ความผิดปกติของโครโมโซมและโรคโครโมโซม ความผิดปกติของโครโมโซมในเด็ก การกลายพันธุ์ บทบัญญัติทั่วไป

ความผิดปกติของโครโมโซมหมายถึงการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของโครโมโซมที่เกิดจากการแตกหัก ตามมาด้วยการกระจายตัว การสูญเสีย หรือการเพิ่มสารพันธุกรรมเป็นสองเท่า สะท้อนถึงความผิดปกติของโครโมโซมประเภทต่างๆ
ในมนุษย์ความผิดปกติของโครโมโซมที่พบบ่อยที่สุดซึ่งแสดงออกโดยการพัฒนาพยาธิวิทยาเชิงลึกนั้นมีความผิดปกติที่เกี่ยวข้องกับจำนวนและโครงสร้างของโครโมโซม ความผิดปกติในจำนวนโครโมโซมสามารถแสดงได้หากไม่มีโครโมโซมที่คล้ายคลึงกันคู่ใดตัวหนึ่ง ( การมีเอกเทศ ) หรือลักษณะของโครโมโซมเพิ่มเติมที่สาม ( ไตรโซมี - จำนวนโครโมโซมทั้งหมดในคาริโอไทป์ในกรณีเหล่านี้แตกต่างจากเลขโมดอลและมีค่าเท่ากับ 45 หรือ 47 โพลิพลอยด์ และ aneuploidy มีความสำคัญน้อยกว่าต่อการพัฒนากลุ่มอาการของโครโมโซม การละเมิดโครงสร้างของโครโมโซมด้วยจำนวนปกติโดยรวมในคาริโอไทป์นั้นรวมถึง "การแตกหัก" ประเภทต่างๆ:
-การโยกย้าย (การแลกเปลี่ยนส่วนระหว่างโครโมโซมที่ไม่คล้ายคลึงกันสองอัน) - ในรูปมีการโยกย้ายระหว่างโครโมโซมที่ 8 และ 11 (และ monosomy บนโครโมโซมที่ 15)

-การลบ(สูญเสียโครโมโซมไปบางส่วน) ในรูปมีการลบส่วนหนึ่งของแขนยาวของโครโมโซมที่ 9 ออก (และการโยกย้ายไปตามโครโมโซมที่ 1 และ 3)

-การกระจายตัวคุณ ,
-โครโมโซมวงแหวน ฯลฯ - ในรูปวงแหวนโครโมโซม 14 (กำหนด r14) และตัวแปรปกติ

ความผิดปกติของโครโมโซมซึ่งรบกวนความสมดุลของปัจจัยทางพันธุกรรมเป็นสาเหตุของการเบี่ยงเบนต่างๆในโครงสร้างและการทำงานของร่างกายซึ่งแสดงออกในสิ่งที่เรียกว่าโรคโครโมโซม

ความผิดปกติของโครโมโซมคือการสลายของโครโมโซมด้วยเหตุผลบางประการ เมื่อโครโมโซมส่วนใหญ่หายไปหรือถูกเพิ่มเข้ามา และ/หรือจำนวนโครโมโซมปกติเปลี่ยนแปลงไป

วิธีการกำหนด

เพื่อระบุการมีอยู่ของความผิดปกติของโครโมโซมในบุคคล คาริโอไทป์ - ขั้นตอนการพิจารณาคาริโอไทป์ มันดำเนินการกับเซลล์ที่อยู่ในเมตาเฟสของไมโทซีสเพราะว่า มีลักษณะเป็นเกลียวและมองเห็นได้ชัดเจน เพื่อตรวจสอบคาริโอไทป์ของมนุษย์ จะใช้เม็ดเลือดขาวโมโนนิวเคลียร์ที่สกัดจากตัวอย่างเลือด เซลล์ที่เกิดในระยะเมตาเฟสจะได้รับการแก้ไข ย้อมสี และถ่ายภาพด้วยกล้องจุลทรรศน์ จากชุดภาพถ่ายที่เกิดขึ้น เรียกว่าภาพถ่ายเกิดขึ้น โครโมโซมที่เป็นระบบคือชุดหมายเลขของคู่โครโมโซมคล้ายคลึงกัน (ออโตโซม) รูปภาพของโครโมโซมจะถูกจัดวางในแนวตั้งโดยให้แขนสั้นขึ้น พวกเขาจะถูกกำหนดหมายเลขตามลำดับขนาดจากมากไปน้อย คู่โครโมโซมเพศจะถูกวางไว้ที่ส่วนท้ายของชุด

ในอดีต คาริโอไทป์ที่ไม่มีรายละเอียดตัวแรกซึ่งทำให้สามารถจำแนกตามลักษณะทางสัณฐานวิทยาของโครโมโซม ได้รับยีนอัลลีลที่แปรผัน) วิธีการย้อมสีโครโมโซมวิธีแรกในการสร้างภาพที่มีรายละเอียดสูงดังกล่าวได้รับการพัฒนาโดยนักเซลล์วิทยาชาวสวีเดน Kaspersson (Q-staining) นอกจากนี้ยังใช้สีย้อมอื่น ๆ เทคนิคดังกล่าวเรียกรวมกันว่าการย้อมสีโครโมโซมที่แตกต่างกัน:
-การย้อมสี Q - การย้อม Kaspersson ด้วยควินินมัสตาร์ดด้วยการตรวจด้วยกล้องจุลทรรศน์ฟลูออเรสเซนต์ ส่วนใหญ่มักใช้ในการศึกษาโครโมโซม Y (การกำหนดเพศทางพันธุกรรมอย่างรวดเร็ว การตรวจหาการโยกย้ายระหว่างโครโมโซม X และ Y หรือระหว่างโครโมโซม Y กับออโตโซม การคัดกรองโมเสกที่เกี่ยวข้องกับโครโมโซม Y)
-การย้อมสี G - ดัดแปลงการย้อมสี Romanovsky-Giemsa ความไวสูงกว่าการย้อมสีด้วย Q ดังนั้นจึงใช้เป็นวิธีมาตรฐานสำหรับการวิเคราะห์ทางเซลล์พันธุศาสตร์ ใช้เพื่อระบุความผิดปกติเล็กน้อยและมาร์กเกอร์โครโมโซม (แบ่งส่วนแตกต่างจากโครโมโซมคล้ายคลึงกันปกติ)
-การย้อมสี R ใช้สีส้ม e - acridine และสีย้อมที่คล้ายกัน และพื้นที่ของโครโมโซมที่ไม่ไวต่อการย้อมสี G จะถูกย้อม ใช้เพื่อระบุรายละเอียดของบริเวณ G- หรือ Q-negative ที่คล้ายคลึงกันของ Sister chromatid หรือโครโมโซมที่คล้ายคลึงกัน
-การย้อมสี C - ใช้เพื่อวิเคราะห์บริเวณเซนโตรเมอริกของโครโมโซมที่มีเฮเทอโรโครมาตินที่เป็นส่วนประกอบและส่วนปลายที่แปรผันได้ของโครโมโซม Y
-การย้อมสีแบบ T - ใช้วิเคราะห์บริเวณเทโลเมอร์ของโครโมโซม ในรูปโครโมโซมเป็นสีน้ำเงิน เทโลเมียร์เป็นสีขาว

ล่าสุดมีการใช้เทคนิคที่เรียกว่า คาริโอไทป์สเปกตรัม ซึ่งประกอบด้วยการย้อมสีโครโมโซมด้วยชุดสีย้อมเรืองแสงที่จับกับบริเวณเฉพาะของโครโมโซม (FISH) จากการย้อมสีดังกล่าว โครโมโซมคู่ที่คล้ายคลึงกันจึงมีลักษณะทางสเปกตรัมที่เหมือนกัน ซึ่งไม่เพียงแต่อำนวยความสะดวกในการระบุคู่ดังกล่าวอย่างมาก แต่ยังอำนวยความสะดวกในการตรวจจับการโยกย้ายระหว่างโครโมโซม นั่นคือ การเคลื่อนไหวของส่วนต่างๆ ระหว่างโครโมโซม - บริเวณที่มีการโยกย้ายมีสเปกตรัมที่แตกต่างจากสเปกตรัมของส่วนที่เหลือของโครโมโซม
แผ่นเอเมตาเฟส

เค้าโครง b เป็นโครโมโซมคู่

การเปรียบเทียบเชิงซ้อนของเครื่องหมายกากบาทในคาริโอไทป์คลาสสิกหรือพื้นที่ที่มีลักษณะสเปกตรัมเฉพาะทำให้สามารถระบุทั้งโครโมโซมที่คล้ายคลึงกันและแต่ละส่วนได้ซึ่งทำให้สามารถระบุความผิดปกติของโครโมโซมในรายละเอียด - การจัดเรียงภายในและระหว่างโครโมโซมใหม่พร้อมกับการละเมิด ลำดับของชิ้นส่วนโครโมโซม (การลบ การทำซ้ำ การผกผัน การโยกย้าย) การวิเคราะห์ดังกล่าวมีความสำคัญอย่างยิ่งในการปฏิบัติทางการแพทย์ ทำให้สามารถวินิจฉัยโรคโครโมโซมจำนวนหนึ่งที่เกิดจากการละเมิดโครโมโซมโดยรวม (การละเมิดจำนวนโครโมโซม) และการละเมิดโครงสร้างโครโมโซมหรือความหลากหลายของคาริโอไทป์ของเซลล์ใน ร่างกาย (โมเสก)

โรคโครโมโซม

นี่คือกลุ่มของโรคซึ่งการพัฒนาขึ้นอยู่กับการรบกวนในจำนวนหรือโครงสร้างของโครโมโซมที่เกิดขึ้นในเซลล์สืบพันธุ์ของพ่อแม่หรือในระยะแรกของการกระจายตัวของไซโกต (ไข่ที่ปฏิสนธิ) ประวัติความเป็นมาของการศึกษาโรคโครโมโซมย้อนกลับไปถึงการศึกษาทางคลินิกที่ดำเนินการมานานก่อนที่จะมีการอธิบายโครโมโซมของมนุษย์และการค้นพบความผิดปกติของโครโมโซม โรคโครโมโซม - โรคดาวน์, กลุ่มอาการ: เทิร์นเนอร์, ไคลน์เฟลเตอร์, ปาเตา, เอ็ดเวิร์ดส์
โรคที่พบบ่อยที่สุด ได้แก่ trisomy 21 ได้รับการอธิบายทางคลินิกในปี พ.ศ. 2409 โดยกุมารแพทย์ชาวอังกฤษ L. Down โรคนี้ตั้งชื่อตามเขา - ดาวน์ซินโดรม (หรือโรค) ต่อจากนั้นสาเหตุของโรคต้องได้รับการวิเคราะห์ทางพันธุกรรมซ้ำแล้วซ้ำอีก มีข้อเสนอแนะเกี่ยวกับการกลายพันธุ์ที่เด่นชัด การติดเชื้อแต่กำเนิด หรือลักษณะของโครโมโซม

คำอธิบายทางคลินิกครั้งแรกของกลุ่มอาการ monosomy X-chromosome เป็นรูปแบบที่แยกจากกันของโรคถูกสร้างขึ้นโดยแพทย์ชาวรัสเซีย N.A. Shereshevsky ในปี 1925 ในปี 1938 G. Turner ยังบรรยายถึงโรคนี้ด้วย ตามชื่อของนักวิทยาศาสตร์เหล่านี้ โครโมโซมเอกพจน์บนโครโมโซม X เรียกว่ากลุ่มอาการ Shereshevsky-Turner ในวรรณคดีต่างประเทศส่วนใหญ่จะใช้ชื่อ Turner syndrome แม้ว่าจะไม่มีใครโต้แย้งการค้นพบของ N.A. Shereshevsky ความผิดปกติของโครโมโซมมักทำให้เกิดการแท้งบุตร ความพิการแต่กำเนิด ภาวะปัญญาอ่อน และเนื้องอก

ความผิดปกติในระบบโครโมโซมเพศในผู้ชาย (trisomy-XXY) ได้รับการอธิบายเป็นครั้งแรกว่าเป็นกลุ่มอาการทางคลินิกโดย G. Klinefelter ในปี 1942

รูปแบบทั้งสามนี้เป็นเป้าหมายของการศึกษาทางเซลล์พันธุศาสตร์ทางคลินิกครั้งแรกที่ดำเนินการในปี 2502 การถอดรหัสสาเหตุของกลุ่มอาการดาวน์, Shereshevsky-Turner และ Klinefelter เปิดบทใหม่ในการแพทย์ - โรคโครโมโซม ในช่วงทศวรรษที่ 60 เนื่องจากมีการใช้การศึกษาทางเซลล์พันธุศาสตร์อย่างแพร่หลายในคลินิก เซลล์พันธุศาสตร์ทางคลินิกจึงได้รับการพัฒนาอย่างเต็มที่ บทบาทของการกลายพันธุ์ของโครโมโซมและจีโนมในพยาธิวิทยาของมนุษย์แสดงให้เห็น สาเหตุของโครโมโซมของกลุ่มอาการผิดปกติแต่กำเนิดหลายอย่างถูกถอดรหัส และความถี่ของโรคโครโมโซมในทารกแรกเกิดและการทำแท้งที่เกิดขึ้นเองถูกกำหนด นอกเหนือจากการศึกษาโรคโครโมโซมในฐานะภาวะที่มีมาแต่กำเนิดแล้ว การวิจัยทางเซลล์พันธุศาสตร์แบบเข้มข้นยังเริ่มต้นในด้านเนื้องอกวิทยา โดยเฉพาะอย่างยิ่งในมะเร็งเม็ดเลือดขาว บทบาทของการเปลี่ยนแปลงโครโมโซมต่อการเจริญเติบโตของเนื้องอกมีความสำคัญมาก

ด้วยการพัฒนาวิธีการถ่ายภาพอัตโนมัติทำให้สามารถระบุโครโมโซมแต่ละตัวได้ซึ่งมีส่วนช่วยในการค้นพบกลุ่มของโรคที่เกี่ยวข้องกับการจัดเรียงโครงสร้างของโครโมโซมใหม่ การพัฒนาอย่างเข้มข้นของการศึกษาโรคโครโมโซมเริ่มขึ้นในทศวรรษที่ 70 ของศตวรรษที่ 20 หลังจากการพัฒนาวิธีการย้อมสีโครโมโซมที่แตกต่างกัน

