Дополнительные Х и Y хромосомы – НИПТ Пренетикс
Содержание
Генетическая информация содержится в каждой клетке в виде расположенных в ядре образований — хромосом. При этом у человека двойной (диплоидный) набор, то есть кариотип представлен 23 парами хромосом, а самих хромосом в норме 46.
Нормальная хромосомная формула может записываться, как 44+ХХ или 46(ХХ) — для женщин и 44+ХУ или 46(ХУ) — для мужчин. 44 хромосомы или правильнее 22 пары — аутосомы — они одинаковые для обоих полов, а 23-я пара называется половыми хромосомами, так как они определяют пол будущего ребенка.
Если 23-я пара — ХХ, то пол женский, если ХУ, то мужской.
Изменения общего числа хромосом, или нормального кариотипа называются анеуплоидиями. Хромосом при этом может быть больше или меньше нормы.
Виды анеуплоидий
Аутосомные
Изменения числа аутосом бывают по разным парам хромосом.
Вообще анеуплоидий по аутосомам значительно больше — они могут встречаться и по другим парам хромосом, значительно реже бывают тетрасомии или сочетания трисомий по нескольким парам одновременно, однако все они фатальны, и еще на самых ранних сроках беременности происходит самопроизвольное её прерывание.
Дополнительные Х и У хромосомы по 23 паре
Дополнительные хромосомы по 23 паре или дополнительные половые хромосомы формируют характерные клинические признаки, однако по степени своих проявлений дополнительные половые хромосомы сопровождаются значительно более мягкими дефектами.
При этом, пусть очень редко, но могут встречаться тетра-, пента- и большее число хромосом, что приводит к усилению выраженности дефектов развития.
Ниже будут рассмотрены наиболее часто стречающиеся варианты дополнительных У и Х хромосом.
Синдром ХХУ — синдром Клайнфельтера
Кроме этого классического варианта есть другие более редкие сочетания с увеличением Х и У хромосом.
Данный синдром анеуплоидий по половым хромосомам характеризуется нарушением развития мужского организма в сторону его феминизации, то есть с преобладанием женских черт. Важно то, что до начала полового созревания в ряде случаев он может быть вообще не распознан, его можно лишь заподозрить по ряду косвенных признаков.
После наступления пубертатного возраста проявления становятся характерными — высокий рост, при этом женский тип фигуры с широким тазом и узкими плечами. Голос может оставаться практически без изменений — не мутирует, не становится мужским.
Синдром ХУУ — синдром «супермужчины»
Несмотря на название, никаких суперспособностей у таких людей нет, как впрочем и излишней агрессии, и чрезмерного потенциала в интимной сфере.
Основные черты — более низкий рост и более ранее начало полового созревания. Маскулинизация наступает раньше, нежели у сверстников, чаще встречается избыточное оволосение и ранее облысение. В интеллектуальной сфере отмечается незначительное отставание от популяции, но это связано с тем, что у таких детей с раннего детства повышенная отвлекаемость, лабильность внимания, неусидчивость, они труднее усваивают материал, именно со школы наблюдается указанное отставание.
Синдром ХХХ — синдром «суперженщины»
Аналогично предыдущему может быть «случайной находкой» при генетических исследованиях, внешне имеет минимальные проявления.
Из наиболее выраженных — некоторое снижение способности к вынашиванию, за счет большего процента самопроизвольных прерываний, могут наблюдаться минимальные проявления в репродуктивной и интеллектуальной сферах.
Дополнительные У и Х хромосомы с минимальными проявлениями
Чем позднее это происходит, тем меньшая часть клеток имеет нарушения кариотипа и тем меньше клинические проявления. Очень часто такой мозаицизм обнаруживается только при генетических исследованиях.Диагностика различных типов анеуплоидий.
Единственным достоверным способом ранней внутриутробной диагностики хромосомных аномалий у плода является генетическое исследование. Подтверждение диагноза, заподозренного на основании выявленных при скрининге рисков, проводится с инвазивным забором материала, что требует чётко обоснованных показаний к проведению.
С помощью неинвазивного пренатального теста Пренетикс можно исследовать ДНК плода в венозной крови будущей матери начиная с 10-й недели беременности. Надёжность и специфичность метода позволяет отнести Пренетикс к скринингу экспертного уровня, значительно повышающему информативность традиционного скрининга первого триместра.
