Такое расхождение (3:1) у мужчин-носителей сбалансированных транслокаций наблюдают в 5-20% сперматозоидов, в зависимости от вида транслокации.
Робертсоновские транслокации хромосом
Этот тип перестройки включает две акроцентрические хромосомы, соединенные в области центромеры, с утратой коротких плеч. Полученный в результате сбалансированный кариотип имеет только 45 хромосом, включая транслоцированную, состоящую из длинных плеч двух хромосом. Поскольку короткие плечи всех пяти пар акроцентрических хромосом содержат многочисленные копии генов рРНК, потеря коротких плеч двух акроцентрических хромосом неопасна.
Робертсоновские транслокации могут быть как моноцентрическими, так и псевдодицентрическими, в зависимости от позиции точечного разрыва в каждой акроцентрической хромосоме.
Хотя обнаружены робертсоновские транслокации, включающие все комбинации акроцентрических хромосом, сравнительно часто встречают две из них (13q14q и 14q21q). Транслокацию, объединяющую 13q и 14q, наблюдают примерно у 1 человека из 1300, это самая частая хромосомная перестройка у человека. Описаны редкие гомозиготы по транслокациям 13q14q; это фенотипически нормальные люди, имеющие только 44 хромосомы с отсутствием нормальных 13 и 14 пар хромосом, замененных двумя транслоцированными.
Инсерция — нереципрокный тип транслокации, когда сегмент, удаленный из одной хромосомы, включается в другую хромосому, в обычной или инвертированной ориентации. Поскольку для этого необходимо три разрыва хромосом, инсерций встречают сравнительно редко. Аномальное расхождение хромосом у носителей инсерций может приводить к рождению ребенка с дупликацией или делецией задействованного сегмента, также возможны нормальный кариотип и сбалансированное носительство.
В среднем риск рождения аномального ребенка высокий, вплоть до 50%, поэтому в таких случаях показана пренатальная диагностика.
Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021
Хромосомные транслокации
Перестройку, при которой происходит перенос участка хромосомы на негомологичную хромосому, называют транслокацией. Подобные мутации в клетках могут быть причиной развития заболеваний (лимфомы, саркомы, лейкоза).
Как возникают транслокации
Формирование такой перестройки происходит вследствие повреждения ДНК. Как правило, это двунитевые разрывы с последующей ошибкой репарации. Аномалии возникают:
Повреждение ДНК может быть обусловлено экзогенными (химиотерпией, ионизирующим излучением) и эндогенными (воздействием свободных радикалов) факторами.
Кроме того, перестройки в хромосомах могут возникать во время созревания яйцеклетки и сперматозоида. Подобные мутации могут наследоваться от отца или матери.
Реципрокные транслокации
Представляют собой сбалансированную хромосомную перестройку. В этом случае не происходит потери генетического материала. Реципрокные перестройки считаются наиболее распространенной хромосомной аномалией человека.
Носители обычно фенотипически нормальны, но имеют повышенную вероятность бесплодия, сниженную фертильность, риски спонтанных выкидышей и рождения детей с генетическими болезнями. У 5 % носителей встречаются врожденные аномалии развития, задержки развития (у 50 % наблюдается умственная отсталость).
Формируются тогда, когда одна хромосома соединяется с другой. Данные мутации представляют собой одну из обширных групп врожденных хромосомных аномалий у человека.
Носители остаются нормальными фенотипически, но у них высоки риски самопроизвольного выкидыша и рождения детей с несбалансированным кариотипом. Транслокации обычно затрагивают 13-ю и 14-ю хромосомы. Перестройки в 21-й хромосоме вызывают наследуемый (семейный) синдром Дауна.
Несбалансированные транслокации
Возникают, если один из родителей является носителем сбалансированной хромосомной перестройки. В этом случае у ребенка выявляется несбалансированная транслокация в виде присутствия лишнего фрагмента хромосомы или потери части материала другой хромосомы в паре. Подобная мутация может возникать и у детей с нормальными родителями (т. н. вновь возникшая перестройка).