การจำแนกโรคโครโมโซมขึ้นอยู่กับประเภทของการกลายพันธุ์ของโครโมโซมที่เกี่ยวข้อง การกลายพันธุ์ในเซลล์สืบพันธุ์ทำให้เกิดโรคที่สมบูรณ์ โดยทุกเซลล์ในร่างกายมีความผิดปกติของโครโมโซมเหมือนกัน

ปัจจุบันมีการอธิบายการละเมิดจำนวนชุดโครโมโซม 2 แบบ - เตตระพลอยดี (โครโมโซม 4 ชุด แทนที่จะเป็น 2 ชุดตามปกติ) และ triploidy (โครโมโซม 3 ชุดแทนที่จะเป็น 2 ชุดถือเป็นเรื่องปกติ) กลุ่มอาการอีกกลุ่มหนึ่งเกิดจากการละเมิดจำนวนโครโมโซมแต่ละตัว - ไตรโซมี (เมื่อมีโครโมโซมเพิ่มเติมในชุดดิพลอยด์) หรือ การมีเอกเทศ (โครโมโซมตัวใดตัวหนึ่งหายไป) autosomal monosomies เข้ากันไม่ได้กับชีวิต - Trisomy เป็นพยาธิสภาพที่พบบ่อยในมนุษย์ โรคโครโมโซมจำนวนหนึ่งสัมพันธ์กับการละเมิดจำนวนโครโมโซมเพศ

โรคโครโมโซมกลุ่มที่ใหญ่ที่สุดคือกลุ่มอาการที่เกิดจากการจัดเรียงโครงสร้างของโครโมโซมใหม่มีสิ่งที่เรียกว่ากลุ่มอาการโครโมโซม monosomy บางส่วน (เพิ่มหรือลดจำนวนโครโมโซมแต่ละตัวไม่ใช่โดยโครโมโซมทั้งหมด แต่เป็นส่วนหนึ่ง) เนื่องจากความผิดปกติของโครโมโซมส่วนใหญ่อย่างท่วมท้นอยู่ในประเภทของการกลายพันธุ์ที่ร้ายแรง จึงมีการใช้ตัวบ่งชี้ 2 ตัวเพื่อระบุลักษณะพารามิเตอร์เชิงปริมาณ - ความถี่ในการแพร่กระจาย และ ความถี่ของการเกิดขึ้น .

พบว่าตัวอ่อนและทารกในครรภ์ประมาณ 170 จาก 1,000 ตัวเสียชีวิตก่อนเกิด ซึ่งประมาณ 40% มีสาเหตุมาจากอิทธิพลของความผิดปกติของโครโมโซม อย่างไรก็ตาม สัดส่วนที่มีนัยสำคัญของการกลายพันธุ์ (พาหะของความผิดปกติของโครโมโซม) จะหลีกหนีจากผลกระทบของการเลือกมดลูก แต่บางคนก็เสียชีวิตเร็วก่อนที่จะเข้าสู่วัยแรกรุ่น ผู้ป่วยที่มีความผิดปกติของโครโมโซมเพศเนื่องจากความผิดปกติของพัฒนาการทางเพศตามกฎแล้วอย่าทิ้งลูกหลาน ตามมาว่าความผิดปกติทั้งหมดสามารถนำมาประกอบกับการกลายพันธุ์ได้ พบว่าโดยทั่วไปแล้วการกลายพันธุ์ของโครโมโซมเกือบจะหายไปจากประชากรหลังจากผ่านไป 15 - 17 รุ่น

สำหรับโรคโครโมโซมทุกรูปแบบ ลักษณะทั่วไปคือความผิดปกติหลายหลาก (ความพิการแต่กำเนิด) อาการที่พบบ่อยของโรคโครโมโซมคือ : พัฒนาการทางร่างกายและจิตล่าช้า ปัญญาอ่อน ความผิดปกติของระบบกล้ามเนื้อและกระดูก ความบกพร่องของระบบหัวใจและหลอดเลือด ระบบทางเดินปัสสาวะ ระบบประสาท และระบบอื่น ๆ การเบี่ยงเบนของสถานะฮอร์โมน ชีวเคมี และภูมิคุ้มกัน เป็นต้น

ระดับความเสียหายของอวัยวะในโรคโครโมโซมขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย - ประเภทของความผิดปกติของโครโมโซม วัสดุที่ขาดหายไปหรือส่วนเกินของโครโมโซมแต่ละตัว จีโนไทป์ของสิ่งมีชีวิต และสภาพแวดล้อมที่สิ่งมีชีวิตพัฒนาขึ้น

ยังไม่มีการพัฒนาวิธีการรักษาโรคประเภทนี้

บทบาทในกระบวนการชรา

การสูงวัยหมายถึงโอกาสที่เพิ่มขึ้นของโรคความเสื่อม (มะเร็ง โรคภูมิต้านตนเอง พยาธิวิทยาของหัวใจและหลอดเลือด ฯลฯ) และการเสียชีวิตตามอายุ ความเร็วของกระบวนการถูกกำหนดทั้งโดยโปรแกรมทางพันธุกรรมของแต่ละบุคคลและโดยปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่กระทำต่อร่างกายในช่วงชีวิต งานจำนวนมากได้ทุ่มเทให้กับการศึกษาพารามิเตอร์ทางชีววิทยาที่ขึ้นกับอายุ และการค้นหาปัจจัยที่มีบทบาทสำคัญในการสูงวัย และด้วยเหตุนี้ จึงมีการตั้งสมมติฐานหลายประการขึ้นมา สมมติฐานที่พิจารณาถึงการกลายพันธุ์ที่เกิดขึ้นเองในเซลล์ร่างกายซึ่งเป็นสาเหตุของการแก่ชรานั้น ดูจะเป็นแนวคิดที่สมเหตุสมผลที่สุดแท้จริงแล้ว DNA เป็นตัวกำหนดการทำงานพื้นฐานของเซลล์ทั้งหมด มีความไวต่อการกระทำของปัจจัยทางกายภาพและเคมีต่างๆ และการเปลี่ยนแปลงของมันจะถูกส่งไปยังเซลล์ลูกสาว นอกจากนี้สมมติฐานนี้ยังได้รับการยืนยันจากข้อเท็จจริงทางคลินิกและการทดลองหลายประการ

ประการแรก ในมนุษย์มีกลุ่มอาการทางพันธุกรรมของการแก่ก่อนวัยอันเนื่องมาจากความบกพร่องต่างๆ ในการซ่อมแซม DNA

ประการที่สอง , การแผ่รังสีไอออไนซ์ รวมถึงปัจจัยการปรับเปลี่ยน DNA เช่น 5-bromodeoxyuridine ช่วยเร่งกระบวนการชราในสัตว์ทดลอง ในเวลาเดียวกัน ความผิดปกติของระดับโมเลกุล เซลล์วิทยา และเซลล์พันธุศาสตร์ในช่วงอายุตามธรรมชาติและการแก่ชราที่เกิดจากการฉายรังสีจะคล้ายคลึงกัน

ประการที่สาม มีความคล้ายคลึงกันบางประการระหว่างผลกระทบของรังสีทางร่างกายระยะไกล (เช่น ที่เกิดขึ้นโดยตรงในสิ่งมีชีวิตที่ได้รับรังสี) และผลกระทบทางพันธุกรรม (เช่น สังเกตได้ในลูกหลานของพ่อแม่ที่ได้รับรังสี) นี่คือความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นของสารก่อมะเร็ง ความไม่แน่นอนของจีโนม และการเสื่อมสภาพในสถานะทางสรีรวิทยาโดยทั่วไป แตกต่างจากสิ่งมีชีวิตที่ได้รับรังสีตรงที่ลูกหลานของพวกมันปราศจากร่องรอยของการได้รับรังสีโดยตรง แต่ก็เหมือนกับบุคคลที่ได้รับรังสี พวกมันมีเซลล์ร่างกายที่ทำให้เกิดความเสียหายทางพันธุกรรมที่ส่งผ่านเซลล์สืบพันธุ์ของพ่อแม่

ในที่สุด เมื่อศึกษาความผิดปกติทางเซลล์พันธุศาสตร์ การกลายพันธุ์ และอณูพันธุศาสตร์ต่างๆ โดยส่วนใหญ่ พบว่าความถี่จะเพิ่มขึ้นตามอายุ สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับความผิดปกติของโครโมโซม, ไมโครนิวเคลียส, aneuploidy, การสูญเสียเทโลเมอริกซ้ำ, การกลายพันธุ์ในไกลโคโฟรินโลคัส, การกลายพันธุ์ของการต้านทานต่อ 6-ไทโอกัวนีน, การแตกของ DNA ฯลฯ ความผิดปกติของโครโมโซมเชิงโครงสร้างเป็นโรคทางพันธุกรรมประเภทหนึ่งที่ไม่ต้องสงสัยเลยว่ามีส่วนทำให้เกิดกระบวนการชราหลายปัจจัยความผิดปกติของโครโมโซมที่ไม่เสถียร - ไดเซนตริก, วงแหวน, ชิ้นส่วน - นำไปสู่การตายของเซลล์, ความเสถียร - การโยกย้าย, การแทรกตามที่ทราบกันดีว่ามาพร้อมกับการกำเนิดมะเร็งและยังสามารถส่งผลต่อการทำงานที่สำคัญของเซลล์

การเพิ่มความถี่ของการกลายพันธุ์ของโครงสร้างภายใต้อิทธิพลของปัจจัยที่เป็นอันตรายต่างๆ (การแผ่รังสีสารประกอบทางเคมี) ที่แสดงในการศึกษาจำนวนมากช่วยให้เราพิจารณาว่าสิ่งเหล่านี้เป็นหนึ่งในสาเหตุที่เป็นไปได้ของการเสื่อมสภาพของสุขภาพของมนุษย์ในสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวยต่อสิ่งแวดล้อม- (โวโรบโซวา และคณะ 1999)

กลุ่มอาการแก่ก่อนวัย

กลุ่มอาการที่เกี่ยวข้องกับการแก่ก่อนวัยของผิวหนังเป็นแบบจำลองที่ดีเยี่ยมในการทำความเข้าใจการแก่ของผิวหนังตามปกติและกระบวนการชราโดยทั่วไป ปัจจุบันมีการศึกษาเกี่ยวกับกลุ่มอาการเหล่านี้หลายอย่าง รวมถึงกลุ่มอาการทางพันธุกรรมและชีวเคมี บทความล่าสุดโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส Dereure O, Marque M และ Guillot B จากมงต์เปลลิเยร์ “กลุ่มอาการแก่ก่อนวัย: จากฟีโนไทป์ไปจนถึงยีน” อุทิศให้กับการศึกษาเหล่านี้ การจำแนกประเภทใหม่ของกลุ่มอาการเหล่านี้กำลังได้รับการพัฒนาโดยขึ้นอยู่กับกลไกทางชีวเคมีของการเกิดโรค:
- กลุ่มอาการที่มี/ไม่มีข้อบกพร่องของเคลือบ A (โพรจีเรีย)
- กลุ่มอาการที่เกี่ยวข้องกับการซ่อมแซมข้อบกพร่อง (Cockayne syndrome)
- กลุ่มอาการที่เกี่ยวข้องกับความไม่แน่นอนของโครโมโซมส่วนใหญ่มักเกิดจากข้อบกพร่องของ helicase (กลุ่มอาการของ Werner และ Rothmund-Thomson, ataxia-telangiectasia)
การวินิจฉัยกลุ่มอาการเหล่านี้มักขึ้นอยู่กับอาการทางคลินิก และสัญญาณที่โดดเด่นที่สุดเหล่านี้เกี่ยวข้องกับการแก่ชราของผิวหนัง นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าการวิจัยทางพันธุกรรมควรดำเนินการในวงกว้างขึ้น การศึกษากลุ่มอาการเหล่านี้รวมทั้งที่เกิดจากความผิดปกติของโครโมโซม จะทำให้เข้าใจถึงกลไกการแก่ชราในคนปกติได้ เนื่องจาก Progeria และกลุ่มอาการที่คล้ายกันเลียนแบบความชราตามปกติในระดับหนึ่ง

มะเร็งเม็ดเลือดขาวและการสูญเสียโครโมโซม Y

นักวิทยาศาสตร์นำโดย Rona Schreck () และ Stephen Lee () จากศูนย์การแพทย์ Cedars-Sinai ที่มีชื่อเสียงในลอสแองเจลิส ได้ทำการศึกษาปรากฏการณ์การสูญเสียโครโมโซม Y ในเซลล์มะเร็งเม็ดเลือดขาว ความสัมพันธ์ทางคลินิกระหว่างการสูญเสียโครโมโซม Y กับมะเร็งเม็ดเลือดขาวชนิดเฉียบพลันแบบไมอีลอยด์และกลุ่มอาการ myelodysplastic (AML/MDS) เป็นที่ถกเถียงกันในชุมชนวิทยาศาสตร์ เนื่องจากทั้งสองอย่างเกี่ยวข้องกับความชรา สิ่งพิมพ์ก่อนหน้านี้ชี้ให้เห็นว่าการสูญเสียโครโมโซม Y ใน 75% ของเซลล์บ่งบอกถึงความเป็นโคลนนิ่งของปรากฏการณ์นี้และเป็นเครื่องหมายของโรคทางโลหิตวิทยา นักวิทยาศาสตร์วิเคราะห์ผลการสำรวจผู้ป่วยชาย 2,896 รายที่สังเกตระหว่างปี 1996 ถึง 2007 ศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างจำนวน (เป็นเปอร์เซ็นต์) ของเซลล์ที่ไม่มีโครโมโซม Y และอายุของผู้ป่วย พบการสูญเสียโครโมโซมในคน 142 คน ในจำนวนนี้ มีผู้ป่วยโรคไมอีลอยด์ 16 ราย, AML 2 ราย และ MDS 14 ราย ได้ข้อสรุปแล้ว การสูญเสียโครโมโซม Y ส่วนใหญ่เป็นปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับอายุซึ่งมีความสัมพันธ์อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติกับกรณีของ AML/MDS ซึ่งหมายความว่าความบกพร่องในเซลล์ไขกระดูกที่มีการแบ่งตัวสามารถทำให้เกิด AML/MDS ได้

Phagocytosis ของเซลล์ที่มีความคลาดเคลื่อน—การป้องกันมะเร็ง?