Число хромосом у разных видов
| Вид | 2n |
| Человек (Homo sapiens) | 46 |
| Горилла | 48 |
| Макака (Macaca mulatta) | 42 |
| домашние животные | |
| Кошка (Felis domesticus) | 38 |
| Собака (Canis familiaris) | 78 |
| Кролик | 44 |
| Лошадь | 64 |
| Корова (Bovis domesticus) | 120 |
| Курица (Gallus domesticus) | 78 |
| Утка | 80 |
| Свинья | 40 |
| Овца | 54 |
| лабораторные животные | |
Плодовая мушка (D. melanogaster) | 8 |
| Морской еж (Strongylocentrotus purpuratus) | 42 |
| Шпорцевая лягушка (Xenopus laevis) | 36 |
| Мышь (Mus musculus) | 40 |
| Дрожжи (S.cerevisiae) | 32 |
| Нематода | 22/24 |
| Крыса | 42 |
| Морская свинка | 16 |
| позвоночные | |
| Еж | 96 |
| Лиса | 34 |
| Голубь | 16 |
| Карп | 104 |
| Минога | 174 |
| Лягушка (Rana pipiens) | 26 |
| Cазан | 104 |
| растения | |
| Клевер | 14 |
| Тополь | 38 |
| Кукуруза (Zea mays) | 20 |
| Горох | 14 |
| Береза | 84 |
| Ель | 24 |
| Лук (Allium cepa) | 16 |
| Арабидопсис (Arabidopsis thaliana | 10 |
Картошка (S. tuberosum) | 48 |
| Ужовник | 48 |
| лилия | 24 |
| Хвощ | 216 |
| Томат | 24 |
| Крыжовник | 16 |
| Вишня | 32 |
| Рожь | 14 |
| Пшеница | 42 |
| Папоротник | ~1200 |
| беспозвоночные | |
| Миксомицеты | 14 |
| Трипаносома | ? |
| Бабочка | 380 |
| 56 | |
| Протей (Necturus maculosis) | 38 |
| Рак (Cambarus clarkii) | 200 |
| Гидра | 30 |
| Аскарида | 2 |
| Пчела | 16 |
| Муравей (Myrmecia pilosula) | 2 |
| Виноградная улитка | 24 |
| Земляной червь | 36 |
| Речной рак | 116 |
| Малярийный плазмодий | 2 |
| Радиолярия | 1600 |
Наименьшее число хромосом: самки подвида муровьев Myrmecia pilosula имеют пару хромосом на клетку.
Самцы имеют только 1 хрососому в каждой клетке.
Наибольшее число: вид папоротников Ophioglossum reticulatum имеет около 630 пар хромосом, или 1260 хромосом на клетку
Верхний предел числа х-м не зависит от количества ДНК которое в них входит: у американской амфибии Amphiuma ДНК в ~30 раз больше, чем у человека, которая помещается в 14 хромосомах. Самая маленькая хромосома амфибии больше самых крупных хромосом человека —> большое количество ДНК может не влиять на увеличение числа хромосом.
Нет верхнего предела ограничивающего количество хромосом: бабочка Lysandra nivescens n=140-141 хромосома.
Существует минимальная масса хромосомы необходимая для расхождения хромосом в митозе — критическая масса. Наличие такой массы может частично объяснить избыточность ДНК.
‹ Центромеры Вверх
Может ли причудливая хромосома создать второй человеческий вид?
В наш век секвенирования генома мы можем упустить из виду важность того, как наши геномы распределены по 23 парам хромосом.
Перестановки пар невидимы для секвенирования, если присутствует правильное количество генетического материала.
Недавняя сессия генетического консультирования напомнила мне о хромосомной причуде, которая полностью выпадает из поля зрения секвенирования генома, но если бы она обнаружилась в двух копиях у группы людей, у которых есть общие дети, теоретически могла бы породить второй человеческий вид. , характеризующийся числом хромосом 44, а не 46.
ХРОМОСОМНЫЕ КОНТРОЛЬНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
Молодая пара, которую я консультировала, перенесла несколько ранних потерь при беременности, и тесты выявили дополнительный материал из хромосомы 22. Хотя это крошечная хромосома, она насыщена генами, и дополнительный генетический материал завершает развитие так же, как эмбрион. становится плодом.
