Подавляющее большинство ненормальностей в хромосомных наборах человека, влекущих за собой заболевания и дефекты развития, связано с нарушениями в числе хромосом.

Эти нарушения могут быть двух типов:

1) умножение полного хромосомного набора (полиплоидия);

2) увеличение либо уменьшение числа хромосом вследствие добавления или утери одной или нескольких хромосом в наборе (анэуплоидия).

Оба типа численных нарушений в хромосомном наборе обусловлены, как правило, патологией митоза: они могут возникнуть как следствие дефектов функционирования центромерных районов хромосом или дефектов формирования митотического аппарата клетки. Патология митоза, связанная с повреждением митотического аппарата, может возникнуть либо при нарушении синтеза материала, идущего на построение веретена деления, либо при поражении сборки митотического аппарата (Д. Мэзия, 1961; И. А. Алов, 1965).

Полиплоидия. Полиплоидные хромосомные наборы возникают в результате нарушения нормального митотического цикла: удвоение хромосом не сопровождается делением ядра и клетки.

Подобный феномен обычно может быть результатом одного из двух событий.

  • Блокирование веретена. В этом случае хромосомы претерпевают нормальную митотическую спирализацию и преобразуются в компактные тела метафазы, расположенные в цитоплазме; но поляризация в клетке нарушена, ахроматический аппарат не сформирован, сестринские хроматиды в анафазе не отходят к противоположным полюсам клетки и остаются все в одном ядре. Таким образом ведут себя хромосомы после действия на клетку колхицина, блокирующего ахроматический аппарат, поэтому такой тип поведения хромосом получил название К-митоза.

 

  • Эндомитоз. Имеется много типов этого процесса, существенной особенностью которого является блокирование ахроматического аппарата в клетке и сохранение ядерной мембраны в течение всего периода преобразований хромосом в митотические структуры (Geitler, 1935) .

В клетках человека часто обнаруживается и в норме, и в патологических случаях один из типов эндомитоза — эндоредупликация: после редупликации хромосом в периоде S клеточного цикла хромосомы не спирализуются, не переходят в фазу митоза, а, пропуская деление, снова входят в состояние интерфазы. После вторичной редупликации во втором клеточном цикле они могут нормально пройти все стадии митоза. При этом в метафазе будет обнаружен удвоенный (тетраплоидный) хромосомный набор. Как правило, все четыре хроматиды одной хромосомы после эндоредупликации лежат рядом, формируя одну общую группу (рис. 15).

Если удвоение диплоидного хромосомного набора произошло в результате блокирования первого деления зиготы, возникает полностью тетраплоидный организм, все клетки которого содержат не два, как в норме (2n), а четыре гаплоидных набора хромосом. При слиянии двух гамет, из которых одна содержит не гаплоидный, как обычно, а диплоидный, т. е. нередуцированный, хромосомный набор, возникает триплоидная зигота (3n).

Такие события у человека всегда приводят к спонтанному аборту эмбриона, содержащего триплоидный (69 хромосом) или тетраплоидный (92 хромосомы) хромосомный набор. Аборт происходит обычно в первые 3 месяца беременности. При исследовании материала спонтанного аборта обнаруживается полное отсутствие органогенеза, и самого эмбриона практически нет. Культура клеток составляется из плодных оболочек. Таким образом, развитие эмбрионов человека с 69 или 92 хромосомами вместо 46 прекращается в самых ранних стадиях.

Анэуплоидия. Добавление или утеря одной или нескольких хромосом из ядра (анэуплоидия) возникает в результате нерасхождения хромосом в мейотических делениях или в митозе. Термин «нерасходжение» означает отсутствие разъединения хромосом (в мейозе) или хроматид (в митозе) в анафазе.

Нерасхождение хромосом, установленное впервые для дрозофилы классическим исследованием Bridges (1961), влечет за собой изменение баланса наследственных факторов в организме и лежит в основе многочисленных заболеваний и дефектов развития у человека.

Развитие индивидуумов с нарушенными хромосомными комплексами может быть обусловленно нерасхождением гомологичных хромосом в мейозе у родителей или сестринских хроматид в ранних делениях зигот: оба гомолога (в мейозе) или обе сестринских хроматиды (в митозе) отходят к одному полюсу.

close