เราพูดคุยกันมากมายเกี่ยวกับเซลล์ที่ถูกทำลายเพราะ... โครโมโซมเสียหาย แต่คำถามเกิดขึ้น: ร่างกายตอบสนองต่อเซลล์ที่เสียหายหรือไม่? ถ้าเป็นเช่นนั้นอย่างไร? และกระบวนการดังกล่าวมีความสำคัญอย่างไร? บางทีอาจจะพบคำตอบที่แน่นอนสำหรับคำถามเหล่านี้และคำถามอื่น ๆ ในไม่ช้า

เมื่อเร็ว ๆ นี้บทความของนักวิทยาศาสตร์หนุ่ม Vasily Manskikh ได้รับการตีพิมพ์ซึ่งในบางครั้งทำให้เกิดความกระฉับกระเฉงในแวดวงวิทยาศาสตร์ของมอสโก บทความนี้มีชื่อว่า "สมมติฐาน: Phagocytosis ของเซลล์ที่ผิดปกติช่วยปกป้องสัตว์มีกระดูกสันหลังที่มีอายุยืนยาวจากเนื้องอก" กลไกที่เป็นไปได้ในการป้องกันการเกิดมะเร็งและการก่อตัวของเนื้องอกที่เกิดขึ้นเองในสัตว์มีกระดูกสันหลังที่มีอายุยืนยาวกำลังถูกหารือโดยชุมชนวิทยาศาสตร์ คิดว่ากลไกเหล่านี้เกี่ยวข้องกับฟาโกไซโตซิสและการกำจัด (นั่นคือ การกำจัด) เซลล์ที่เสียหาย รวมถึงวิถีทางที่ขึ้นกับ DNA-โปรตีนไคเนสและขึ้นอยู่กับ - เช่นเดียวกับลิแกนด์สำหรับตัวรับขยะและตัวรับที่คล้ายค่าผ่านทาง การยืนยันการทดลองของสมมติฐานนี้อยู่ระหว่างการพัฒนา

Aneuploidy ในเม็ดเลือดขาวของคนอายุหนึ่งร้อยปี

ตอนนี้ไม่ต้องสงสัยเลยว่าจำนวนเซลล์ที่มีความผิดปกติของโครโมโซมจะเพิ่มขึ้นตามอายุ ปัญหาภาวะโลหิตจางในคนอายุเกินร้อยปี (อายุมากกว่า 80 ปี) กลายเป็นหัวข้อวิจัยโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวจอร์เจียที่นำโดย Lezhava พวกเขาวิเคราะห์เชิงปริมาณการจัดเรียงโครโมโซมใหม่และความสัมพันธ์ระหว่าง aneuploidy "เหนี่ยวนำ" และ "ธรรมชาติ" ในผู้ที่มีอายุ 80 ถึง 114 ปีโดยใช้ karyotyping ศึกษาคาริโอไทป์ 1,136 ตัวจากการเพาะเลี้ยงลิมโฟไซต์ 40 เซลล์ที่เติบโตจากลิมโฟไซต์ของผู้บริจาค 40 ราย (ชาย 26 รายและหญิง 14 ราย) มีการใช้คาริโอไทป์ 964 ตัวจากผู้บริจาคที่มีสุขภาพดี 48 รายที่มีอายุระหว่าง 20 ถึง 48 ปีเป็นตัวควบคุม ผลการศึกษาพบว่าภาวะเม็ดเลือดแดงอุดตันตามธรรมชาติพบได้บ่อยในผู้หญิง และภาวะเม็ดเลือดแดงอุดตันที่เกิดจากเม็ดเลือดแดงมักพบในผู้ชายมากกว่า ปัญหาของภาวะโลหิตจางตามธรรมชาติในผู้ชายยังไม่ชัดเจนเราหวังได้เพียงว่านักวิทยาศาสตร์จะยังคงทำงานในทิศทางที่น่าสนใจนี้ต่อไป

ก้าวบนเส้นทางสู่มะเร็ง

การศึกษาล่าสุดชิ้นหนึ่งที่ใช้การจัดลำดับยังพบว่ามีการกลายพันธุ์แบบเงียบๆ 1,700 ครั้งในยีนที่นำไปสู่มะเร็งเต้านมหรือมะเร็งลำไส้ใหญ่ ในตัวอย่างมะเร็งเต้านมเพียง 11 ตัวอย่าง และตัวอย่างมะเร็งลำไส้ใหญ่ 11 ตัวอย่าง สิ่งนี้พิสูจน์ได้ว่า ความไม่แน่นอนของจีโนมเป็นสัญญาณของเซลล์มะเร็ง - นักวิทยาศาสตร์จำนวนมากทั่วโลกกำลังศึกษาปัญหานี้ รวมถึง Reinhard Stindl จากภาควิชาชีววิทยาโมเลกุลและเซลล์ที่มหาวิทยาลัยเบิร์กลีย์ ซึ่งเป็นหัวข้อในบทความของเขาเรื่อง "ขั้นตอนบนเส้นทางสู่มะเร็ง"
ความหลากหลายของการเปลี่ยนแปลงจีโนมไม่เป็นไปตามกฎของ "ความสัมพันธ์ระหว่างจีโนไทป์-ฟีโนไทป์" เพราะ ตัวอย่างเนื้องอกที่แตกต่างกันซึ่งอยู่ในประเภทเนื้อเยื่อเดียวกันแสดงการกลายพันธุ์และความผิดปกติของโครโมโซมที่แตกต่างกันในผู้ป่วยแต่ละราย Stindl เสนอแบบจำลองน้ำตกของการก่อมะเร็ง - ลองพิจารณาดูครับ
1) การสร้างเนื้อเยื่อใหม่ขึ้นอยู่กับการเพิ่มจำนวนและการกระตุ้นเซลล์ต้นกำเนิดตามลำดับ การพังทลายของเทโลเมียร์ซ้ำ (เช่น การทำให้เทโลเมียร์สั้นลงในแต่ละส่วน) จะจำกัดอายุขัยของผู้ใหญ่และเห็นได้ชัดใน (M1)
2) นอกจากนี้ การสูญเสียเนื้อเยื่อเฉพาะที่หรืออายุที่มากขึ้นอาจทำให้เกิดการกระตุ้นการทำงานของสเต็มเซลล์ที่มีข้อบกพร่อง M1
3) การแพร่กระจายของเซลล์เหล่านี้ขยายออกไปเมื่อเวลาผ่านไปทำให้เกิดความไม่แน่นอนของจีโนมและความผิดปกติของโครโมโซม (aneuploidy)
ขั้นตอนข้างต้นบางขั้นตอนได้รับการอธิบายไว้ในวรรณกรรมแล้ว แต่ ทฤษฎีนี้แตกต่างจากทฤษฎีทั่วไป โดยให้คำอธิบายว่าความเสียหายของจีโนมแสดงออกมาในระดับอีพีเจเนติกส์อย่างไร ผลจากภาวะแอนอัพลอยด์ ทำให้ยีนจำนวนมากไม่สามารถกระตุ้นได้โดยการปรับเปลี่ยนรูปแบบเมทิลเลชั่น นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไม ฟีโนไทป์ของเนื้อเยื่อมะเร็งถูกกำหนดโดยอีพิเจเนติก “การจับกุม” ของเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อ ซึ่งเปิดโอกาสให้พวกมันแพร่กระจาย รุกราน และการแพร่กระจาย. แบบจำลองใหม่นี้รวมปัจจัยทางพันธุกรรมและอีพีเจเนติกส์เข้าด้วยกันเพื่ออธิบายความหลากหลายของความเสียหายของจีโนมที่พบในเซลล์มะเร็ง

สรุปแล้ว

ดังที่เราค้นพบจากการศึกษาเนื้อหาเกี่ยวกับความผิดปกติของโครโมโซม ในขณะนี้ มีสิ่งหนึ่งอย่างไม่ต้องสงสัย ความผิดปกติของโรโมโซม (เช่น ความไม่แน่นอนของจีโนม) นำไปสู่การแก่ชราและโรคที่เกี่ยวข้องกับอายุ - แต่ความผิดปกติของโครโมโซมยังเป็นสัญญาณที่แม่นยำของเซลล์และสิ่งมีชีวิตที่แก่ชรา ดังนั้นคำถามที่ว่าการแก่ชราหรือความผิดปกติยังคงเป็นประเด็นหลักอยู่หรือไม่ แม้ว่าโรคที่เกี่ยวข้องกับอายุจะได้รับการพิจารณาแล้วว่าสาเหตุของโรคอาจเป็นความไม่แน่นอนของจีโนม
หัวข้อนี้น่าสนใจและสำคัญต่อการหาวิธีรักษาความชราอย่างแน่นอน นอกจากนี้ยังมี "แบบจำลองทางธรรมชาติ" ของความสัมพันธ์ระหว่างความผิดปกติของโครโมโซมและความชรา - เด็กที่มี progeria การสังเกตและศึกษาทารกเหล่านี้ไม่เพียงแต่ช่วยให้สามารถรักษาโรคร้ายของพวกเขาได้เท่านั้น แต่ยังช่วยรักษาความชราด้วยเพราะ โพรจีเรียและโรคที่คล้ายกัน ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น ถือเป็นแบบจำลองของการแก่ชราตามธรรมชาติในระดับหนึ่ง
อีกทิศทางหนึ่งอาจเป็นการศึกษาเกี่ยวกับผู้ที่มีอายุมากกว่าร้อยปีซึ่งคล้ายกับงานของนักวิทยาศาสตร์ชาวจอร์เจียซึ่งเราได้กล่าวถึงข้างต้น แต่งานนี้ต้องเจาะลึก นักวิทยาศาสตร์จากทั่วโลกต้องมีส่วนร่วม และต้องศึกษาตัวแทนไม่ใช่แค่ประชากรกลุ่มเดียว แต่หลายคน การเปรียบเทียบผลลัพธ์ระหว่างประชากรกับการวิเคราะห์ที่ครอบคลุมด้านพันธุกรรมและอีพีเจเนติกส์ของความไม่แน่นอนของจีโนมก็มีความสำคัญเช่นกัน
การศึกษาเหล่านี้จะช่วยต่อสู้กับความชราได้อย่างแน่นอน และยังให้ความหวังแก่ผู้ป่วยโรคมะเร็งหลายพันรายซึ่งเป็นผลมาจากความผิดปกติของโครโมโซม

การกลายพันธุ์ของโครโมโซม (การจัดเรียงใหม่หรือความผิดปกติ)- สิ่งเหล่านี้คือการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของโครโมโซมที่สามารถระบุและศึกษาได้ภายใต้กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง.

รู้จักการจัดเรียงประเภทต่างๆ:

1. การขาดแคลนหรือ การต่อต้าน,- การสูญเสียส่วนปลายของโครโมโซม
2. การลบ- การสูญเสียส่วนหนึ่งของโครโมโซมในส่วนตรงกลาง
3. การทำสำเนา -การทำซ้ำของยีนสองครั้งหรือหลายครั้งในพื้นที่เฉพาะของโครโมโซม
4. การผกผัน- การหมุนของส่วนโครโมโซม 180° ซึ่งเป็นผลมาจากการที่ยีนในส่วนนี้อยู่ในลำดับย้อนกลับเมื่อเปรียบเทียบกับยีนปกติ
5. การโยกย้าย- การเปลี่ยนแปลงตำแหน่งของส่วนใดส่วนหนึ่งของโครโมโซมในชุดโครโมโซม ประเภทของการโยกย้ายที่พบบ่อยที่สุดคือการสลับตำแหน่ง โดยบริเวณจะมีการแลกเปลี่ยนระหว่างโครโมโซมที่ไม่คล้ายคลึงกันสองตัว

ส่วนของโครโมโซมสามารถเปลี่ยนตำแหน่งได้โดยไม่ต้องแลกเปลี่ยนซึ่งกันและกัน คงอยู่ในโครโมโซมเดียวกันหรือรวมอยู่ในโครโมโซมอื่น ที่และ ข้อบกพร่องการลบการทำซ้ำ ปริมาณของสารพันธุกรรมเปลี่ยนแปลงไป ระดับของการเปลี่ยนแปลงฟีโนไทป์ขึ้นอยู่กับขนาดของบริเวณโครโมโซมที่สอดคล้องกัน และดูว่าบริเวณเหล่านั้นมียีนที่สำคัญหรือไม่ ตัวอย่างของข้อบกพร่องเป็นที่รู้จักในสิ่งมีชีวิตหลายชนิด รวมทั้งมนุษย์ด้วย โรคทางพันธุกรรมที่รุนแรง- กลุ่มอาการ "เสียงร้องของแมว"

(ตั้งชื่อตามลักษณะของเสียงที่ทารกป่วย) เกิดจากภาวะเฮเทอโรไซโกซิตี้จากการขาดโครโมโซมที่ 5 กลุ่มอาการนี้มาพร้อมกับความบกพร่องในการเติบโตอย่างรุนแรงและภาวะปัญญาอ่อน เด็กที่เป็นโรคนี้มักจะเสียชีวิตเร็ว แต่บางคนก็รอดชีวิตได้การกลายพันธุ์ของจีโนม - การเปลี่ยนแปลงจำนวนโครโมโซมในจีโนมของเซลล์ร่างกาย ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นในสองทิศทาง: ไปสู่การเพิ่มจำนวนชุดเดี่ยวทั้งชุด(โพลีพลอยด์) และต่อการสูญเสียหรือรวมโครโมโซมแต่ละตัวเข้าด้วยกัน

