Хромосомам человека свойственны малые структурные вариации (полиморфизм), не оказывающие существенного влияния на фенотип. Однако явно патологические вариации, традиционно называемые аберрациями, обычно ассоциируются с фенотипическими аномалиями.

Если вариация настолько велика, что ее видно в световой микроскоп, можно предполагать дупликацию или дефицит многих генов. Фенотипическая аномалия бывает также результатом изменения позиции гена относительно соседних генов (эффект положения).

Простая делеция — это утрата части одной хромосомы, терминальной или интерстициальной. Делеция аутосомы обычно приводит к эмбриональной смерти или пороку развития, тогда как делеция половой хромосомы не обязательно столь пагубна [Simpson]. Делеции могут возникать также в результате кроссинговера в пределах инверсионной петли.

Кольцевая хромосома возникает в результате разрыва и длинного и короткого плеча. Центромерные концы сливаются, теломерные ацентрические фрагменты утрачиваются. Таким образом, в кольцевой хромосоме делетированы части обоих плечей. Кольцевые хромосомы нестабильны, так как при их репликации могут образовываться двойные кольца, дицентрические кольца или вся хромосома теряется.

Дупликации могут возникать при неравном кроссинговере между сестринскими хроматидами. Они также бывают следствием мейотической сегрегации у родителя с хромосомной транслокацией или результатом кроссинговера в инверсионной петле (см. ниже). Дупликации обычно не в такой мере летальны, как делеции, но у человека дупликации ассоциируются с фенотипическими аномалиями.

Если после разрывов происходит обмен материалов между двумя или несколькими хромосомами, возникает транслокация. Если же при этом не происходит утраты генетического материала, то индивидуум фенотипически нормален и транслокация считается сбалансированной. Подобные индивидуумы гетерозиготны по транслокации. Однако во время I деления мейоза 2 транслокационные и 2 структурно нормальные хромосомы могут сегрегироваться по-разному. Хромосомный набор гамет будет сбалансированным, если обе транслокационные хромосомы окажутся в одной гамете, а обе нормальные — в комплементарной (альтернативная сегрегация).

Но когда любая транслокационная хромосома и одна нормальная отходят к одному полюсу, образуются несбалансированные гаметы, содержащие дупликацию или делению. Если гомологичные центромеры оказываются в одной гамете, такую сегрегацию называют упорядоченной сегрегацией I. Когда в одну гамету переходят негомологичные центромеры — это упорядоченная сегрегация II.

При инверсии изменяется порядок расположения генов в хромосоме, но нет ни дупликации, ни делеции. Для образования инверсии необходимо наличие не менее двух разрывов. Если сегмент, лежащий между разрывами, содержит центромеру, инверсия перицентрическая. Если этот сегмент не включает центромеру, инверсия парацентрическая. Парацентрическую инверсию обнаружить труднее, чем перицентрическую, но этому помогают метод дифференцированной окраски (banding), исследование мейоза и генетический анализ.

Несущие инверсию индивидуумы фенотипически нормальны, но если в хромосоме с инверсией произойдет единственное кроссинговерное событие в I делении мейоза, у потомков могут быть нарушения. Результатом кроссинговера в пределах парацентрической инверсии будут 1 ацентрическая, 1 дицентрическая и 2 нормальные хроматиды. Если в пределах парацентрической петли кроссинговер произойдет в двух точках, может не быть никаких последствий. Единственное кроссинговерное событие в петле перицентрической инверсии сопряжено с риском двух продуктов, содержащих дупликацию — делению, и 2 нормальных хроматид. В случае двух кроссинговеров в петле аномалий не будет.

Изохромосомы — это хромосомы, имеющие идентичные плечи. Они возникают из-за того, что центромера разделилась в горизонтальной, а не вертикальной плоскости (рис. 34). Один продукт такого деления ацентрический, содержит одно плечо хромосомы целиком и при следующем клеточном делении утеряется. Второй продукт телоцентрический, способный к саморепликации, и в следующей S-фазе образует метацентрическую хромосому. Плечи изохромосомы изологичны, идентичны как структурно, так и генетически.

Изохромосома может быть составлена из идентичных длинных или идентичных коротких плечей в зависимости от того, какое плечо остается с центромерой. Таким образом, изохромосома содержит полную дупликацию одного плеча и полную делецию другого.

Дицентрическая хромосома содержит 2 центромеры. Началом ее образования может служить изохроматидный разрыв. Теломерный ацентрический фрагмент утрачивается, а сестринские хроматиды соединяются. После продольного деления центромеры получается, что хромосома содержит 2 центромеры, дуплицированную и делегированную порции. Дицентрическая хромосома может быть также результатом единичного кроссинговерного события в парацентрической петле.

Наличие двух центромер (дицентрик) служит причиной митотической нестабильности, так как центромеры во время телофазы могут двигаться к разным полюсам. Хромосома растягивается вплоть до разрыва, за которым следуют потеря хромосомного материала или вторичные перестройки (цикл разрыв — слияние — мост).

У мозаичного организма 2 или больше генотипов (т. е. клеточных линий), каждый из которых происходит от одной зиготы. Хромосомный мозаицизм обычно возникает в результате нерасхождения в митозе или задержки в анафазе, когда сохраняются по крайней мере 2 клеточные линии с разными наборами хромосом. Единичное событие нерасхождения может дать до трех клеточных линий, но поскольку часто не все дочерние клетки жизнеспособны, мозаицизм менее сложный. Для образования других форм мозаицизма, наоборот, необходимо, чтобы ошибки произошли минимум в трех клеточных делениях.
Мозаицизм может быть также следствием образования нестабильной (например, дицентрик) центромеры, которое вторично приводит к утрате хромосомы (цикл разрыв — слияние — мост) и развитию моносомной линии.

В случае химеризма индивидуум также обладает двумя или более генотипами, но каждый из них берет начало из разных зигот, которые в последующем сливаются.
Выявление мозаицизма и химеризма обсуждается в работе Simpson.

- Рекомендуем далее ознакомиться со статьей "Частота аномалий хромосом при беременности"

1. Психиатрическая генетическая консультация при беременности
2. Аномалии числа хромосом при беременности - течение, прогноз
3. Аберрации хромосом при беременности - течение, прогноз
4. Частота аномалий хромосом при беременности
5. Влияние беременности на женщин с аномалиями хромосом
6. Трисомия аутосом при беременности - течение, прогноз
7. Кариоотипы 47,ХХХ И 46,ХХ/47,ХХХ при беременности - течение, прогноз
8. Кариотипы 45,Х; 45,Х/46,ХХ; 45,Х/46,ХХ/47,ХХХ при беременности - течение, прогноз
9. Беременность от мужчин с кариотипом 47,XYY - течение, прогноз
10. Потомки при аномалиях хромосом у родителей