Лабораторный отчет профилировал ориентиры однонуклеотидного полиморфизма (SNP) и обнаружил чрезмерное представительство фрагментов хромосомы 22. Но это было на основе всего генома с использованием технологии микрочипов, а не на упорядоченной по размеру хромосомной диаграмме вырезания и вставки, которая является старой -модифицированный кариотип.
SNP могут быть новее, но различие между дополнительной 22-й хромосомой, о которой говорится в отчете лаборатории, и действительностью дополнительной крошечной хромосомы, приклеенной к одной из других хромосом, имеет решающее значение для прогнозирования повторения в семье, потому что такая совмещенная хромосома объяснил бы неоднократные потери. Это тот случай, когда за деревьями не видят генетического леса. Хромосомы по-прежнему считаются.
Один тип хромосом, сцепленных с другим, представляет собой робертсоновскую транслокацию, названную в честь Уильяма Риса Бребнера Робертсона, доктора философии, который впервые описал ее в 1916 году у кузнечиков. С человеком или кузнечиком с одной хромосомой «Роб» все в порядке, потому что там есть два правильных набора генов — просто перестроенные. Но создание гамет (сперматозоидов или яйцеклеток) проблематично, потому что хромосома Роба имеет двойную идентичность из двух своих частей и не разделяется, как это обычно делают пары хромосом во время мейоза.
Это немного похоже на пару в кадриль, которая не разойдется, когда это сделают все остальные.
Мейоз — это форма клеточного деления, при которой наборы хромосом делятся пополам по мере образования сперматозоидов и яйцеклеток.
Допустим, у мужчины хромосома №22 срослась с хромосомой №13. Его сперма может получить нормальные 13 и нормальные 22; просто замешанный 13;22 как и сам человек; или 4 «несбалансированных» возможности, которые вносят слишком много или слишком мало вовлеченных хромосом. Для семьи это означает 2/3 риска несбалансированных хромосом для каждой беременности — и потери или врожденного синдрома.
Один из 1000 человек имеет одну хромосому Роба и является ее носителем (гетерозиготой). Робирование происходит только в хромосомах, называемых акроцентриками, у которых есть одно длинное плечо и одно очень маленькое плечо, или в телоцентриках, у которых есть только длинное плечо (но у нас их нет). Наши акроцентрики — это хромосомы 13, 14, 15, 21 и 22. Хромосома Роба 21 отвечает за редкие случаи синдрома Дауна, которые не связаны с полной трисомией (дополнительной хромосомой) и с гораздо большей вероятностью повторяются в семьях.
МЫШИ И МУНТЖАКИ
Сообщения о робертсоновских транслокациях в животном мире немногочисленны, но мыши удивительно хорошо умеют перетасовывать свои хромосомы. Их акроцентрики и телоцентрики во многом превращаются в более крупные метацентрики.
Первым потомком обыкновенной домашней мыши ( Mus musculus ) была «табачная мышь» ( Mus poschiavinus ), описанная в 1869 году из экземпляров, пойманных на табачной фабрике в Валье-ди-Поскьяво, Швейцария. У них были большие головы и маленькие темные тела. Табачные мыши позже были обнаружены в итальянских Альпах, и был обнаружен их отличительный набор из 22 хромосом, их 9пары равноплечих метацентриков слились из предковых 40 телоцентриков домовой мыши.
Динамическое число хромосом у мышей, вероятно, отражает притяжение повторов TTAGAGAG на их кончиках, которые повторяются, но наоборот, в их основных сужениях, центромерах. Такие обратные повторы в хромосомах подобны липучке, смешивая и сопоставляя свои части, создавая по крайней мере 100 различных «рас» мышей, которые, говоря генетически, являются отдельными видами, поскольку они могут воспроизводиться только друг с другом.
Получающиеся в результате типы мышей с определенными хромосомами географически фиксированы, потому что мыши мало путешествуют (если только не пробираются на корабли).
Мунтжак-предок
Мунтжаки также склонны к ограблениям. Предок Muntiacus reevesi имеет 46 хромосом как у самцов, так и у самок, тогда как производный Muntiacus muntjac имеет всего 6 хромосом у самок и 7 у самцов. Хромосомная полоса показывает, что два вида азиатских оленей имеют одни и те же гены, но они по-разному распределены среди хромосом. У баранов и хлопковых крыс тоже есть робы.
