Механизмы возникновения геномных и хромосомных мутаций на разных стадиях онтогенеза

Хромосомные аномалии могут возникать на разных стадиях онтогенеза. Для пренатальной цитогенетики особенно важны те нарушения кариотипа, которые возникают в гаметогенезе, при оплодотворении и на ранних стадиях развития.

Хромосомные аномалии подразделяют на геномные и структурные. Первые связаны с изменением числа хромосом, вторые — их структуры.

Основными механизмами возникновения триплоидии являются нарушения оплодотворения, связанные с диандрией (присутствие в яйцеклетке двух отцовских геномов) или с дигинией (наличие в яйцеклетке лишнего гаплоидного генома матери).

Тетраплоидия может быть результатом одного из двух событий — блокирования веретена деления или эндомитоза.

Анеуплоидия возникает в результате нарушения сегрегации хромосом в митозе или в мейозе.

Основные механизмы возникновения анеуплоидии:

ь собственно нерасхождение хромосом (приводит к образованию дочерних анеуплоидных клеток — гипери гипоплоидных — вследствие сегрегации обеих гомологичных хромосом (хроматид) к одному полюсу в анафазе клеточного деления (истинное нерасхождение);

ь предделение (преждевременное разделение центромер, вследствие чего происходит сегрегация унивалентов к одному полюсу. Н-р, преждевременное разделение сестринских хроматид в первом делении мейоза оогенеза. Хромосомный набор во втором полярном тельце и ооците в этом случае будет определяться случайной комбинацией одиночных сестринских хроматид. Данный механизм наблюдается при синдроме Робертса и в отдельных 47, ХХХ лимфоцитах периферической крови у женщин с привычным невынашиванием.);

ь запаздывание хромосом (это полное отсутствие или замедленное относительно остальных хромосом движение хромосомы (или хроматиды) в анафазе, обусловленное, как правило, нарушением ее ориентации. Ведущую роль в этом механизме играют нарушения микротрубочек вретена деления, формирования и функций кинетохора);

ь первичное и вторичное нерасхождение хромосом

Первичное нерасхождение хромосом — аномальная сегрегация хромосом в случае вступления в мейоз нормальной диплоидной клетки. Подразделяется на три типа:

• — простое, результатом которого являются гаметы с нуллисомией или дисомией;
• — двойное, к которому относят сочетание двух простых нерасхождений, одно из которых произошло в оогенезе, другое — в сперматогенезе;
• — последовательное нерасхождение, приводящее к возникновению полисомий, является результатом двух событий нерасхождения одной и той же пары хромосом — сначала в первом, а затем и во втором делениях мейоза.

При изучении роли рекомбинации в нерасхождении хромосом, было установлено, что нерасхождение хромосом в первом делении мейоза характеризуется подавлением рекомбинации и преимущественной локализаций хиазм в дистальных участках. При нерасхождении во втором делении мейоза большая часть рекомбинаций регистрируется в проксимальных районах. Увеличение числа теломерных хиазм с большей вероятностью приведет к нерасхождению в первом делении, а прицентромерных — во втором делении мейоза.