Для данного класса мутаций, называемого еще хромосомными аберрациями или хромосомными перестройками, характерно изменение структуры хромосом: уменьшение или увеличение их размеров или изменение положения их частей. Существует несколько типов хромосомных аберраций.

1. Делеции - утрата участка хромосомы с образованием центрического (содержащего центромеру) и ацентрического (бесцентромерного) фрагментов. Делеции - результат разрывов хромосом. Ацентрический фрагмент, как правило, теряется во время ближайшего митоза. Фрагмент, содержащий центромеру, реплицируется, и его копии нормально распределяются при клеточных делениях. Иногда разрывы происходят одновременно в обоих плечах хромосомы. Оба ацентрических конца элиминируются, а открытые концы центрического фрагмента могут соединиться с образованием кольцевой хромосомы.

Организмы, гетерозиготные по делеции, гемизиготны (т.е. имеют только одну дозу генов) по утраченным локусам, поэтому все рецессивные гены соответствующих локусов в интактном гомологе проявляются фенотипически. Протяженные делеции обычно легальны в гомозиготном состоянии, а также — в гемизиготном, если делеция произошла в Х-хромосоме. Мелкие делеции, как правило, не вызывают столь серьезных нарушений генного баланса и могут сохраняться в гомозиготном состоянии. Довольно часто делеции сопровождаются понижением жизнеспособности и плодовитости несущих их особей. Иногда фенотипический эффект мелких делеции имитирует генную мутацию. Делеция, получившая название мутации Notch, фенотипически проявляющаяся в зазубренности края крыла у дрозофилы и обнаруженная К. Бриджесом в 1917 г., является первым описанным примером хромосомной перестройки.

Разработанный на дрозофиле специальный метод перекрывающихся делеции был использован для цитологического картирования генов у представителей многих видов.

В зависимости от локализации утерянного участка хромосомы делеции делят на:

1) интерстициальные - отсутствует внутренний участок, не затрагивающий теломеру;

2) концевые (дефишенси, или нехватки) — отсутствует теломерный район и прилежащий к нему участок. Истинность таких делеции в свете уникальной функции теломер поставлена под сомнение. В частности, до сих пор не ясно, действительно ли терминальные (концевые) нехватки, зафиксированные у множества пациентов с наследственными синдромами, например, с синдромом кошачьего крика (5р14), Волъфа-Хиршхорна (4р16) и др.. образовались в результате одного разрыва.
У человека описаны синдромы частичных моносомий, возникших в результате делеций различных участков в хромосомах 4, 5,9, 11, 13,18, 21 и 22.

2. Дупликации — локальное удвоение (повторение) определенного участка хромосомы (известны также случаи многократных повторений, или мультипликаций какого-либо участка). Дуплицированный участок может быть расположен в исходной хромосоме: либо непосредственно примыкая к исходному участку (тандемная дупликация), либо втом же плече, но на некотором расстоянии от исходного участка, либо вдругом плече исходной хромосомы. Кроме того, дуплицированный участок может быть локализован в негомологичной хромосоме, т.е. в другой группе сцепления. В случае дупликации двух идентичных генов, сходных по характеру действия и оказавшихся в разных группах сцепления, при скрещивании будет наблюдаться характерное для дигибридного расщепления полимерных генов отношение 15:1.

Одной из причин дупликаций является неравный кроссинговер, имеющий место в том случае, если на некотором участке хромосомы гомологичные локусы при конъюгации в профазе I мейоза сдвигаются друг относительно друга на некоторое расстояние. Именно этот феномен в качестве механизма возникновения тандемных дупликаций у дрозофилы на примере мутации Ваг еще в 1925 г. предложил Альфред Стертевант. И.А. Рапопорту удалось добиться умножения этого локуса в Х-хромосоме до 8 раз. Тандемные дупликации обнаружены у нейроспоры, кукурузы, домашней мыши и других видов.

Дупликации служат источником дополнительных участков генетического материала, функция которых может быть изменена в результате мутаций и последующего отбора. За счет тандемных дупликаций относительно коротких нуклеотидных последовательностей может происходить удлинение генов.

К наиболее хорошо изученным у человека дупликациям относятся синдромы частичных трисомий по хромосомам 4, 7,9, 12 и 14.

- Читать далее "Инверсии хромосом. Транслокации хромосом."