Распад больших хромосом на более мелкие, хотя и кажется энергетически более выгодным, чем образование Роба, на самом деле встречается реже. О таком расщеплении хромосом сообщалось только в культивируемых клетках семейства зебр и у черной крысы с Маврикия. Слияние хромосом на кончике, а не на открытых центромерах, также встречается редко, но это отличает азиатских речных буйволов от малазийских болотных буйволов.
Носитель Роба имеет одну необычную большую хромосому.
НОВАЯ ПОРОДА ЧЕЛОВЕКА?
Гораздо реже, чем человеческие гетерозиготы Роба, являются гомозиготами с двумя Робами, потому что эти люди могут возникнуть только в результате наследования одной копии необычной хромосомы от каждого родителя, что обычно означает, что родители связаны между собой и унаследовали Роба от общего предка, как общий прадедушка. Случаи этих гомозигот Роба, у которых 44 хромосомы, а не нормальные 46, чрезвычайно редки:
• В отчете за 1984 год описывается семья, состоящая из 3 взрослых братьев и сестер, у которых было 44 хромосомы, объединенные № 13 и 14.
• В отчете за 1988 год сообщается о трех дальнородственных семьях в Финляндии, в том числе № 13 и 14, чья Роб-хромосома передавалась носителям как минимум через 9 поколений, проявляясь по крайней мере в одной гомозиготе.
• В статье 1989 года описывается Роб в возрасте от 14 до 21 года у гомозиготы, чьи родители-носители были родственниками.
В заголовки газет попал случай из 2013 года 25-летнего здорового китайца, у которого 44 хромосомы, потому что каждые 14 соединяются с 15 – комбинация, невиданная ранее. Его родители, оба носители транслокации, приходились двоюродными братьями и сестрами. Сперматозоиды китайского мужчины несут 21 аутосому и X или Y, и он должен быть фертильным, но только с женщиной, которая обладает аналогичным набором хромосом. Скорее всего, он никогда не найдет ее. Но если он это сделает…
ОТ НАУКИ К НАУЧНОЙ ФАНТАСТИКЕ
Отчет о китайце с 44 хромосомами заканчивается словами: « Аберрация может дать материал для эволюции. … Длительная изоляция группы людей, гомозиготных по определенной робертсоновской транслокационной хромосоме, теоретически может привести к установлению нового человеческого подвида, имеющего полный генетический набор в 44 хромосомах. »
(NHGRI)
Это могло произойти и раньше. Могли ли 48 хромосом общего предка человека и шимпанзе разветвиться, чтобы дать наши 46 хромосом? Слияние 12-й и 13-й хромосом шимпанзе, в соответствии с образцами полос, могло породить нашу большую хромосому 2.
Идея наследования двойной дозы робертсоновской хромосомы, способствующей видообразованию человека, не нова. Я писал об этом в 2002 году в журнале The Scientist , в котором Лиза Шаффер, доктор философии в области «геномики отпечатков лап» в Университете штата Вашингтон, Спокан, которая в то время изучала Робса, предположила: , вероятность того, что два носителя соберутся вместе и оба передают свою транслокацию, составляет 1 к 4 миллионам, так что они существуют, просто фенотипически нормальны».
(На этой неделе я встретился с доктором Шаффер, и она сказала, что в наши дни с Робсом работает не так уж много людей. Мы с ней опасаемся, что цитогенетика — изучение хромосом и признаков — умирающее искусство. Это была моя любимая часть аспирантуры. Я научился извлекать смысл из хромосом у одного из мастеров, генетика кукурузы Маркуса Роудса.)
Возможность появления нового человеческого вида с 44 хромосомами может конкретизировать сюжеты научной фантастики, если накапливаются различные наборы мутаций в двух популяциях, происходящих от предковой.
Это может объяснить происхождение синеватых омерзительных подземных морлоков, которые поедают солнцелюбивых, мирных наземных Элоев в будущем мире Герберта Уэллса 9 лет.0023 Машина времени , написанная в 1898 году. Или Робс может лежать в основе каннибалистических визжащих гуманоидных «аберраций», также известных как «Эбби», наших потомков, которые захватят мир будущего, изображенный в «Уэйуорд Пайнс» прошлым летом.
Ни Герберт Уэллс, ни создатель «Уэйворд Пайнс» Блейк Крауч не называли робертсоновскую транслокацию правдоподобным путем к быстрой человеческой эволюции (или деволюции), но они могли бы это сделать. Писатель-фантаст Грег Беар очень близко подошел к этому в своих замечательных романах 1999 и 2003 годов «Радио Дарвина» и «Дети Дарвина». Он предполагает, что латентный ретровирус пробудился в геномах беременных женщин в 1999 перетасовали геномы нового поколения таким образом, что создали клетки с 52 хромосомами вместо 46, тем самым моментально установив группу, способную успешно спариваться только между собой.