Дети с несбалансированной хромосомной транслокацией страдают от задержек развития, испытывают трудности в обучении, имеют проблемы со здоровьем. Выраженность патологии зависит от того, какая именно хромосома пострадала.
Для выявления носительства может проводиться генетический анализ. Кариотипирование помогает обнаружить различные виды транслокаций, в т. ч. несбалансированные.
Выявить патологии можно во время вынашивания ребенка. Для этого предусмотрены инвазивные пренатальные тесты.
Анализ кариотипа можно пройти в медико-генетическом центре «Геномед».
Носители сбалансированной транслокации обычно здоровы. Проблемы у них появляются при желании иметь детей. Для таких людей следует заранее пройти обследование и получить консультацию врача-генетика. Во время беременности можно сделать биопсию ворсин хориона, амниоцентез, кордоцентез в целях исключения хромосомных аномалий у плода.
Хромосомные транслокации
Данная брошюра содержит информацию о том, что такое хромосомные транслокации, как они могут наследоваться и какие проблемы они могут вызывать. Данная брошюра не может заменить Ваше общение с врачом, однако она может помочь Вам при обсуждении интересующих Вас вопросов.
Что такое хромосомные транслокации?
Для того, чтобы понять, что такое хромосомные транслокации, вначале будет полезно узнать, что такое гены и хромосомы.
Что такое гены и хромосомы?
Наше тело состоит из миллионов клеток. Большинство клеток содержат полный набор генов. У человека тысячи генов. Гены можно сравнить с инструкциями, которые используются для контроля роста и согласованной работы всего организма. Гены отвечают за множество признаков нашего организма, например, за цвет глаз, группу крови или рост.
Гены расположены на нитевидных структурах, называемых хромосомами. Как правило, в большинстве клеток организма содержится по 46 хромосом. Хромосомы передаются нам от родителей – 23 от мамы, и 23 от папы, поэтому мы часто похожи на своих родителей. Таким образом, у нас два набора по 23 хромосомы, или 23 пары хромосом. Так как на хромосомах расположены гены, мы наследуем по две копии каждого гена, по одной копии от каждого из родителей. Хромосомы (следовательно, и гены) состоят из химического соединения, называемого ДНК.
Рисунок 1: Гены, хромосомы и ДНК
Рисунок 2: 23 пары хромосом, распределенные по размеру; хромосома под номером 1 – самая большая. Две последние хромосомы – половые.
Правильный хромосомный набор является очень важным для нормального развития человека. Это связано с тем, что гены, которые дают «инструкции к действиям» клеткам нашего организма, находятся на хромосомах. Любое изменение количества, размера или структуры наших хромосом может привести к трудностям в обучении, задержке развития и другим проблемам здоровья ребенка.
Что такое транслокация?
Транслокация означает, что существует какая-либо необычная структура хромосом. Причины для этого могут быть разные:
Существует два основных типа транслокаций: реципрокная транслокация и робертсоновская траслокация.
Реципрокные транслокации
Реципрокные транслокации возникают в том случае, если два фрагмента из двух разных хромосом отрываются и меняются местами
Рисунок 3: Как возникает реципрокная транслокация
| две нормальные хромосом из пары | части двух хромосом отрываются | и снова прикрепляются к другим хромосомах |
Робертсоновские транслокации
Робертсоновские транслокации возникают в том случае, когда одна хромосома соединяется с другой. На Рисунке 4 показана робертсоновская транслокация, в которую вовлечены две хромосомы
Рисунок 4: Как возникает робертсоновская транслокация
| две нормальные хромосом из пары | Робертсоновская транслокация: хромосома одной пары оказываются прикрепленной к хромосоме из другой пары |
Почему возникают транслокации?
