Содержание материала

Даже в том случае, если в клетке присутствуют все хромосомы, одна или две из них могут иногда быть повреждены. Эти структурные изменения обычно бывают следствием разрывов. Разрывы хромосом могут возникать самопроизвольно или в результате известных (например, вирусная инфекция), или же неустановленных причин, влияющих на зачатие. Тенденция к хромосомным разрывам может также передаваться ребенку от родителя или прародителя. Эти структурные хромосомные дефекты также встречаются весьма часто: примерно у одного из 500 живорожденных детей. Хромосомные разрывы служат причиной множества разнообразных изменений хромосомной структуры. К примеру, два маленьких кусочка могут оторваться от концов двух различных хромосом и поменяться местами. Этот процесс, называемый транслокацией, может происходить самопроизвольно во время зачатия или быть унаследованным и передаваться из поколения в поколение. Унаследованный вариант болезни Дауна, о которой мы уже говорили, является следствием транслокации определенных хромосом (например, обмен частями между 14-й и 21-й хромосомами). Когда части хромосом меняются местами без потери хромосомного материала, транслокация называется сбалансированной. Термин «несбалансированная транслакация» употребляется для обозначения перестройки, при которой один из кусков хромосомы теряется. Описанные явления сопровождаются наличием врожденных дефектов и риском повторного рождения в семье пораженных детей.
Многие из нас, не подозревая об этом, являются носителями различных сбалансированных хромосомных аномалий. В одних только Соединенных Штатах Америки ежегодно рождается примерно 7000 детей со сбалансированными и несбалансированными транслокациями. Те из нас, кто является носителем сбалансированных транслокаций, рискуют произвести на свет дефектного потомка: риск этот составляет примерно 10—20% для будущих матерей и около 4% — для будущих отцов. Меньший риск для отцов со сбалансированными транслокациями объясняется, по- видимому, тем, что их аномальные сперматозоиды не способны к оплодотворению. Бывают также весьма редкие ситуации, когда хромосомы обмениваются между собой таким образом, что дети рождаются с болезнью Дауна при каждой беременности: 100%-ный риск!
Не удивительно, что выявление таких транслокаций дело чрезвычайно важное, о чем свидетельствует и приводимый ниже пример (см. также гл. 15).

Супруги Джим и Барбара в течение пяти лет пытались завести ребенка. За этот период Барбара трижды беременела, но всякий раз на втором или третьем месяце беременности происходил выкидыш. Из-за повторяющихся выкидышей лечащий  врач мудро посоветовал супругам проверить, как обстоит дело с их хромосомами. Как показали результаты обследования, Барбара являлась носителем сбалансированной транслокации по 21-й хромосоме. Выяснилось также, что причиной по крайней мере некоторых выкидышей послужили дефекты эмбриона. Супругам было сказано, что они могут иметь непораженного ребенка, но чтобы знать наверняка, должны прибегнуть к пренатальной диагностике. Так они и поступили при следующей беременности. Внутриутробное исследование показало, что плод также является носителем сбалансированной транслокации, как и сама мать, и, следовательно, разовьется в здорового ребенка.
Обнаружение хромосомной транслокации у Барбары привело к поискам той же аномалии у других членов семьи. Проверка показала, что мать, две тетки и один дядя Барбары имели точно такую же сбалансированную хромосомную аномалию. Более того, дальнейшие поиски выявили, что четыре двоюродные сестры Барбары также были носителями сбалансированной хромосомной аномалии. У одной из ее двоюродных сестер был даже ребенок с болезнью Дауна, трисомия по 21-й хромосоме которого возникла как следствие несбалансированной транслокации. Вторая же двоюродная сестра, также носитель сбалансированной транслокации, как раз в то время ожидала ребенка. Телефонный звонок от Барбары оказался весьма своевременным. Беременная женщина немедленно прибегла к амниоцентезу; пренатальные исследования показали, что она носит плод с болезнью Дауна. В результате в согласии с мужем она приняла решение прервать беременность.

После того как Джим и Барбара трижды пострадали (три неудачные беременности Барбары), они приняли очень важное решение: исследовать свои хромосомы. Примерно в 3—8% случаев привычных выкидышей (здесь три выкидыша подряд) один из супругов оказывается носителем хромосомных аномалий. Чтобы обнаружить эти часто весьма незначительные отклонения, обычно прибегают к новому флюоресцентному методу исследования хромосом, о котором мы говорили выше. Когда было установлено, что Барбара является носителем транслокации, супруги разумно решили прибегнуть к помощи пренатальных исследований. Поскольку риск обзавестись дефектным ребенком составлял для них около 10%, сведения, которые они получили в результате проведенных исследований, доставили им огромное эмоциональное облегчение.

Хромосомная инверсия
Рис. 8. Хромосомная инверсия.
Хромосома может разорваться в двух местах и вновь восстановить свою целостность, после того как вырванный участок перевернулся на 180°.

Барбара и в дальнейшем действовала с большим чувством ответственности (очень желательно, чтобы такой образ действий стал правилом): она позвонила или написала каждому члену семьи по материнской линии. Благодаря ее разумному поведению удалось не только выявить других носителей болезни, но и избавить одну из двоюродных сестер от несчастья иметь ребенка с серьезными врожденными дефектами.

Другие структурные нарушения

Хромосома может разорваться в двух местах; при этом освобожденный участок может повернуться на 180° и вновь встроиться на прежнее место (рис. 8). Поскольку функция генов, по крайней мере в некоторой степени, определяется их положением в хромосоме, этот процесс называемый инверсией, может сопровождаться (но может и не сопровождаться) неприятными последствиями. В зависимости от вовлеченной в процесс хромосомы инверсия влечет за собой такие дефекты, как тяжелая умственная отсталость,
слишком маленькая голова (микроцефалия), врожденный порок сердца и другие серьезные врожденные дефекты. Инверсия может быть и наследственной. Другие сложные структурные аномалии хромосом обычно встречаются редко.