Вам придется прочитать книги, чтобы узнать, как и почему «дети вирусов» лучше. Загнанные в лагеря напуганным большинством, они создают свою собственную культуру, еще больше разделяя два типа людей, что немного напоминает президентские выборы в США. Альтернативная реальность Медведя — убедительное изображение репродуктивной изоляции, ведущей, предположительно, к видообразованию, с первоначальным хромосомным переворотом в качестве движущей силы.
Я разговаривал с Беаром еще в 2004 году, снова по поводу Ученый (механизм быстрого вымирания преданного внештатного писателя — смена главного редактора). Грег Беар — ученый-самоучка с бурным воображением. Он сказал: «У меня мало секретов. Я люблю биологию. Я исследовал его в постоянном чтении с начала 1980-х годов. Я очень ясно увидел, что ДНК должна быть вычислительной, самоорганизующейся, самовосстанавливающейся системой. В начале 90-х мне стало ясно, что современная эволюционная теория неполна. Я намеревался найти все забытые документы, чтобы доказать, что природа представляет собой сеть сверху донизу».
9Из этих мыслей возникла серия 0023 Дарвина — и он явно знал о Робсе.
Я не очень хорош в написании художественной литературы и благоговею перед такими людьми, как Медведь, которые могут, но если бы я мог, я бы продолжил тему 44-хромосомных людей, возникающих в результате хромосомных случайностей и остающихся скрытыми на виду. среди тех, кто самодовольно секвенирует свои геномы. Могут ли социальные сети стать катализатором такого события, которого, в конце концов, не было, когда Машина времени или даже Радио Дарвина были написаны? Увы, Facebook Робертсоновская группа поддержки транслокаций, основанная в 2011 году, имеет только 2 поста, первый из которых напоминает о Господе, вероятно, отталкивая тех, кто ищет научную информацию.
Когда я закончу следующий цикл пересмотра учебников, может быть, я попробую художественную литературу… и почтить то, что может быть умирающим биологическим искусством цитогенетики.
22 и он | KQED
Доктор Барри Старр
000Z»> 1 марта 2010 г.
Сохранить статью
Пожалуйста, попробуйте еще раз
Этой статье более 9 лет.
Отсутствуют две хромосомы, но все в порядке. Частичный кариотип мужчины с 44 хромосомами.
Врач из Китая связался со мной через этот блог и сообщил интересные новости. Он нашел пациента с 44 хромосомами вместо обычных 46. И пациент был совершенно нормальным, насколько можно было судить.
Доктор связался со мной, потому что история о том, как у этого пациента оказалось 44 хромосомы, отражала мою историю о том, как люди, возможно, перешли от 48 к 46 хромосомам примерно миллион лет назад. Идея о том, что редукция хромосом человека может происходить таким образом, была теоретической, когда я писал об этом. Теперь у нас есть живое доказательство того, что это может произойти и происходит.
Склеивание двух хромосом вместе
На первый взгляд может показаться странным, что потеря пары хромосом никак не влияет на пациента, поскольку потеря даже одной обычно приводит к летальному исходу.
Но его случай отличается, потому что на самом деле он не потерял две хромосомы (и все их основные гены). Вместо этого хромосомы оказались прикрепленными к двум другим хромосомам. Так что у него те же гены… они просто упакованы по-другому.
Когда это происходит с одной хромосомой, это называется сбалансированной транслокацией. Они более распространены, чем вы думаете, примерно у 1 из 1000 человек.
Чтобы получить 44 хромосомы, как у нашего пациента, необходимо, чтобы оба родителя имели одинаковую сбалансированную транслокацию. Это возможно только в том случае, если родители находятся в близком родстве. В данном случае они родственники.
Я не буду вдаваться в подробности (нажмите здесь, чтобы узнать больше), но у этих родителей был шанс 1 из 36 родить ребенка с двойной сбалансированной транслокацией. А это наш пациент.
С 48 до 46 до 44?
Как я уже говорил, основная причина, по которой все это так интересно, заключается в том, что это подтверждает один из способов, которым люди могли перейти от 48 к 46 хромосомам много лет назад.