โพลิพลอยด์- เพิ่มขึ้นหลายเท่าในชุดโครโมโซมเดี่ยว เซลล์ที่มีชุดโครโมโซมเดี่ยวจำนวนต่างกันเรียกว่า triploid (3n), tetraploid (4n), hexanloid (6n), octaploid (8n) เป็นต้น

ส่วนใหญ่แล้วโพลีพลอยด์จะเกิดขึ้นเมื่อลำดับของความแตกต่างของโครโมโซมไปยังขั้วของเซลล์ถูกรบกวนระหว่างไมโอซิสหรือไมโทซิส อาจเกิดจากปัจจัยทางกายภาพและเคมี สารเคมี เช่น โคลชิซีน ยับยั้งการก่อตัวของไมโทติสสปินเดิลในเซลล์ที่เริ่มแบ่งตัว ซึ่งส่งผลให้โครโมโซมที่ทำซ้ำไม่แยกจากกัน และเซลล์กลายเป็นจัตุรมุข

สำหรับพืชหลายชนิดที่เรียกว่า ซีรีส์โพลีพลอยด์ประกอบด้วยแบบฟอร์มตั้งแต่ 2 ถึง 10n และอีกมากมาย ตัวอย่างเช่น ชุดโพลีพลอยด์ที่มีชุดโครโมโซม 12, 24, 36, 48, 60, 72, 96, 108 และ 144 ประกอบด้วยตัวแทนของพืชสกุล Solanum สกุลข้าวสาลี (Triticum) หมายถึงอนุกรมที่มีสมาชิกมีโครโมโซม 34, 28 และ 42 โครโมโซม

โพลิพลอยด์ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในลักษณะของสิ่งมีชีวิต และดังนั้นจึงเป็นสาเหตุสำคัญของการเปลี่ยนแปลงในการวิวัฒนาการและการคัดเลือก โดยเฉพาะในพืช นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่ากระเทย (การผสมเกสรด้วยตนเอง), apomixis (การแบ่งส่วน) และการขยายพันธุ์พืชนั้นแพร่หลายมากในสิ่งมีชีวิตพืช ดังนั้นประมาณหนึ่งในสามของพันธุ์พืชที่พบได้ทั่วไปบนโลกของเราจึงเป็นโพลีพลอยด์และในสภาพทวีปที่รุนแรงของปาเมียร์บนภูเขาสูงโพลีพลอยด์มากถึง 85% จะเติบโต พืชที่ปลูกเกือบทั้งหมดก็เป็นโพลิพลอยด์ซึ่งมีดอก ผลไม้ และเมล็ดพืชที่ใหญ่กว่า และมีสารอาหารสะสมอยู่ในอวัยวะจัดเก็บ (ลำต้น หัว) มากขึ้น โพลิพลอยด์ปรับตัวเข้ากับสภาพความเป็นอยู่ที่ไม่เอื้ออำนวยได้ง่ายขึ้น และทนต่ออุณหภูมิต่ำและความแห้งแล้งได้ง่ายขึ้น ด้วยเหตุนี้จึงแพร่หลายไปในพื้นที่ภาคเหนือและภูเขาสูง

พื้นฐานของการเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วของผลผลิตของพืชที่ปลูกในรูปแบบโพลีพลอยด์คือปรากฏการณ์ โพลีเมอร์.

อนูพลอยดี,หรือ เฮเทอโรพลอยด์,- ปรากฏการณ์ที่เซลล์ของร่างกายมีจำนวนโครโมโซมที่เปลี่ยนแปลงไปซึ่งไม่ใช่จำนวนเท่าของชุดเดี่ยว Aneuploids เกิดขึ้นเมื่อโครโมโซมคล้ายคลึงกันแต่ละตัวไม่แยกจากกันหรือสูญหายระหว่างไมโทซิสและไมโอซิส อันเป็นผลมาจากการไม่แยกตัวของโครโมโซมในระหว่างการสร้างเซลล์สืบพันธุ์ เซลล์สืบพันธุ์ที่มีโครโมโซมเพิ่มเติมสามารถเกิดขึ้นได้ จากนั้นเมื่อรวมกับเซลล์สืบพันธุ์เดี่ยวปกติในภายหลัง พวกมันจะก่อตัวเป็นไซโกต 2n + 1 (ไตรโซมิก)บนโครโมโซมจำเพาะ หากมีโครโมโซมน้อยกว่าหนึ่งอันใน gamete การปฏิสนธิที่ตามมาจะนำไปสู่การก่อตัวของไซโกต 1n - 1 (โมโนโซมิก)บนโครโมโซมใดๆ นอกจากนี้ยังมีแบบฟอร์ม 2n - 2 หรือ นัลลิโซมิกส์,เนื่องจากไม่มีโครโมโซมที่คล้ายคลึงกันคู่หนึ่งและ 2n + เอ็กซ์,หรือ โพลีโซมิกส์

Aneuploids พบได้ในพืชและสัตว์ เช่นเดียวกับในมนุษย์ พืช Aneuploid มีความมีชีวิตและความอุดมสมบูรณ์ต่ำ และในมนุษย์ปรากฏการณ์นี้มักจะนำไปสู่การมีบุตรยาก และในกรณีเหล่านี้จะไม่ได้รับการถ่ายทอดทางพันธุกรรม ในเด็กที่เกิดจากมารดาอายุเกิน 38 ปี ความน่าจะเป็นของภาวะเม็ดเลือดแดงเพิ่มขึ้น (มากถึง 2.5%) นอกจากนี้กรณีของภาวะโลหิตจางในมนุษย์ทำให้เกิดโรคโครโมโซม

ในสัตว์ที่ต่างกันทั้งภายใต้สภาพธรรมชาติและเทียม โพลิพลอยด์นั้นหายากมาก นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าโพลีพลอยด์ซึ่งทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอัตราส่วนของโครโมโซมเพศและออโตโซมทำให้เกิดการหยุดชะงักของการผันคำกริยาของโครโมโซมที่คล้ายคลึงกันและทำให้การกำหนดเพศมีความซับซ้อน เป็นผลให้แบบฟอร์มดังกล่าวกลายเป็นหมันและทำงานได้น้อยลง

ร่างกายมนุษย์เป็นระบบที่ซับซ้อนซึ่งมีการควบคุมกิจกรรมในระดับต่างๆ ในเวลาเดียวกัน สารบางชนิดต้องมีส่วนร่วมในกระบวนการทางชีวเคมีเฉพาะเพื่อให้เซลล์ อวัยวะ และระบบทั้งหมดสามารถทำงานได้อย่างเหมาะสม และสำหรับสิ่งนี้คุณต้องวางรากฐานที่ถูกต้อง เช่นเดียวกับอาคารหลายชั้นที่ไม่สามารถยืนหยัดได้หากไม่มีรากฐานที่เตรียมไว้อย่างเหมาะสม “อาคาร” ของร่างกายมนุษย์จำเป็นต้องมีการถ่ายทอดวัสดุทางพันธุกรรมที่ถูกต้อง มันเป็นรหัสพันธุกรรมที่ฝังอยู่ในนั้นซึ่งควบคุมการพัฒนาของเอ็มบริโอ ช่วยให้ปฏิสัมพันธ์ทั้งหมดก่อตัวและกำหนดการดำรงอยู่ตามปกติของบุคคล

อย่างไรก็ตาม ในบางกรณี ข้อผิดพลาดจะปรากฏในข้อมูลทางพันธุกรรม พวกเขาสามารถเกิดขึ้นได้ที่ระดับของยีนแต่ละตัวหรือเกี่ยวข้องกับความสัมพันธ์ขนาดใหญ่ของพวกเขา การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวเรียกว่าการกลายพันธุ์ของยีน ในบางสถานการณ์ ปัญหาเกี่ยวข้องกับโครโมโซมทั้งหมด ซึ่งก็คือหน่วยโครงสร้างของเซลล์ ดังนั้นจึงเรียกว่าการกลายพันธุ์ของโครโมโซม โรคทางพันธุกรรมที่เกิดขึ้นเนื่องจากการรบกวนชุดโครโมโซมหรือโครงสร้างของโครโมโซมเรียกว่าโครโมโซม

โดยปกติแต่ละเซลล์ของร่างกายจะมีจำนวนโครโมโซมเท่ากันและจับคู่กับยีนเดียวกัน ในมนุษย์ ครบชุดประกอบด้วย 23 คู่ และเฉพาะในเซลล์สืบพันธุ์ แทนที่จะเป็น 46 โครโมโซม กลับมีจำนวนเพียงครึ่งหนึ่ง นี่เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อว่าในระหว่างกระบวนการปฏิสนธิเมื่ออสุจิและไข่รวมกันจะได้ยีนที่จำเป็นทั้งหมดรวมกันอย่างสมบูรณ์ ยีนมีการกระจายไปตามโครโมโซมไม่ใช่แบบสุ่ม แต่อยู่ในลำดับที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัด ในขณะเดียวกัน ลำดับเชิงเส้นยังคงเหมือนเดิมสำหรับทุกคน

อย่างไรก็ตามในระหว่างการก่อตัวของเซลล์สืบพันธุ์ "ข้อผิดพลาด" ต่างๆ ก็สามารถเกิดขึ้นได้ ผลจากการกลายพันธุ์ทำให้จำนวนโครโมโซมหรือโครงสร้างของโครโมโซมเปลี่ยนไป ด้วยเหตุนี้ หลังจากการปฏิสนธิ ไข่อาจมีปริมาณโครโมโซมมากเกินไปหรือในทางกลับกันไม่เพียงพอ เนื่องจากความไม่สมดุล กระบวนการพัฒนาของเอ็มบริโอจึงหยุดชะงัก ซึ่งอาจนำไปสู่การแท้งบุตร การคลอดบุตรเอง หรือการพัฒนาของโรคโครโมโซมทางพันธุกรรม

สาเหตุของโรคโครโมโซม

ปัจจัยสาเหตุของโรคโครโมโซมรวมถึงการกลายพันธุ์ของโครโมโซมทุกประเภท นอกจากนี้ การกลายพันธุ์ของจีโนมบางอย่างก็สามารถให้ผลที่คล้ายกันได้เช่นกัน

ในมนุษย์ การลบออก การทำซ้ำ การโยกย้าย และการผกผันเกิดขึ้น กล่าวคือ การกลายพันธุ์ทุกประเภท ด้วยการลบและทำซ้ำ ข้อมูลทางพันธุกรรมจะปรากฏในปริมาณที่ไม่เพียงพอและมากเกินไปตามลำดับ เนื่องจากวิธีการสมัยใหม่สามารถตรวจจับการไม่มีสารพันธุกรรมได้แม้แต่ส่วนเล็กๆ (ในระดับยีน) จึงแทบเป็นไปไม่ได้เลยที่จะกำหนดขอบเขตที่ชัดเจนระหว่างโรคทางพันธุกรรมและโครโมโซม

การโยกย้ายคือการแลกเปลี่ยนสารพันธุกรรมที่เกิดขึ้นระหว่างโครโมโซมแต่ละตัว กล่าวอีกนัยหนึ่ง ส่วนหนึ่งของลำดับทางพันธุกรรมจะเคลื่อนไปยังโครโมโซมที่ไม่คล้ายคลึงกัน ในบรรดาการโยกย้าย มีกลุ่มสำคัญสองกลุ่มที่มีความโดดเด่น: ซึ่งกันและกันและโรเบิร์ตโซเนียน

การโยกย้ายในลักษณะตอบแทนโดยไม่สูญเสียพื้นที่ที่เกี่ยวข้องเรียกว่าสมดุล เช่นเดียวกับการผกผันไม่ทำให้สูญเสียข้อมูลยีนดังนั้นจึงไม่นำไปสู่ผลทางพยาธิวิทยา อย่างไรก็ตาม ด้วยการมีส่วนร่วมเพิ่มเติมของโครโมโซมดังกล่าวในกระบวนการข้ามและลดจำนวนเซลล์สืบพันธุ์ที่มีชุดที่ไม่สมดุลและชุดของยีนที่ไม่เพียงพอสามารถเกิดขึ้นได้ การมีส่วนร่วมในกระบวนการปฏิสนธินำไปสู่การพัฒนากลุ่มอาการทางพันธุกรรมบางอย่างในลูกหลาน

การโยกย้ายของ Robertsonian นั้นมีลักษณะเฉพาะโดยการมีส่วนร่วมของโครโมโซมอะโครเซนตริกสองตัว ในระหว่างกระบวนการ แขนสั้นจะสูญหายไป ในขณะที่แขนยาวจะยังคงอยู่ จากโครโมโซมเริ่มแรก 2 โครโมโซม จะเกิดโครโมโซมแข็งเมตาเซนตริกหนึ่งอันขึ้นมา แม้จะมีการสูญเสียส่วนหนึ่งของสารพันธุกรรม แต่การพัฒนาของโรคในกรณีนี้มักจะไม่เกิดขึ้นเนื่องจากการทำงานของพื้นที่ที่สูญเสียไปจะได้รับการชดเชยโดยยีนที่คล้ายกันในโครโมโซมอะโครเซนตริกที่เหลืออีก 8 โครโมโซม

ด้วยการลบเทอร์มินัล (นั่นคือเมื่อสูญเสียไปแล้ว) โครโมโซมวงแหวนสามารถก่อตัวได้ พาหะของมันซึ่งได้รับยีนดังกล่าวจากพ่อแม่คนใดคนหนึ่ง มีภาวะ monosomy บางส่วนในส่วนปลาย เมื่อเกิดการแตกหักผ่านเซนโทรเมียร์ ไอโซโครโมโซมสามารถเกิดขึ้นได้ด้วยแขนที่เหมือนกันในชุดของยีน (พวกมันจะแตกต่างกันในโครโมโซมปกติ)