Несмотря на то, что транслокации встречаются довольно часто (примерно у 1 человека из 500), причины их возникновения остаются неясными. Мы знаем, что хромосомы, по-видимому, могут разрываться и восстанавливаться во время процесса созревания сперматозоида или яйцеклетки, или при оплодотворении, и лишь в некоторых случаях это приводит к проблемам. Мы не можем контролировать эти изменения.
Когда это может приводить к проблемам?
В обоих рассмотренных нами примерах хромосомные перестройки происходили таким образом, что общее количество хромосомного материала не менялось. Такие перестройки называются сбалансированными транслокациями.
Как правило, человек, имеющий сбалансированную транслокацию, не страдает от этого, и часто даже не подозревает, что в его (ее) хромосомах есть перестройка. И важным это может оказаться только в случае, когда у него (или у нее) появляется ребенок. Это связано с тем, что ребенок может возникнуть несбалансированная транслокация.
Несбалансированные транслокации
Если один из родителей является носителем сбалансированной транслокации, существует вероятность, что у ребенка возникнет несбалансированная транслокация, при которой присутствует лишний фрагмент одной хромосомы и/или потеря части материала другой хромосомы.
Часто бывает так, что ребенок рождается с транслокацией, несмотря на то, что у обоих родителей нормальные хромосомы. Это называется «вновь возникшей» перестройкой, или перестройкой «de novo» (от латинского слова). В этом случае вероятность повторного рождения ребенка с транслокацией у этих родителей крайне мала.
Ребенок, имеющий несбалансированную транслокацию, может иметь трудности в обучении, задержку развития и другие проблемы со здоровьем. Выраженность проявлений зависит от того, какие участки хромосомы оказались вовлеченными в перестройку, и какой материал хромосомы присутствует в избытке, или отсутствует, так как некоторые районы хромосомы важнее других.
Если у родителя есть сбалансированная транслокация, всегда ли она передается ребенку?
Необязательно, возможны несколько исходов каждой беременности:
Таким образом, у носителя сбалансированной транслокации могут рождаться здоровые дети, и во многих случаях происходит именно так. Однако, для носителя сбалансированной транслокации существует повышенный риск рождения ребенка с определенной степенью задержки развития, при этом тяжесть проявлений зависит от конкретного типа транслокации.
Диагностика хромосомных транслокаци й
Возможно проведение генетического анализа для выявления носительства транслокации. Берется образец крови, и клетки крови исследуют в специализированной лаборатории для выявления хромосомных транслокаций. Такой анализ называется кариотипированием. Также возможно проведение теста во время беременности для выявления хромосомных транслокаций. Это называется пренатальной диагностикой, и этот вопрос следует обсудить с врачом-генетиком. Более подробная информация на эту тему представлена в брошюрах «Биопсия ворсин хориона» и «Амниоцентез».
Какое отношение это имеет к другим членам семьи?
Если у одного из членов семьи обнаружена транслокация, возможно, Вы захотите обсудить этот вопрос с другими членами семьи. Это даст возможность другим родственникам, при желании, пройти обследование (анализ хромосом в клетках крови) для определения носительства транслокации. Это может быть особенно важно для родственников, уже имеющих детей или планирующих беременность. Если они не являются носителями транслокации, они не могут передать ее своим детям. Если же они являются носителями, то им могут предложить пройти обследование во время беременности для анализа хромосом плода.
Некоторым людям сложно обсуждать проблемы, связанные с хромосомной перестройкой, с членами семьи. Они могут бояться причинить беспокойство членам семьи. В некоторых семьях люди из-за этого испытывают сложности в общении и теряют взаимопонимание с родственниками. Врачи-генетики, как правило, имеют большой опыт в решении подобных семейных ситуаций и могут помочь Вам в обсуждении проблемы с другими членами семьи.
Что важно помнить
Где я могу получить более подробную информацию о хромосомных перестройках?
