В литературе о структурных перестройках аутосом у человека чаще всего встречаются описания реципрокных транслокаций. Это может быть связано с несколькими причинами. Во-первых, реципрокные транслокации, не изменяя, как правило, фенотипа носителя, сбалансированного по перестройке кариотипа, способны передаваться в ряду поколений. Во-вторых, в результате перестройки может измениться морфология двух хромосом, что увеличивает возможность идентификации. Наконец, не исключено, что транслокации действительно происходят чаще других структурных перестроек.

Как известно, транслокации могут быть реципрокными, т. е. каждая вступившая в перестройку хромосома отдает часть своего материала и принимает часть материала партнера по перестройке, или нереципрокными, т. е. одна из вступивших в перестройку хромосом является только донором, а другая — только реципиентом.

Первыми реципрокную транслокацию у человека описали Edwards и др. (1962). В своей работе они приводят 2 случая реципрокной транслокации. В одной семье имелась реципрокная транслокация между хромосомами C₉ и В₄, во второй — между хромосомами А₁ и С₆. В обоих случаях носителями сбалансированного кариотипа были отцы пробанда. Для реципрокной транслокации требуются только два разрыва и два соединения, тогда как для нереципрокной — три разрыва и три соединения.

Исходя из этого, можно заключить, что реципрокные транслокации должны встречаться чаще, чем нереципрокные. Однако, чтобы быть уверенным в каждом отдельном случае, что именно эта перестройка является реципрокной транслокацией, необходимо убедиться, что произошел обмен фрагментами, т. е. какой-то хромосомный маркер, например спутник, перенесен на другую хромосому, а короткое плечо, потерявшее спутник, получило в свою очередь хромосомный материал от второго участника перестройки. Этот пример не исчерпывает всех возможностей идентификации реципрокной транслокации; во всяком случае необходимо убедиться, что в процессе перестройки хромосомы обменялись фрагментами.

А. А. Ревазов и В. В. Русских (1966) описали случай реципрокной C/D транслокации у мальчика 9 лет и его матери. У пробанда имелись гипертелоризм, широкая спинка носа, небольшой эпикант, сходящееся косоглазие, мышечная гипотония, резкая задержка умственного развития и некоторые другие симптомы хромосомного заболевания. Кариологическое исследование пробанда выявило наличие у него аномальной субметацентрической хромосомы со спутниками, в нормальном кариотипе человека не встречающейся [47, XY, t(Dp, s Ср) +]. Эта аномальная хромосома были 47-й в кариотипе. У матери обнаружена точно такая же аномальная хромосома; кроме того, в ее кариотипе не хватало одной из хромосом в группе D. Анализ хромосом из группы С (6—X—12) в кариотипе матери обнаружил необычную метацентрическую хромосому, по размеру соответствующую хромосомам C₈— С₁₀, и отсутствие одной хромосомы в паре С₉ или С₁₁. На основании данных анализа кариотипа матери больного (отсутствие двух нормальных хромосом и присутствие двух перестроенных) и был сделан вывод о реципрокной транслокации между хромосомами из групп С и D [46, XX, С—D, t(Dp, s Cp)+t(Dq Cq)+]. В мейозе у матери, очевидно, одна из перестроенных хромосом (меньшая) и два нормальных гомолога участников перестройки отошли к одному полюсу деления клетки, а большая перестроенная хромосома — к другому  (рис. 158, 159).

Клиническая картина у больных, несущих несбалансированный по реципрокной транслокации кариотип, зависит как от размеров делеции и дупликации в несбалансированном кариотипе, так и от того, какие именно хромосомы претерпели перестройку. Так, Reinwein и др. (1965) описали случай синдрома «кошачьего крика» у девочки, в кариотипе которой отсутствовали одна хромосома из группы В и одна хромосома из группы D. Вместо этого у больной имелась, аберрантная хромосома, длинные плечи которой соответствовали длинным плечам хромосом группы В, а короткие плечи были приблизительно равны длинным плечам хромосомы из группы D. Хотя кариотипы обоих родителей и 10 сибсов пробанда были вполне нормальны и, таким образом, вторую перестроенную хромосому обнаружить не удалось, авторы с полным основанием сделали вывод, что в данном случае возникла транслокация между хромосомами группы В и D. Перестройка произошла так, что короткие плечи хромосомы В присоединились к центромерному району и коротким плечам хромосомы D, а длинные плечи хромосомы D присоединились к длинным плечам и центромере хромосомы В. После расхождения хромосом из тетравалента в мейозе меньшая перестроенная хромосома и два нормальных гомолога участников перестройки пошли к одному полюсу, а большая перестроенная хромосома— к другому (также неравное расхождение). В результате одна из гамет совсем не несла материала короткого плеча одной из хромосом В (той, что участвовала в перестройке), а организм, возникший из этой гаметы (пробанд), имел делецию короткого плеча этой хромосомы В, что и отразилось на его фенотипе. В полном соответствии с цитогенетической картиной у пробанда имелся синдром «кошачьего крика», появившийся, однако, не в результате первичной делеции, а вследствие расхождения хромосом из транслокационного креста. Так как кариотипы всех остальных членов семьи были нормальными, авторам не удалось обнаружить вторую перестроенную хромосому; тем не менее их заключение о характере перестройки совершенно правильно. Если бы описываемая ими перестройка не была реципрокной транслокацией, т. е. если бы хромосома В, выступающая как реципиент (что видно из кариотипа), не выступала бы и как донор, то у больного не должна была бы наблюдаться картина синдрома «кошачьего крика», так как не было бы делеции короткого плеча хромосомы В. Таким образом, в данном случае характер перестройки помогла уточнить клиническая картина.