ในบางกรณี ความผิดปกติของผู้ปกครองฝ่ายเดียวอาจเกิดขึ้นได้ มันจะเกิดขึ้นหากไทรโซมีเกิดขึ้นระหว่างการไม่แยกโครโมโซมและการปฏิสนธิ และหลังจากนั้นโครโมโซมหนึ่งในสามโครโมโซมจะถูกลบออก ขณะนี้ยังไม่มีการศึกษากลไกของปรากฏการณ์นี้ อย่างไรก็ตาม ผลก็คือ สำเนาโครโมโซมของแม่คนที่สองจำนวน 2 ชุดจะปรากฏในชุดโครโมโซม ในขณะที่ข้อมูลทางพันธุกรรมบางส่วนจากแม่คนที่สองจะสูญหายไป

การบิดเบือนชุดโครโมโซมที่หลากหลายทำให้เกิดโรคได้หลากหลายรูปแบบ

มีหลักการพื้นฐานสามประการที่ช่วยให้คุณสามารถจำแนกพยาธิสภาพของโครโมโซมที่เกิดขึ้นได้อย่างแม่นยำ การปฏิบัติตามข้อกำหนดดังกล่าวเป็นการบ่งชี้รูปแบบการเบี่ยงเบนที่ชัดเจน

ตามหลักการแรกจำเป็นต้องกำหนดลักษณะของการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมหรือโครโมโซมและจำเป็นต้องระบุโครโมโซมเฉพาะให้ชัดเจนด้วย ตัวอย่างเช่น อาจเป็นไตรโซมีแบบธรรมดา 21 หรือทริปลอยด์ การรวมกันของโครโมโซมแต่ละตัวและประเภทของการกลายพันธุ์จะเป็นตัวกำหนดรูปแบบของพยาธิวิทยาของโครโมโซม การปฏิบัติตามหลักการนี้ ทำให้สามารถระบุได้อย่างแม่นยำว่าหน่วยโครงสร้างใดมีการเปลี่ยนแปลง และยังสามารถค้นหาว่ามีการบันทึกวัสดุโครโมโซมที่เกินหรือขาดหรือไม่ วิธีการนี้มีประสิทธิภาพมากกว่าการจำแนกตามอาการทางคลินิกเนื่องจากการเบี่ยงเบนหลายอย่างทำให้เกิดความผิดปกติของพัฒนาการที่คล้ายคลึงกันของร่างกาย

ตามหลักการที่สองจำเป็นต้องกำหนดชนิดของเซลล์ที่เกิดการกลายพันธุ์ - ไซโกตหรือเซลล์สืบพันธุ์ การกลายพันธุ์ในเซลล์สืบพันธุ์ทำให้เกิดโรคโครโมโซมในรูปแบบที่สมบูรณ์ แต่ละเซลล์ในร่างกายจะมีสำเนาของสารพันธุกรรมที่มีความผิดปกติของโครโมโซม หากความผิดปกติเกิดขึ้นในภายหลัง ในระยะไซโกต หรือระหว่างการแตกตัว การกลายพันธุ์จะถูกจัดประเภทเป็นร่างกาย ในกรณีนี้ เซลล์บางส่วนได้รับสารพันธุกรรมดั้งเดิม และบางส่วนมีชุดโครโมโซมที่เปลี่ยนแปลงไป สามารถมีชุดสองประเภทขึ้นไปในร่างกายพร้อมกันได้ การรวมกันของพวกมันมีลักษณะคล้ายโมเสกซึ่งเป็นเหตุให้โรครูปแบบนี้เรียกว่าโมเสก หากมีเซลล์มากกว่า 10% ที่มีชุดโครโมโซมที่เปลี่ยนแปลงอยู่ในร่างกาย ภาพทางคลินิกจะเกิดซ้ำในรูปแบบเต็ม

ตามหลักการข้อที่สาม จะมีการระบุรุ่นที่เกิดการกลายพันธุ์ครั้งแรก หากมีการเปลี่ยนแปลงใน gametes ของพ่อแม่ที่มีสุขภาพดีก็แสดงว่ามีกรณีประปราย หากมีอยู่แล้วในร่างกายของมารดาหรือบิดา เรากำลังพูดถึงรูปแบบที่สืบทอดมา สัดส่วนที่มีนัยสำคัญของโรคโครโมโซมที่สืบทอดมานั้นเกิดจากการโยกย้ายของโรเบิร์ตโซเนียน การผกผัน และการโยกย้ายซึ่งกันและกันอย่างสมดุล ในระหว่างกระบวนการไมโอซิสสามารถนำไปสู่การก่อตัวของการรวมกันทางพยาธิวิทยาได้

การวินิจฉัยที่แม่นยำโดยสมบูรณ์บ่งบอกว่าประเภทของการกลายพันธุ์ โครโมโซมที่ได้รับผลกระทบได้ถูกสร้างขึ้น ลักษณะของโรคที่สมบูรณ์หรือโมเสคได้รับการชี้แจง และการถ่ายทอดทางพันธุกรรมหรือการเกิดที่เกิดขึ้นประปรายได้ถูกสร้างขึ้น ข้อมูลที่จำเป็นสำหรับสิ่งนี้สามารถรับได้โดยการวินิจฉัยทางพันธุกรรมโดยใช้ตัวอย่างจากผู้ป่วยและในบางกรณีจากญาติของเขา

คำถามทั่วไป

การพัฒนาทางพันธุศาสตร์อย่างเข้มข้นในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมาทำให้สามารถพัฒนาพื้นที่แยกทางพยาธิวิทยาของโครโมโซมซึ่งค่อยๆ มีความสำคัญมากขึ้น บริเวณนี้ไม่เพียงรวมถึงโรคโครโมโซมเท่านั้น แต่ยังมีความผิดปกติต่าง ๆ ในระหว่างการพัฒนาของมดลูก (เช่นการแท้งบุตร) ปัจจุบันจำนวนความผิดปกติถึง 1,000 รูปแบบมากกว่าร้อยรูปแบบมีลักษณะเฉพาะด้วยภาพที่ถูกกำหนดทางคลินิกและเรียกว่ากลุ่มอาการ

โรคมีหลายกลุ่ม Triploidy เป็นภาวะที่เซลล์ของร่างกายมีสำเนาจีโนมเพิ่มเติม หากปรากฏโครโมโซมซ้ำกันเพียงโครโมโซมเดียว โรคดังกล่าวเรียกว่าไทรโซมี นอกจากนี้สาเหตุของการพัฒนาที่ผิดปกติของร่างกายอาจเป็นการลบออก (ส่วนของรหัสพันธุกรรมที่ถูกลบออก) การทำซ้ำ (ตามลำดับสำเนาของยีนหรือกลุ่มเพิ่มเติม) และข้อบกพร่องอื่น ๆ แพทย์ชาวอังกฤษ L. Down ในปี พ.ศ. 2409 บรรยายถึงโรคที่มีชื่อเสียงที่สุดชนิดหนึ่งในประเภทนี้ กลุ่มอาการที่มีชื่อของเขาเกิดขึ้นเมื่อมีโครโมโซม 21 สำเนาพิเศษ (trisomy 21) ไทรโซมบนโครโมโซมอื่นมักส่งผลให้แท้งหรือเสียชีวิตในวัยเด็กเนื่องมาจากความผิดปกติของพัฒนาการที่ร้ายแรง

ต่อมาพบกรณีของโครโมโซมเอกพจน์บนโครโมโซม X ในปี 1925 N.A. Shereshevsky และ G. Turner ในปี 1938 บรรยายถึงอาการของมัน Trisomy-XXY ซึ่งเกิดขึ้นในเพศชาย ได้รับการอธิบายโดย Klinefelter ในปี 1942

กรณีของโรคเหล่านี้กลายเป็นเป้าหมายแรกของการวิจัยในสาขานี้ หลังจากถอดรหัสสาเหตุของโรคทั้งสามที่ระบุไว้แล้ว ทิศทางของโรคโครโมโซมก็ปรากฏขึ้นจริง ในช่วงทศวรรษที่ 60 การศึกษาทางเซลล์พันธุศาสตร์เพิ่มเติมได้นำไปสู่การก่อตัวของเซลล์พันธุศาสตร์ทางคลินิก นักวิทยาศาสตร์ได้พิสูจน์ความเชื่อมโยงระหว่างความผิดปกติทางพยาธิวิทยากับการกลายพันธุ์ของโครโมโซม และยังได้รับข้อมูลทางสถิติเกี่ยวกับความถี่ของการกลายพันธุ์ในทารกแรกเกิดและในกรณีของการทำแท้งที่เกิดขึ้นเอง

ประเภทของความผิดปกติของโครโมโซม

ความผิดปกติของโครโมโซมอาจมีขนาดค่อนข้างใหญ่หรือเล็กก็ได้ วิธีการวิจัยเปลี่ยนแปลงไปขึ้นอยู่กับขนาดของพวกเขา ตัวอย่างเช่น การกลายพันธุ์แบบจุด การลบออก และการทำซ้ำที่เกี่ยวข้องกับบริเวณที่มีความยาวหนึ่งร้อยนิวคลีโอไทด์ไม่สามารถตรวจพบได้โดยใช้กล้องจุลทรรศน์ การระบุความผิดปกติของโครโมโซมโดยใช้วิธีการย้อมสีแบบดิฟเฟอเรนเชียลจะทำได้ก็ต่อเมื่อคำนวณขนาดของพื้นที่ที่ได้รับผลกระทบเป็นล้านนิวคลีโอไทด์ การกลายพันธุ์เล็กน้อยสามารถระบุได้โดยการสร้างลำดับนิวคลีโอไทด์เท่านั้น ตามกฎแล้วความผิดปกติที่ใหญ่กว่า (เช่นมองเห็นได้ภายใต้กล้องจุลทรรศน์) จะส่งผลต่อการทำงานของร่างกายมากขึ้น นอกจากนี้ความผิดปกติอาจส่งผลกระทบไม่เพียง แต่ยีนเท่านั้น แต่ยังรวมถึงส่วนหนึ่งของสารพันธุกรรมด้วยซึ่งหน้าที่ที่ยังไม่ได้ศึกษาอยู่ในขณะนี้

Monosomy เป็นความผิดปกติที่ส่งผลให้ไม่มีโครโมโซมตัวใดตัวหนึ่ง กรณีตรงกันข้ามคือ trisomy - การเพิ่มสำเนาพิเศษของโครโมโซมให้กับชุดมาตรฐาน 23 คู่ ดังนั้นจำนวนสำเนาของยีนที่ปกติปรากฏเป็นสองชุดก็เปลี่ยนแปลงไปด้วย เมื่อมี monosomy แสดงว่าขาดยีน ส่วน trisomy มีมากเกินไป หากความผิดปกติของโครโมโซมนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงในจำนวนของแต่ละส่วน แสดงว่า trisomy บางส่วนหรือ monosomy บางส่วน (เช่นที่แขน 13q)

นอกจากนี้ยังมีกรณีของความผิดปกติของผู้ปกครองฝ่ายเดียวด้วย ในกรณีนี้โครโมโซมที่คล้ายคลึงกันคู่หนึ่ง (หรือส่วนหนึ่งและส่วนหนึ่งคล้ายคลึงกัน) จะเข้าสู่ร่างกายจากผู้ปกครองคนใดคนหนึ่ง เหตุผลก็คือกลไกที่ยังไม่ได้สำรวจ ซึ่งสันนิษฐานว่าประกอบด้วยสองระยะ คือ การก่อตัวของไทรโซมี และการแยกโครโมโซมหนึ่งในสามออกจากกัน ผลกระทบของความผิดปกติของผู้ปกครองฝ่ายเดียวอาจมีน้อยหรือมีนัยสำคัญก็ได้ ความจริงก็คือถ้ามีอัลลีลกลายพันธุ์แบบถอยบนโครโมโซมที่เหมือนกัน มันก็จะปรากฏตัวออกมาโดยอัตโนมัติ ในเวลาเดียวกันผู้ปกครองที่ได้รับโครโมโซมที่มีการกลายพันธุ์อาจไม่มีปัญหาสุขภาพเนื่องจากยีนเฮเทอโรไซโกซิตี้

เนื่องจากสารพันธุกรรมมีความสำคัญสูงในทุกขั้นตอนของการพัฒนาสิ่งมีชีวิต แม้แต่ความผิดปกติเล็กๆ น้อยๆ ก็อาจทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ในกิจกรรมที่ประสานกันของยีนได้ ท้ายที่สุดแล้ว การทำงานร่วมกันของพวกเขาได้รับการขัดเกลามาตลอดระยะเวลาหลายล้านปีแห่งวิวัฒนาการ ไม่น่าแปลกใจเลยที่ผลที่ตามมาจากการกลายพันธุ์ดังกล่าวมักจะเริ่มปรากฏให้เห็นในระดับเซลล์สืบพันธุ์ สิ่งเหล่านี้มีผลกระทบอย่างมากต่อผู้ชาย เนื่องจากในบางจุดตัวอ่อนจะต้องเปลี่ยนเส้นทางการพัฒนาจากเพศหญิงไปเป็นเพศชาย หากกิจกรรมของยีนที่เกี่ยวข้องไม่เพียงพอ จะเกิดการเบี่ยงเบนต่าง ๆ เกิดขึ้น รวมถึงกระเทยด้วย

การศึกษาผลกระทบของความผิดปกติของโครโมโซมครั้งแรกเริ่มขึ้นในช่วงทศวรรษที่ 60 หลังจากที่ลักษณะโครโมโซมของโรคบางชนิดได้ถูกสร้างขึ้น เราสามารถแยกแยะผลกระทบที่เกี่ยวข้องกันกลุ่มใหญ่ๆ ได้เป็น 2 กลุ่มโดยประมาณ ได้แก่ ความพิการแต่กำเนิด และการเปลี่ยนแปลงที่ทำให้เกิดการเสียชีวิต วิทยาศาสตร์สมัยใหม่มีข้อมูลว่าความผิดปกติของโครโมโซมเริ่มปรากฏให้เห็นแล้วในระยะไซโกต ผลกระทบร้ายแรงในกรณีนี้เป็นหนึ่งในสาเหตุหลักของการเสียชีวิตของทารกในครรภ์ (ตัวบ่งชี้ในมนุษย์นี้ค่อนข้างสูง)

ความผิดปกติของโครโมโซมคือการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของวัสดุโครโมโซม อาจเกิดขึ้นได้เป็นระยะๆ หรือสามารถถ่ายทอดทางพันธุกรรมได้ สาเหตุที่แน่ชัดว่าทำไมจึงปรากฏไม่ชัดเจน นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าการกลายพันธุ์เหล่านี้บางส่วนรับผิดชอบต่อปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมต่างๆ (เช่น สารออกฤทธิ์ทางเคมี) ที่ส่งผลต่อเอ็มบริโอหรือแม้แต่ไซโกต ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจก็คือ ความผิดปกติของโครโมโซมส่วนใหญ่มักเกี่ยวข้องกับโครโมโซมที่เอ็มบริโอได้รับจากพ่อ

สัดส่วนที่มีนัยสำคัญของความผิดปกติของโครโมโซมนั้นพบได้น้อยมากและถูกค้นพบเพียงครั้งเดียว ขณะเดียวกัน คนอื่นๆ บ้างก็ค่อนข้างจะธรรมดา แม้แต่ในหมู่คนที่ไม่เกี่ยวข้องกันก็ตาม ตัวอย่างเช่น การโยกย้ายของบริเวณเซนโตรเมอร์หรือบริเวณที่อยู่ติดกันของโครโมโซม 13 และ 14 เป็นที่แพร่หลาย การสูญเสียโครมาตินแขนสั้นที่ไม่ใช้งานแทบไม่มีผลกระทบต่อสุขภาพ ด้วยการโยกย้ายแบบโรเบิร์ตโซเนียนที่คล้ายกัน โครโมโซม 45 โครโมโซมจะจบลงในคาริโอไทป์

ประมาณสองในสามของความผิดปกติของโครโมโซมทั้งหมดที่พบในทารกแรกเกิดจะได้รับการชดเชยด้วยยีนอื่นๆ ด้วยเหตุนี้จึงไม่เป็นภัยคุกคามร้ายแรงต่อพัฒนาการปกติของเด็ก หากไม่สามารถชดเชยความผิดปกติได้ พัฒนาการบกพร่องจะเกิดขึ้น บ่อยครั้งที่ตรวจพบความผิดปกติที่ไม่สมดุลดังกล่าวในผู้ป่วยที่มีภาวะปัญญาอ่อนและความพิการ แต่กำเนิดอื่น ๆ รวมถึงในทารกในครรภ์หลังการทำแท้งโดยธรรมชาติ

มีความผิดปกติที่ได้รับการชดเชยซึ่งสามารถสืบทอดจากรุ่นสู่รุ่นโดยไม่มีโรคเกิดขึ้น ในบางกรณีความผิดปกติดังกล่าวอาจพัฒนาไปสู่รูปแบบที่ไม่สมดุล ดังนั้น หากมีการโยกย้ายที่ส่งผลต่อโครโมโซมคู่ที่ 21 ความเสี่ยงของการเกิดไตรโซมีจะเพิ่มขึ้น ตามสถิติ เด็กทุกๆ 20 คนที่เป็นโรค Trisomy-21 มีการโยกย้ายดังกล่าว และในทุก ๆ กรณีที่ห้า ผู้ปกครองคนหนึ่งจะมีความผิดปกติคล้ายกัน เนื่องจากเด็กส่วนใหญ่ที่มีภาวะ trisomy-21 ที่เกิดจากการโยกย้ายนั้นเกิดจากมารดาที่ยังอายุน้อย (อายุน้อยกว่า 30 ปี) หากตรวจพบโรคนี้ในเด็กก็จำเป็นต้องทำการตรวจวินิจฉัยของผู้ปกครองรุ่นเยาว์

ความเสี่ยงของการเกิดความผิดปกติที่ไม่ได้รับการชดเชยอย่างมากนั้นขึ้นอยู่กับการโยกย้าย ดังนั้นการคำนวณทางทฤษฎีจึงเป็นเรื่องยาก อย่างไรก็ตาม ความน่าจะเป็นของพยาธิสภาพที่เกี่ยวข้องสามารถประมาณได้จากข้อมูลทางสถิติ ข้อมูลดังกล่าวจะถูกรวบรวมเพื่อการโยกย้ายทั่วไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งการโยกย้ายของ Robertsonian ระหว่างโครโมโซม 14 และ 21 ในแม่มีโอกาส 2 เปอร์เซ็นต์ที่จะนำไปสู่ ​​trisomy 21 ในเด็ก การโยกย้ายแบบเดียวกันในบิดานั้นสืบทอดมาโดยมีความน่าจะเป็น 10%

ความชุกของความผิดปกติของโครโมโซม

ผลการวิจัยพบว่าไข่อย่างน้อยหนึ่งในสิบหลังการปฏิสนธิและทารกในครรภ์ประมาณร้อยละ 5-6 มีความผิดปกติของโครโมโซมต่างๆ ตามกฎแล้วการทำแท้งที่เกิดขึ้นเองจะเกิดขึ้นที่ 8-11 สัปดาห์ในกรณีนี้ ในบางกรณีอาจทำให้เกิดการแท้งบุตรในภายหลังหรือส่งผลให้คลอดบุตรได้

ในทารกแรกเกิด (จากการสำรวจเด็กมากกว่า 65,000 คน) การเปลี่ยนแปลงจำนวนโครโมโซมหรือความผิดปกติของโครโมโซมที่มีนัยสำคัญเกิดขึ้นประมาณ 0.5% ของทั้งหมด อย่างน้อยหนึ่งใน 700 มีไทรโซมี 13, 18 หรือ 21; เด็กผู้ชายประมาณ 1 ใน 350 คนมีชุดโครโมโซมขยายเป็น 47 หน่วย (คาริโอไทป์ 47,XYY และ 47,XXY) Monosomy บนโครโมโซม X นั้นพบได้น้อยกว่า - เป็นกรณีที่แยกได้จากหลายพันราย ประมาณ 0.2% ได้ชดเชยความผิดปกติของโครโมโซม

ในผู้ใหญ่ บางครั้งความผิดปกติทางพันธุกรรมก็ตรวจพบเช่นกัน (โดยปกติจะได้รับการชดเชย) บางครั้งอาจมีโครโมโซมเพศเป็นไตรโซมด้วย การวิจัยยังแสดงให้เห็นว่าประมาณร้อยละ 10-15 ของจำนวนกรณีปัญญาอ่อนทั้งหมดสามารถอธิบายได้เมื่อมีความผิดปกติของโครโมโซม ตัวเลขนี้จะเพิ่มขึ้นอย่างมากหากสังเกตพบความบกพร่องทางกายวิภาคพร้อมกับความผิดปกติของพัฒนาการทางจิต ภาวะมีบุตรยากมักเกิดจากโครโมโซมเพศที่เพิ่มขึ้น (ในผู้ชาย) และความผิดปกติ/ความผิดปกติของโครโมโซม X (ในผู้หญิง)

ความสัมพันธ์ระหว่างความผิดปกติของโครโมโซมและมะเร็ง

ตามกฎแล้วการตรวจเซลล์เนื้องอกที่เป็นมะเร็งจะนำไปสู่การตรวจพบความผิดปกติของโครโมโซมที่มองเห็นได้ภายใต้กล้องจุลทรรศน์ การตรวจหามะเร็งเม็ดเลือดขาว มะเร็งต่อมน้ำเหลือง และโรคอื่นๆ อีกหลายชนิดให้ผลลัพธ์ที่คล้ายคลึงกัน

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง สำหรับมะเร็งต่อมน้ำเหลือง ไม่ใช่เรื่องแปลกที่จะพบการโยกย้ายพร้อมกับการแตกหักภายในหรือใกล้กับตำแหน่งโซ่หนักของอิมมูโนโกลบุลิน (โครโมโซม 14) ในกรณีนี้ ยีน MYC จะย้ายจากโครโมโซม 8 ไปเป็น 14

สำหรับมะเร็งเม็ดเลือดขาวชนิดไมอีลอยด์ ในกรณีส่วนใหญ่ (มากกว่า 95%) จะมีการตรวจพบการโยกย้ายระหว่างโครโมโซม 22 และ 9 ทำให้เกิดลักษณะของโครโมโซม "ฟิลาเดลเฟีย" ที่มีลักษณะเฉพาะ

ในระหว่างการพัฒนา วิกฤตการระเบิดจะมาพร้อมกับความผิดปกติของโครโมโซมที่ต่อเนื่องกันในคาริโอไทป์

การใช้วิธีการย้อมสีแบบดิฟเฟอเรนเชียลตามด้วยการสังเกตด้วยกล้องจุลทรรศน์ รวมถึงการใช้วิธีการทดสอบทางอณูพันธุศาสตร์ ทำให้สามารถตรวจพบความผิดปกติของโครโมโซมในมะเร็งเม็ดเลือดขาวชนิดต่างๆ ได้ทันที ข้อมูลนี้ช่วยในการพยากรณ์พัฒนาการเพื่อใช้ชี้แจงการวินิจฉัยและปรับการรักษา

สำหรับเนื้องอกก้อนแข็งทั่วไป เช่น มะเร็งลำไส้ มะเร็งเต้านม เป็นต้น วิธีการทางไซโตเจเนติกแบบทั่วไปใช้ได้กับข้อจำกัดบางประการ อย่างไรก็ตาม ยังมีการระบุความผิดปกติของโครโมโซมลักษณะเฉพาะด้วย ความผิดปกติที่พบในเนื้องอกมักเกี่ยวข้องกับยีนที่รับผิดชอบกระบวนการเจริญเติบโตของเซลล์ปกติ เนื่องจากการขยาย (การก่อตัวของสำเนาหลายชุด) ของยีน บางครั้งจึงสังเกตเห็นการก่อตัวของมินิโครโมโซมขนาดเล็กในเซลล์เนื้องอก

ในบางกรณี การปรากฏตัวของเนื้องอกเนื้อร้ายมีสาเหตุมาจากการสูญเสียยีนที่ควรยับยั้งการแพร่กระจาย อาจมีสาเหตุหลายประการ: การลบและการหยุดระหว่างกระบวนการโยกย้ายเป็นเรื่องปกติมากที่สุด การกลายพันธุ์ประเภทนี้โดยทั่วไปถือว่าเป็นการด้อยค่า เนื่องจากการมีอยู่ของอัลลีลปกติแม้แต่อัลลีลเพียงตัวเดียวมักจะช่วยควบคุมการเติบโตได้อย่างเพียงพอ ความผิดปกติอาจปรากฏขึ้นหรือสืบทอดมา หากไม่มีสำเนาของยีนปกติในจีโนม การแพร่กระจายก็จะยุติลงโดยขึ้นอยู่กับปัจจัยด้านกฎระเบียบ

ดังนั้นความผิดปกติของโครโมโซมที่สำคัญที่สุดที่ส่งผลต่อการเกิดและการเติบโตของเนื้องอกมะเร็งมีดังนี้

การโยกย้ายเนื่องจากอาจนำไปสู่การหยุดชะงักของการทำงานปกติของยีนที่รับผิดชอบต่อการแพร่กระจาย (หรือทำให้การทำงานเพิ่มขึ้น)

การลบออก ซึ่งร่วมกับการกลายพันธุ์แบบถอยอื่นๆ ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในการควบคุมการเจริญเติบโตของเซลล์

การกลายพันธุ์แบบถอย เนื่องจากการรวมตัวกันอีกครั้ง กลายเป็นโฮโมไซกัส และดังนั้นจึงแสดงออกอย่างเต็มที่

การขยายสัญญาณที่กระตุ้นการเพิ่มจำนวนเซลล์เนื้องอก

การระบุการกลายพันธุ์เหล่านี้ในระหว่างการวินิจฉัยทางพันธุกรรมอาจบ่งบอกถึงความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นในการเกิดเนื้องอกมะเร็ง

โรคที่ทราบโดยธรรมชาติของโครโมโซม

หนึ่งในโรคที่รู้จักกันดีที่สุดที่เกิดขึ้นเนื่องจากมีความผิดปกติในสารพันธุกรรมคือดาวน์ซินโดรม เกิดจากโครโมโซมไตรโซม 21 โครโมโซม ลักษณะอาการของโรคนี้คือพัฒนาการล่าช้า เด็ก ๆ ประสบปัญหาร้ายแรงขณะเรียนที่โรงเรียน พวกเขามักต้องการวิธีอื่นในการสอนสื่อนี้ ในเวลาเดียวกันมีการบันทึกความผิดปกติของการพัฒนาทางกายภาพ - ใบหน้าแบน, ดวงตาที่ขยายใหญ่ขึ้น, clinodactyly และอื่น ๆ หากคนเหล่านี้ใช้ความพยายามอย่างมาก พวกเขาสามารถเข้าสังคมได้ค่อนข้างดี มีแม้กระทั่งกรณีที่ทราบกันดีว่าชายที่เป็นดาวน์ซินโดรมประสบความสำเร็จในการได้รับการศึกษาระดับสูง ผู้ป่วยมีความเสี่ยงที่จะเป็นโรคสมองเสื่อมเพิ่มขึ้น สาเหตุนี้และเหตุผลอื่นๆ อีกหลายประการทำให้อายุขัยสั้นลง

Trisomy ยังรวมถึง Patau syndrome เฉพาะในกรณีนี้เท่านั้นที่มีโครโมโซม 13 สามชุด โรคนี้มีลักษณะเฉพาะคือมีความบกพร่องทางพัฒนาการหลายอย่าง โดยมักมีภาวะ polydactyly ในกรณีส่วนใหญ่กิจกรรมของระบบประสาทส่วนกลางหรือความล้าหลังจะเกิดขึ้น ผู้ป่วยบ่อยครั้ง (ประมาณร้อยละ 80) มีภาวะหัวใจบกพร่อง ความผิดปกติที่รุนแรงนำไปสู่การเสียชีวิตสูง - เด็กมากถึง 95% ที่ได้รับการวินิจฉัยนี้จะเสียชีวิตในปีแรกของชีวิต โรคนี้ไม่สามารถรักษาหรือแก้ไขได้ ตามกฎแล้วเป็นไปได้เพียงเพื่อให้มีการตรวจสอบสภาพของบุคคลนั้นอย่างต่อเนื่อง