Это лишь краткая информация о хромосомных транслокациях. Более подробную информацию Вы можете получить:
Unique
Группа поддержки больных с редкими хромосомными заболеваниями, Великобритания
Telephone: + 44 (0) 1883 330766
Email: info@rarechromo.org
Web: www.rarechromo.org
Orphanet
Бесплатный Интернет-ресурс, предоставляющий информацию о редких заболеваниях, клинических исследованиях, препаратах и ссылках на сайты специализированных организаций в Европе.
Web-сайт: www.orpha.net
EuroGentest
Бесплатный Интернет-ресурс, предоставляющий информацию о и ссылках на группы поддержки в Европе.
Web: www.eurogentest.org
Контактная информация о медико-генетических консультациях в различных регионах России
Credits
Перевод: Заклязьминская Елена Валерьевна, д.м.н., ФГУ ФНКЦ Детской гематологии, онкологии и иммунологии, отделение наследственных и метаболических заболеваний; Курникова Мария Андреевна, к.м.н., ЗАО Евроген.
Переведено с изменениями по тексту Клиника Guy’s and St Thomas’, Лондон, Великобритания; и London IDEAS Genetic Knowledge Park, Великобритания.
Select another language:
Когда кариотипы родителей могут явиться причиной повторяющихся выкидышей
Установить, какая именно произошла «поломка», можно с помощью тщательного генетического анализа ДНК погибшего плода. Заказать такой тест можно здесь.
Одной из таких причин является носительство одним из родителей сбалансированной структурной перестройки/транслокации (внутрихромосомной, межхромосомной) в своем кариотипе. Такими перестройками обусловлены 3–10% случаев привычного невынашивания. Формирование перестройки происходит вследствие двунитевых разрывов ДНК с последующей ошибкой репарации.
Чаще всего это реципрокные транслокации, когда сегмент одной хромосомы располагается на месте другого сегмента негомологичной хромосомы. Когда у родителя имеется подобная транслокация, при мейозе затрудняются процессы спаривания и разделения хромосом, и может произойти утрата (делеция) или удвоение (дупликация) участков хромосом в формирующихся гаметах. В результате в кариотипе будущего ребенка формируются несбалансированные хромосомные перестройки, которые и приводят к нежизнеспособности эмбриона/плода и заканчиваются выкидышем. В иных, более редких случаях, ребенок может стать носителем тяжёлой хромосомной патологии. При этом имеет значение, кто из родителей является носителем сбалансированной структурной перестройки. Эмпирически доказано, что риск для потомства при наличии перестройки у матери существенно выше, чем при носительстве отцом.
Или, например, робертсоновские гомологичные транслокации. Этот вид исключает даже возможность рождения здорового ребенка, приводит к абсолютному привычному невынашиванию, либо чередованию выкидышей и рождения больного хромосомной патологией ребенка.
Как установить эту подчас роковую генетическую причину? Во-первых, на это может указать генетическое исследование абортивного материала. Если в ДНК погибшего эмбриона/плода будет найдена несбалансированная траслокация, то это явится показанием для исследования кариотипов супругов с поиском сбалансированной транслокации у одного из них.
Во-вторых, если вам не удалось провести анализ абортивного материала, кариотипирование пары будет абсолютно показано по анамнезу повторных эпизодов репродуктивных потерь или при уже имеющемся в семье ребенке с хромосомной патологией.
Почему так важно пройти кариотипирование будущими родителями? Чтобы иметь представление об уровне возможных рисков, ответить на вопрос: повторится ли замершая беременность, и далее определиться с методом зачатия для снижения риска. Мы рекомендуем тест кариотипирования всем будущим родителям еще на стадии планирования беременности.
При некоторых транслокациях риск настолько велик, что выбором при лечении привычного невынашивания беременности становится метод ЭКО с проведением преимплантационного генетического тестирования.
PS. Знаете ли вы, что более 500 известных транслокаций специфически связаны со злокачественными новообразованиями, например хронический миелолейкоз, лимфобластный лейкоз?