Если несбалансированный кариотип больного имеет дупликацию значительного участка хромосомы 21, то клиническая картина укладывается в синдром Дауна. Aaraskog (1966) описал транслокацию хромосомы 21 на короткое плечо одной из хромосом В. Кариотип больного содержал 47 хромосом, добавочная хромосома напоминала одну из хромосом группы F; она состояла из длинного плеча хромосомы 21 и короткого плеча хромосомы В; одна из хромосом В в кариотипе пробанда не имела короткого плеча. Таким образом, у больного имелась эффективная трисомия по значительной части хромосомы 21, чему соответствовала клиническая картина пробанда (синдром Дауна).

Хромосомы различных групп с разной частотой обнаруживаются как участники перестройки. Это, разумеется, еще не дает права утверждать, что данные о частоте перестроек различных хромосом, наблюдаемые при обследовании больных, отражают истинную частоту участия различных хромосом в транслокациях.

В табл. 16 приводятся данные о частоте участия аутосом человека в транслокациях — как реципрокных, так и нереципрокных, за исключением транслокаций типа центрического соединения. Эти данные составлены на основании анализа большого числа опубликованных к настоящему времени описаний транслокаций описанных выше типов, но на исчерпывающую полноту претендовать не могут.

Данные, приведенные в табл. 16, ни в коем случае не следует рассматривать как окончательные; по мере накопления материала по хромосомным перестройкам у человека они несомненно изменятся. Однако при всей их неполноте хорошо видно, что хромосомы групп В, D, Е и G значительно чаще встречаются в качестве участников транслокации, чем хромосомы групп А, С и F. Это может быть следствием двух причин, из которых ни одна не исключает другой. Во-первых, хромосомы групп В, D, Е и G действительно могут вступать в перестройку чаще, чем хромосомы остальных групп. А priori можно заключить, что частота, с которой хромосомы участвуют в транслокациях, должна зависеть от частоты разрывов в них, с одной стороны, и возможности соединения негомологичных хромосом поело разрывов — с другой.

Известно, что разрывы хромосом, как спонтанные, так и индуцированные, чаще происходят в гетерохроматиновых районах. Помимо того, известно, что хромосомы способны к негомологической конъюгации своими гетерохроматиновыми районами (А. А. Прокофьева-Бельговская, 1966). Спутничные районы же и районы вторичных перетяжек, являясь организаторами ядрышка, концентрируются вокруг него, формируя так называемый околоядрышковый гетерохроматин (Lima de Faria, 1965). Возможно, что наблюдаемая частота перестроек отражает их истинную частоту.

Не исключено, однако, что наблюдаемые нами перестройки не более часты, чем перестройки хромосом всех других типов, а наблюдаются они чаще лишь потому, что меньше снижают жизнеспособность у несбалансированных носителей. В подавляющем большинстве случаев члены семьи с хромосомной перестройкой попадают в поле зрения исследователя потому, что у одного из них или более имеются симптомы хромосомных болезней. Если характер перестройки таков, что любой несбалансированный кариотип будет приводить зиготу к гибели в ранних стадиях, эта семья имеет меньше шансов попасть в поле зрения исследователя хотя бы потому, что наряду с несбалансированными гаметами будут появляться сбалансированные и нормальные; некоторое снижение плодовитости будет совершенно незаметно при малодетности в человеческих семьях. Иначе обстоит дело, если зиготы будут гибнуть на несколько более поздних стадиях. Выкидыши — уже более веская причина для обращения к врачу, но если в семье есть и нормальные дети, обращения к врачу совсем не обязательны. Подобные семьи описали Schmid (1962) и Lejeune и Berger (1965). Таким образом, в самом сборе или, лучше сказать, в поступлении материала исследований заложена возможность систематической ошибки, которая, если ее не учитывать, может спутать все расчеты или привести к неправильным выводам.

Из классической литературы по генетике хорошо известно, что делеция или дупликация гетерохроматиновых районов менее болезненно отзывается на фенотипе носителя, чем делеция или дупликация эухроматиновых районов. Поэтому большая встречаемость анэуплоидии по гетерохроматиновым районам среди живых может быть результатом однонаправленного действия двух причин: большей частоты перестроек в гетерохроматиновых районах и меньшей опасности таких перестроек для организма.

Значительный интерес для изучения транслокаций и для возможностей медико-цитогенетической консультации представляет анализ родословных. Характерный признак передачи в семье сбалансированной перестройки — это появление пораженных в боковых ветвях большой родословной (если ее удается собрать). Редко представляется возможность изучить всех интересующих исследователя членов семьи, в особенности пораженных, так как члены семьи могут жить далеко друг от друга; те ветви семьи, в которых нет пораженных, могут отказаться сотрудничать с исследователем, а появляющиеся время от времени пораженные в других ветвях большой семьи, помимо той ветви, к которой принадлежит пробанд, к моменту исследования могут уже умереть.