Trisomy อีกรูปแบบหนึ่งที่เด็กเกิดมาพร้อมกับโครโมโซม 18 โรคในกรณีนี้เรียกว่า Edwards syndrome และมีลักษณะผิดปกติหลายอย่าง กระดูกมีรูปร่างผิดปกติและมักสังเกตเห็นรูปร่างของกะโหลกศีรษะที่เปลี่ยนแปลงไป ระบบหัวใจและหลอดเลือดมักจะมีข้อบกพร่องด้านพัฒนาการและยังมีปัญหากับระบบทางเดินหายใจอีกด้วย เป็นผลให้เด็กประมาณ 60% ไม่ได้อยู่เพื่อดู 3 เดือน; ภายใน 1 ปี เด็กถึง 95% ที่มีอาการนี้เสียชีวิต

Trisomy บนโครโมโซมอื่น ๆ ไม่ได้เกิดขึ้นในทารกแรกเกิดเนื่องจากเกือบจะนำไปสู่การยุติการตั้งครรภ์ก่อนกำหนดเสมอ ในบางกรณีทารกอาจคลอดออกมาตายได้

กลุ่มอาการ Shereshevsky-Turner มีความเกี่ยวข้องกับการรบกวนจำนวนโครโมโซมเพศ เนื่องจากการรบกวนกระบวนการแยกโครโมโซม โครโมโซม X ในร่างกายของผู้หญิงจึงหายไป ส่งผลให้ร่างกายไม่ได้รับฮอร์โมนในปริมาณที่เหมาะสม การพัฒนาของฮอร์โมนจึงหยุดชะงัก สิ่งนี้ใช้กับอวัยวะเพศเป็นหลักซึ่งมีการพัฒนาเพียงบางส่วนเท่านั้น เกือบทุกครั้งสำหรับผู้หญิงสิ่งนี้หมายถึงการไม่มีลูก

ในผู้ชาย ภาวะโพลีโซมบนโครโมโซม Y หรือ X นำไปสู่การพัฒนาของกลุ่มอาการไคลน์เฟลเตอร์ โรคนี้มีลักษณะการแสดงออกที่อ่อนแอของลักษณะเพศชาย มักมาพร้อมกับ gynecomastia พัฒนาการล่าช้าเป็นไปได้ ในกรณีส่วนใหญ่จะสังเกตปัญหาเบื้องต้นเกี่ยวกับความแรงและภาวะมีบุตรยาก ในกรณีนี้ สำหรับกลุ่มอาการ Shereshevsky-Turner การปฏิสนธินอกร่างกายอาจเป็นวิธีแก้ปัญหา

ด้วยวิธีการวินิจฉัยก่อนคลอดทำให้สามารถระบุโรคเหล่านี้และโรคอื่น ๆ ในทารกในครรภ์ระหว่างตั้งครรภ์ได้ คู่รักอาจตัดสินใจยุติการตั้งครรภ์เพื่อพยายามมีลูกอีกคน หากพวกเขาตัดสินใจที่จะอุ้มลูกและให้กำเนิดทารก ความรู้เกี่ยวกับลักษณะของสารพันธุกรรมจะช่วยให้พวกเขาเตรียมตัวล่วงหน้าสำหรับวิธีการป้องกันหรือรักษาบางอย่าง

แคริโอไทป์คือชุดโครโมโซมที่เป็นระบบของนิวเคลียสของเซลล์ที่มีลักษณะเชิงปริมาณและคุณภาพ

คาริโอไทป์ตัวเมียปกติ - 46.XX คาริโอไทป์ตัวผู้ปกติ - 46.XY

การวิจัยคาริโอไทป์เป็นขั้นตอนที่ออกแบบมาเพื่อระบุความเบี่ยงเบนในโครงสร้างและจำนวนโครโมโซม

บ่งชี้ในคาริโอไทป์:

• ความพิการแต่กำเนิดหลายอย่างมาพร้อมกับฟีโนไทป์หรือความผิดปกติทางคลินิก
• ปัญญาอ่อนหรือพัฒนาการล่าช้า
• การรบกวนความแตกต่างทางเพศหรือความผิดปกติของพัฒนาการทางเพศ
• ประจำเดือนประถมศึกษาหรือมัธยมศึกษา
• ความผิดปกติของอสุจิ - azoospermia หรือ oligospermia รุนแรง
• ภาวะมีบุตรยากจากสาเหตุที่ไม่ทราบสาเหตุ
• การแท้งบุตรเป็นนิสัย
• ผู้ปกครองของผู้ป่วยที่มีโครโมโซมทางโครงสร้างผิดปกติ
• การเกิดซ้ำของเด็กที่มีความผิดปกติของโครโมโซม

น่าเสียดายที่การศึกษาคาริโอไทป์สามารถระบุการจัดเรียงโครงสร้างใหม่ขนาดใหญ่เท่านั้น ในกรณีส่วนใหญ่ ความผิดปกติในโครงสร้างของโครโมโซมคือ microdeletion และ microduplications ที่มองไม่เห็นด้วยกล้องจุลทรรศน์ อย่างไรก็ตาม การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวได้รับการระบุอย่างดีโดยวิธีทางเซลล์พันธุศาสตร์ระดับโมเลกุลสมัยใหม่ - การผสมฟลูออเรสเซนซ์ (FISH) และการวิเคราะห์ไมโครอาร์เรย์ของโครโมโซม

ตัวย่อ FISH ย่อมาจากฟลูออเรสเซนต์ในแหล่งกำเนิดลูกผสม นี่เป็นวิธีการทางเซลล์พันธุศาสตร์ที่ใช้ในการระบุและกำหนดตำแหน่งของลำดับ DNA เฉพาะบนโครโมโซม เพื่อจุดประสงค์นี้ มีการใช้โพรบพิเศษ - นิวคลีโอไซด์ที่เชื่อมต่อกับฟลูออโรฟอร์หรือฉลากอื่น ๆ โพรบ DNA ที่ถูกผูกไว้จะถูกมองเห็นโดยใช้กล้องจุลทรรศน์เรืองแสง

วิธี FISH ช่วยให้สามารถศึกษาการจัดเรียงโครโมโซมขนาดเล็กที่ไม่ได้ระบุโดยการทดสอบคาริโอไทป์มาตรฐาน อย่างไรก็ตามมีข้อเสียเปรียบที่สำคัญประการหนึ่ง โพรบมีความเฉพาะเจาะจงกับบริเวณใดบริเวณหนึ่งของจีโนม และด้วยเหตุนี้ ในการศึกษาชิ้นหนึ่ง จึงเป็นไปได้ที่จะระบุการมีอยู่หรือจำนวนสำเนาของบริเวณนี้เท่านั้น (หรือหลายชุดเมื่อใช้โพรบหลากสี) ดังนั้นภูมิหลังทางคลินิกที่ถูกต้องจึงเป็นสิ่งสำคัญ และการวิเคราะห์ FISH สามารถยืนยันได้หรือไม่ยืนยันการวินิจฉัยเท่านั้น

อีกทางเลือกหนึ่งสำหรับวิธีนี้คือการวิเคราะห์ไมโครอาร์เรย์ของโครโมโซม ซึ่งมีความแม่นยำ ความไว และความจำเพาะเท่ากัน โดยจะกำหนดปริมาณของสารพันธุกรรมในจุดนับแสน (หรือหลายล้านจุด) ในจีโนม ซึ่งทำให้สามารถวินิจฉัยได้เกือบทั้งหมด กลุ่มอาการ microdeletion และ microduplication ที่รู้จัก

การวิเคราะห์โครโมโซมไมโครอาร์เรย์เป็นวิธีการทางเซลล์พันธุศาสตร์ระดับโมเลกุลสำหรับระบุความแปรผันของหมายเลขสำเนา DNA เมื่อเปรียบเทียบกับตัวอย่างควบคุม เมื่อทำการวิเคราะห์นี้ จะมีการตรวจสอบบริเวณที่มีนัยสำคัญทางคลินิกทั้งหมดของจีโนม ซึ่งทำให้สามารถยกเว้นพยาธิสภาพของโครโมโซมในตัวอย่างได้ด้วยความแม่นยำสูงสุด ด้วยวิธีนี้ สามารถระบุการลบที่ทำให้เกิดโรค (การหายไปของส่วนของโครโมโซม) การทำซ้ำ (การปรากฏตัวของสำเนาเพิ่มเติมของสารพันธุกรรม) พื้นที่ที่มีการสูญเสียเฮเทอโรไซโกซิตี้ ซึ่งมีความสำคัญในการเกิดโรค การแต่งงานในสายเลือด และโรคถอยอัตโนมัติ

การวิเคราะห์โครโมโซมไมโครเรย์จำเป็นเมื่อใด?

• เป็นการทดสอบบรรทัดแรกสำหรับการวินิจฉัยผู้ป่วยที่มีความผิดปกติ ความพิการแต่กำเนิด ความบกพร่องทางสติปัญญา/พัฒนาการล่าช้า ความผิดปกติแต่กำเนิดหลายประการ ออทิสติก อาการชัก หรือความไม่สมดุลของจีโนมที่สงสัย
• เพื่อทดแทนคาริโอไทป์ FISH และการผสมพันธุ์จีโนมเชิงเปรียบเทียบ หากสงสัยว่ากลุ่มอาการไมโครเดลชัน/ไมโครดูพลิเคชันถูกสงสัยว่า
• เป็นการทดสอบเพื่อระบุความผิดปกติของโครโมโซมที่ไม่สมดุล
• เป็นการทดสอบวินิจฉัยเพิ่มเติมสำหรับโรคที่เกิดจากเชื้อ monogenic ที่เกี่ยวข้องกับการสูญเสียการทำงานของอัลลีลหนึ่งตัว (haploinsufficiency) โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากการเรียงลำดับไม่สามารถระบุการกลายพันธุ์ที่ทำให้เกิดโรคได้ และการลบยีนทั้งหมดอาจเป็นสาเหตุ
• เพื่อระบุที่มาของสารพันธุกรรมในกรณีของการไม่ปฏิบัติตามผู้ปกครองฝ่ายเดียว การทำซ้ำ หรือการลบออก

1 การทดสอบ - 400 กลุ่มอาการ (รายการ)

ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับการวิเคราะห์โครโมโซมไมโครอาเรย์

ข้อมูลสำหรับแพทย์

กฎการรวบรวมวัสดุสำหรับการวิเคราะห์โครโมโซมไมโครเรย์

มีสาเหตุหลายประการสำหรับการละเมิดโปรแกรมทางพันธุกรรมของเซลล์

การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างทางชีวเคมีของยีน ได้แก่ :

• ชี้การกลายพันธุ์ด้วยการสูญเสียนิวคลีโอไทด์ใด ๆ นำไปสู่ความผิดปกติในการเขียนโปรแกรมข้อมูลทางพันธุกรรม
• การสูญเสียส่วนหนึ่งของโครโมโซม
• พอลิเมอไรเซชันด้วยการก่อตัวของบริเวณโครโมโซมเพิ่มเติม

โครโมโซมใหม่อย่างน้อยหนึ่งรายการอาจหายไปหรือปรากฏขึ้น

การเปิดใช้งานยีนทางพยาธิวิทยาอาจเกี่ยวข้อง:

• ด้วยการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของยีนควบคุม
• ด้วยการกระตุ้นยีนที่เป็นอันตรายถึงชีวิตเนื่องจากโฮโมไซโกซิตี้สำหรับยีนด้อยของออโตโซมหรือการสำแดงของยีนที่ทำให้เกิดโรคที่เกี่ยวข้องกับเพศ

นอกจากนี้ การแสดงลักษณะด้อยของออโตโซมที่ทำให้เกิดโรคอาจสัมพันธ์กับยีนอื่น (ยีนและลักษณะที่เชื่อมโยงกัน)

การนำชิ้นส่วน DNA แปลกปลอมที่มีคุณสมบัติในการทำให้เกิดโรคเข้าสู่จีโนมตัวอย่างเช่น ไวรัส อาจทำให้เซลล์ตายหรือคงอยู่ของไวรัสที่อยู่ภายในได้ การคงอยู่นี้มักนำไปสู่การเกิดการเติบโตของเนื้องอกที่เป็นมะเร็ง ภายใต้เงื่อนไขการทดลอง นักวิจัยแนะนำทั้งยีนทางพยาธิวิทยาและยีนที่หายไปเข้าไปในเซลล์ (พันธุวิศวกรรม)

ความผิดปกติทางจีโนมที่ระบุไว้ทั้งหมดสามารถถ่ายทอดได้ โดยมรดกหากเกิดขึ้นในเซลล์สืบพันธุ์หรือนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงทางร่างกายในร่างกายของสัตว์โดยไม่มีการถ่ายทอดทางพันธุกรรม (จีโนมมีการเปลี่ยนแปลงในเซลล์ร่างกาย)

สารพันธุกรรมสามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างมากจนมองเห็นได้ชัดเจนแม้ในขณะที่ศึกษาโครโมโซมโดยใช้กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงในระหว่างการแบ่งตัว สิ่งเหล่านี้เรียกว่า การกลายพันธุ์ของจีโนมและโครโมโซม

(ตั้งชื่อตามลักษณะของเสียงที่ทารกป่วย) เกิดจากภาวะเฮเทอโรไซโกซิตี้จากการขาดโครโมโซมที่ 5 กลุ่มอาการนี้มาพร้อมกับความบกพร่องในการเติบโตอย่างรุนแรงและภาวะปัญญาอ่อน เด็กที่เป็นโรคนี้มักจะเสียชีวิตเร็ว แต่บางคนก็รอดชีวิตได้ นำไปสู่ การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างครั้งใหญ่สารพันธุกรรมนิวเคลียร์โดยทั่วไป มาพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงจำนวนและรูปร่างของโครโมโซมอัตราส่วนของเนื้อหาในเซลล์ต่างๆ บ่อยครั้งที่การกลายพันธุ์ของจีโนมมีลักษณะเป็น aneuploidy, heteroploidy หรือ polyploidy ซึ่งมักพบในเซลล์เนื้องอกที่เป็นมะเร็งเมื่อไมโทซิสบกพร่อง (โดยมีไมโทซิสลดลง) การกลายพันธุ์ของจีโนมอาจเกิดจากการที่โครโมโซมตัวใดตัวหนึ่งไม่ได้แสดงด้วยสองเหมือนปกติในเซลล์ร่างกาย แต่ด้วยสำเนาสามชุดขึ้นไป ตัวอย่างของการกลายพันธุ์ดังกล่าวคือดาวน์ซินโดรม