Тем не менее в литературе имеется несколько очень больших родословных, в которых было изучено много людей.

Прежде всего интересно узнать, кто из родителей пораженных чаще выступает в родословных в качестве носителя сбалансированного кариотипа. Анализ большого числа транслокаций показал следующее (рис. 160): у 29 пробандов носителем сбалансированного кариотипа была мать, у 8 — отец, а 10 пробандов родились от родителей с нормальным кариотипом. Разумеется, эти цифры нельзя считать полными. Возможно, что, как и в случае транслокационного синдрома Дауна, спермин с несбалансированным хромосомным набором имеют меньше шансов оплодотворить яйцеклетку.

Однако в случае G/G транслокации типа центрического соединения перестроенный кариотип чаще встречается у отца. Поэтому и в случае реципрокных транслокаций в зависимости от характера перестройки в каждом отдельном случае риск для мужчины и женщины произвести больное потомство может быть различным. Jacobsen и др. (1966) приводят большую родословную (рис. 161), у членов которой имелась транслокация между негомологичными хромосомами из группы D, как полагают авторы, реципрокная. Анализ этой родословной позволил авторам сделать вывод о равном риске для мужчин и женщин, имеющих сбалансированный кариотип, продуцировать несбалансированные гаметы. 

В противоположность им Walzer и др. (1966), также обследовавшие большую семью, в которой имелась транслокация между хромосомой из третьей пары и хромосомой В, на основании анализа родословной (рис. 162) пришли к заключению о большем риске для женщин, имеющих сбалансированный кариотип, чем для мужчин (41% и 12% соответственно). По-видимому, для оценки риска в каждой семье следует пользоваться в первую очередь цифрами, полученными в результате анализа этой семьи, для чего необходимо составлять максимально подробные родословные.

Медико-цитогенетическая консультация значительно усложняется в случаях комплексных транслокаций, когда аберрантный кариотип может возникнуть за счет не только неправильного расхождения хромосом из тетравалента, но и рекомбинации в пределах перестроенного сегмента.

Первыми предложили схему рекомбинационной анэусомии в 1965 г. Lejeune и Berger. В своей работе они приводят анализ двух семей, в первой же из которых имелась нереципрокная транслокация между двумя хромосомами из группы С, а во второй — между хромосомами из группы В и С.  Кроме того, на эту тему имеется еще два сообщения de Grouchy (1965) и de Grouchy с сотрудниками (1966).

Предлагаемые авторами схемы возникновения анэуплоидии как следствия рекомбинации нуждаются в подтверждении прямыми наблюдениями мейоза у носителей сбалансированного кариотипа.

Мейотические хромосомы изучались в случае транслокации типа центрического соединения. Lindsten и др. (1965) изучали мейотические хромосомы в случае реципрокной транслокации между двумя хромосомами из группы С. Носителем сбалансированного кариотипа в этом исследовании был отец пробанда. Пробанд — девочка с симптомами хромосомных болезней: микроцефалией, микрогнатией, гипертелоризмом, пороками развития сердца, почек, задержкой умственного и физического развития. Анализ ее кариотипа показал, что модальное число хромосом равно 46. В группе С присутствуют только 15 хромосом вместо 16, как в нормальном женском кариотипе; вместо одной из хромосом группы С имелась хромосома, не отличимая от таковых из третьей пары. Сбалансированный по перестройке кариотип был найден у отца, брата, бабки пробанда и у сестры отца (только по матери). Помимо перестроенной хромосомы, найденной у пробанда, сбалансированный кариотип включал аберрантную хромосому, не отличимую от хромосом 16-й пары, и в группе С не хватало еще одной хромосомы. Не представлялось возможным точно определить, к каким парам принадлежали перестроенные хромосомы, но наличие в родословной брата пробанда исключало возможность вовлечения в перестройку Х-хромосомы (так как сын получает от отца из половых хромосом только Y-хромосому, и вместе с тем брат пробанда в данном случае получил обе перестроенные хромосомы).

Изучение мейотических хромосом проводилось на материале биопсии тестикулов, полученном у отца больной. Во всех пригодных для анализа метафазных пластинках наблюдалось только 22 фигуры вместо 23, как в нормальном мейозе, и в их числе характерный X—Y бивалент, что еще раз исключило возможность Х-аутосомной транслокации в данном случае. Кроме этого, в метафазе I наблюдалась необычная фигура, в которую входили 4 хромосомы. Эта фигура была интерпретирована как тетравалент, состоящий из двух перестроенных хромосом и двух нормальных гомологов участников перестройки.

Таким образом, анализ мейотических хромосом подтвердил заключение авторов о наличии реципрокной транслокации и о том, что Х-хромосома этой транслокации участия не принимает.

После того как будут составлены подробные пахитенные карты хромосом человека, возможности мейотического анализа хромосомных перестроек станут значительно более широкими.