การกลายพันธุ์ของโครโมโซม เกิดขึ้นเมื่อโครงสร้างของโครโมโซมแต่ละตัวเปลี่ยนแปลง ขนาดของแขนเพิ่มขึ้นหรือลดลง ส่วนหนึ่งของโครโมโซมหนึ่งถูกย้ายไปยังอีกโครโมโซมหนึ่ง หรือส่วนของโครโมโซมหมุน 180° การขาดโครโมโซมส่วนหนึ่งเรียกว่า การลบ- การสูญเสียส่วนสำคัญของโครโมโซมมักจะนำไปสู่การตายของสิ่งมีชีวิต การทำซ้ำส่วนหนึ่งของโครโมโซม - การทำสำเนาการกลับตัวของส่วนของโครโมโซม 180° ถูกกำหนดให้เป็นการผกผันและอาจไม่สามารถแสดงลักษณะทางฟีโนไทป์ได้ การแลกเปลี่ยนบริเวณระหว่างโครโมโซมที่ไม่คล้ายคลึงกัน - การโยกย้าย- มักนำไปสู่ความผิดปกติของพัฒนาการของร่างกายที่ไม่เข้ากันกับชีวิต

การกลายพันธุ์ของยีนหรือจุด คือการแทนที่นิวคลีโอไทด์แต่ละตัวหรือส่วนเล็กๆ ของจีโนมภายในยีนเดียว การกลายพันธุ์ของยีนไม่สามารถมองเห็นได้ในระหว่างการตรวจเนื้อเยื่อ แต่เปลี่ยนฟีโนไทป์ของเซลล์ ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของลักษณะใหม่ในเซลล์และ/หรือในร่างกายโดยรวม

ไฮไลท์ การกลายพันธุ์เชิงโครงสร้าง เมื่อนิวคลีโอไทด์หนึ่งถูกแทนที่ด้วยอีกนิวคลีโอไทด์ ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงเกลียวคู่ของดีเอ็นเอ

บางครั้งการกลายพันธุ์ไม่ได้เปลี่ยนแปลงข้อมูลที่จีโนมเก็บไว้ การเปลี่ยนแปลงในจีโนมนี้เรียกว่า การกลายพันธุ์แบบเงียบ ๆ . หากการกลายพันธุ์ทำให้เกิดการบิดเบือนข้อมูลที่เก็บไว้โดยจีโนมก็จะเรียกว่า การกลายพันธุ์ที่บิดเบือนความหมายทางชีวภาพของข้อมูลทางพันธุกรรม- สิ่งนี้นำไปสู่การก่อตัวของเอนไซม์ที่มีกิจกรรมที่เปลี่ยนแปลงไป ทำให้เกิดลักษณะใหม่ที่ไม่ปกติสำหรับเซลล์และสิ่งมีชีวิตทั้งหมด

ภายใต้การกลายพันธุ์ที่ไม่สมเหตุสมผล เข้าใจการกลายพันธุ์ของยีนที่เปลี่ยนแปลงโครงสร้างของยีนในลักษณะที่ไม่สามารถอ่านข้อมูลจากยีนนั้นได้ หรือเกิดลำดับ mRNA ที่ไรโบโซมไม่สามารถแปลได้

สารก่อกลายพันธุ์ - สิ่งเหล่านี้เป็นปัจจัยในลักษณะใด ๆ ที่เปลี่ยนโครงสร้างของจีโนมและทำให้เกิดการกลายพันธุ์ ไฮไลท์ สารก่อกลายพันธุ์ภายนอกและภายนอก- สิ่งเหล่านี้อาจเป็นผลกระทบ ธรรมชาติทางกายภาพ(รังสีไอออไนซ์, รังสีอัลตราไวโอเลต, การบาดเจ็บ, อุณหภูมิสูง) สารก่อกลายพันธุ์ทางเคมีได้แก่ยาฆ่าแมลง สารพิษจากอุตสาหกรรม (เบนซีน เบนโซไพรีน อีพอกไซด์ อัลดีไฮด์บางชนิด) สารประกอบปรอท สารไซโตสแตติก บางชนิดมีผลในการกลายพันธุ์ วัตถุเจือปนอาหาร(ไซคลาเมต, คาร์โบไฮเดรตอะโรมาติก), สารประกอบลิปิดเปอร์ออกไซด์, อนุมูลออกซิเจนอิสระที่มีอยู่ในไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์และโอโซน

อันเป็นผลมาจากการกลายพันธุ์ทำให้เกิดโรคทางพันธุกรรม

• โรคที่เกิดจากอิทธิพลของยีนทางพยาธิวิทยาโดยสิ้นเชิง ความผิดปกติเหล่านี้มักปรากฏขึ้นเสมอโดยไม่คำนึงถึงลักษณะที่นำหน้ากิจกรรมที่สำคัญของเซลล์และสิ่งมีชีวิตโดยรวม โดยปกติแล้ว อาการที่เกิดจากการกลายพันธุ์ดังกล่าวสามารถสังเกตได้ตั้งแต่วินาทีที่สัตว์หรือบุคคลเกิด
• โรคที่ปัจจัยทางพันธุกรรมปรากฏเฉพาะเมื่อมีสภาพแวดล้อมและลักษณะของการพัฒนาส่วนบุคคลที่เหมาะสมเท่านั้น ดังนั้นแนวโน้มที่จะเป็นโรคเบาหวานอาจแสดงออกมาได้ขึ้นอยู่กับพฤติกรรมการบริโภคอาหาร โรคทางพันธุกรรมชนิดนี้มักตรวจพบหลังคลอด บางครั้งอาจเกิดในวัยชรา
• โรคที่พันธุกรรมเป็นสาเหตุสำคัญ โรคนี้แสดงออก แต่ระดับความเร็วและความรุนแรงของมันแตกต่างกันเนื่องจากระดับของการสะสมในร่างกายของผลที่ตามมาของอิทธิพลของปัจจัยสาเหตุที่เกิดขึ้นในกระบวนการของชีวิต

โรคทางพันธุกรรมสามารถถ่ายทอดโดยกลไกการถ่ายทอดทางพันธุกรรมแบบ autosomal dominant และ autosomal recessive และมีความเชื่อมโยงทางเพศ

โรคทางพันธุกรรมที่เกี่ยวข้องกับเพศเกิดจากการถ่ายทอดความผิดปกติของยีนในโครโมโซมเพศ ดังนั้นอาการของโรคจึงเกี่ยวข้องโดยตรงกับเพศของแต่ละบุคคล

บางครั้งการกลายพันธุ์ของยีนจะถูกส่งผ่านโครโมโซมร่างกายและการเกิดขึ้นนั้นขึ้นอยู่กับเพศ ตัวอย่างเช่นภาวะหลอดเลือดแข็งตัวภายใต้เงื่อนไขเดียวกันจะเกิดขึ้นเร็วกว่าในเพศชายเนื่องจากฮอร์โมนเพศหญิงขัดขวางการพัฒนาของโรค

การละเมิดในการดำเนินการตามโปรแกรมพันธุกรรมเกี่ยวข้องกับปรากฏการณ์ต่อไปนี้

ความผิดปกติของไมโทซิสจะมาพร้อมกับการกระจายโครโมโซมที่ไม่สม่ำเสมอ (ไมโทซิสหรืออะไมโทซิสลดลง) และนำไปสู่ ​​dysplasia (การก่อตัวของเซลล์สัตว์ประหลาด)

ผลที่ตามมาที่เป็นไปได้อีกประการหนึ่งคือการก่อตัวของโพลีพลอยด์หรือเซลล์หลายนิวเคลียส การปราบปรามไมโทซีสครั้งใหญ่เมื่อเซลล์สูญเสียความสามารถในการแบ่งตัว นำไปสู่การงอกใหม่ของอวัยวะและเนื้อเยื่อที่บกพร่อง สาเหตุคือการเปลี่ยนแปลงในการควบคุมของโอเปอเรเตอร์, ความเสียหายต่อศูนย์กลางเซลล์หรือไมโครทูบูล, การเปลี่ยนแปลงของไซโตโตมีกับพื้นหลังของการก่อตัวของไมโครทูบูลและปฏิสัมพันธ์ของแอคโตมินิโยซินที่บกพร่อง, การจัดหาพลังงานที่บกพร่องสำหรับการแบ่งตัว ฯลฯ

ความผิดปกติของโครโมโซมความผิดปกติของโครโมโซมหมายถึงการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของโครโมโซมที่เกิดจากการแตกหัก ตามมาด้วยการกระจายตัว การสูญเสีย หรือการเพิ่มสารพันธุกรรมเป็นสองเท่า สะท้อนถึงความผิดปกติของโครโมโซมประเภทต่างๆ ในมนุษย์ความผิดปกติของโครโมโซมที่พบบ่อยที่สุดซึ่งแสดงออกโดยการพัฒนาพยาธิวิทยาเชิงลึกนั้นมีความผิดปกติที่เกี่ยวข้องกับจำนวนและโครงสร้างของโครโมโซม การละเมิด จำนวนโครโมโซมสามารถแสดงออกได้หากไม่มีโครโมโซมคล้ายคลึงกันคู่ใดตัวหนึ่ง (เอกภาพ)หรือลักษณะของโครโมโซมที่สามเพิ่มเติม (ไตรโซมี).จำนวนโครโมโซมทั้งหมดในคาริโอไทป์ในกรณีเหล่านี้แตกต่างจากเลขโมดอลและมีค่าเท่ากับ 45 หรือ 47 Polyploidy และ aneuploidyมีความสำคัญน้อยกว่าต่อการพัฒนากลุ่มอาการของโครโมโซม ถึงการละเมิด โครงสร้างโครโมโซมด้วยจำนวนปกติโดยรวมในคาริโอไทป์ "การแตกหัก" ประเภทต่าง ๆ จะถูกจำแนก: การโยกย้าย (การแลกเปลี่ยนส่วนระหว่างโครโมโซมที่ไม่คล้ายคลึงกันสองตัว), การลบ (การสูญเสียส่วนหนึ่งของโครโมโซม), การแยกส่วน, โครโมโซมวงแหวน ฯลฯ

ความผิดปกติของโครโมโซมซึ่งรบกวนความสมดุลของปัจจัยทางพันธุกรรมเป็นสาเหตุของการเบี่ยงเบนต่างๆในโครงสร้างและการทำงานของร่างกายซึ่งแสดงออกในสิ่งที่เรียกว่าโรคโครโมโซม

โรคโครโมโซมแบ่งออกเป็นกลุ่มที่เกี่ยวข้องกับความผิดปกติของโครโมโซมร่างกาย (ออโตโซม) และกลุ่มที่เกี่ยวข้องกับความผิดปกติของโครโมโซมเพศ (Barr bodies) ในกรณีนี้จะคำนึงถึงลักษณะของความผิดปกติของโครโมโซม - การละเมิดจำนวนโครโมโซมแต่ละตัวจำนวนชุดโครโมโซมหรือโครงสร้างของโครโมโซม เกณฑ์เหล่านี้ทำให้สามารถระบุรูปแบบทางคลินิกของโรคโครโมโซมที่สมบูรณ์หรือแบบโมเสคได้

โรคโครโมโซมที่เกิดจาก การละเมิดจำนวนโครโมโซมแต่ละตัว(trisomy และ monosomy) อาจส่งผลต่อทั้งออโตโซมและโครโมโซมเพศ

โครโมโซมออโตโซม (โครโมโซมอื่นที่ไม่ใช่โครโมโซม X และ Y) เข้ากันไม่ได้กับสิ่งมีชีวิต Trisomies ของ autosomal ค่อนข้างพบได้บ่อยในพยาธิวิทยาของมนุษย์ ส่วนใหญ่มักแสดงโดยกลุ่มอาการ Patau (โครโมโซมคู่ที่ 13) และกลุ่มอาการเอ็ดเวิร์ดส์ (คู่ที่ 18) รวมถึงโรคดาวน์ (คู่ที่ 21) กลุ่มอาการของโครโมโซมที่มีไทรโซมของคู่ออโตโซมอื่น ๆ นั้นพบได้น้อยกว่ามาก Monosomy ของโครโมโซมเพศ X (จีโนไทป์ XO) เป็นพื้นฐานของกลุ่มอาการ Shereshevsky-Turner, trisomy ของโครโมโซมเพศ (จีโนไทป์ XXY) เป็นพื้นฐานของกลุ่มอาการ Kleinfelter ความผิดปกติในจำนวนโครโมโซมในรูปแบบของเตตร้าหรือทริปพลอยด์สามารถแสดงได้ด้วยโรคโครโมโซมทั้งรูปแบบสมบูรณ์และแบบโมเสก

ความผิดปกติของโครงสร้างโครโมโซมให้กลุ่มอาการของโครโมโซมที่ใหญ่ที่สุด (มากกว่า 700 ชนิด) ซึ่งสามารถเชื่อมโยงได้ไม่เพียง แต่กับความผิดปกติของโครโมโซมเท่านั้น แต่ยังรวมถึงปัจจัยสาเหตุอื่น ๆ ด้วย

โรคโครโมโซมทุกรูปแบบมีลักษณะเฉพาะด้วยอาการหลายหลากในรูปแบบของความผิดปกติ แต่กำเนิดและการก่อตัวของพวกมันเริ่มต้นที่ขั้นตอนของการสร้างเนื้อเยื่อและดำเนินต่อไปในการเกิดอวัยวะซึ่งอธิบายความคล้ายคลึงกันของอาการทางคลินิกในรูปแบบต่าง ๆ ของโรคโครโมโซม