Описание исследования
Кариотип – это полный комплект хромосом клетки человека, который остается неизменным на протяжении всей жизни. Нормой является наличие 46 хромосом, из которых 22 пары (44 хромосомы) одинаковые у мужчин и женщин. Только одна пара – половые хромосомы, у них различные. У мужчин это хромосомы XY, у женщин – ХХ (нормальный мужской кариотип 46,XY, женский – 46,ХХ). Каждая хромосома содержит в себе множество генов, в которых «запакована» наследственная информация.
Кариотипирование – это диагностический метод, посредством которого изучается хромосомный набор человека, позволяющий выявить количественное и структурное хромосомное нарушение. При этом применяется метод световой микроскопии. Исследование проводится:
- для определения детских заболеваний, обусловленных хромосомными нарушениями;
- для выявления причины бесплодия супружеской пары или привычного невынашивания беременности;
- в рамках проведения подготовки организма к нормальному зачатию, вынашиванию и рождению здорового ребенка;
- при предродовой диагностике с целью выявления внутриутробных дефектов развития;
- перед применением вспомогательных репродуктивных методов.
В случаях бесплодия супружеской пары исследование позволяет определить его причину, а также прогнозирует вероятность рождения у этих супругов ребенка с патологией хромосом.
Расположение хромосом в ядре клетки, когда она не находится в процессе деления, имеет вид распакованной молекулы ДНК, что значительно затрудняет их осмотр в световом микроскопе. Улучшение видимости хромосом и их структуры достигается посредством применения специальных красителей, которые обнаруживают их неоднородные участки. Это позволяет определять кариотип хромосом. В третьей стадии деления клетки (метафазе) вид хромосом изменяется – они представляются упакованными посредством особых белков молекулами ДНК, имеющими вид сверхспирализированных палочек. Такая компоновка позволяет «упаковывать» в маленьком объеме много хромосом и поместить их в ядре клетки, тоже не отличающемся большим объемом. Для получения систематизированного кариотипа (т.е. для определения нумерованного набора хромосомных пар гомологичных (одинаковых по форме, размерам и набору генов) хромосом), делаются фотографии их расположения. Затем отснятый материал применяют для систематизации. Ориентация изображений делается вертикальная и таким образом, чтобы короткие плечи хромосом были вверху, после чего проводится их нумерация по мере убывания размера. В самый конец изображения набора помещается пара половых хромосом.
Нарушения структуры хромосом бывает следующих видов:
- трисомия – добавление к паре еще одной хромосомы;
- моносомия – утрата из пары одной хромосомы;
- делеция – утрата фрагмента хромосомы;
- инверсия – поворот участка хромосомы на 180°;
- транслокация – перенос в новое положение фрагмента хромосомы;
- дубликация – разновидность хромосомных перестроек, при которой фрагмент хромосомы удваивается.
Посредством имеющихся на сегодняшний день методов вполне возможно детально определить:
- как внутрихромосомные, так и межхромосомные перестройки (аберрации);
- изменения порядка расположения фрагментов хромосом (делеции, инверсии, транслокации, дубликации).
Таким образом осуществляется диагностика ряда хромосомных патологий, причиной которых является нарушение как числа хромосом, так и их структуры, или же присутствие в организме одного человека множества клеточных кариотипов.
Возникновение аномальных отклонений в нормальном кариотипе наблюдается, как правило, на начальных стадиях внутриутробного развития. Если нарушение расхождения хромосом происходит при образовании половых клеток (сперматозоидов или яйцеклеток), это становится причиной появления лишней хромосомы, которая при зачатии передастся ребенку при их слиянии и образовании зиготы (клетки, содержащей полный двойной набор хромосом). Кариотип при этом будет нарушен, и лишняя хромосома будет присутствовать во всех клетках детского организма. Примером такой патологии является синдром Дауна, при котором лишней является 21 хромосома, или синдром Патау (лишняя 13 хромосома). Ранняя стадия дробления зиготы (расхождение хромосом при первых делениях оплодотворенной яйцеклетки) также может стать отправной точкой нарушения кариотипа. В организме, развитие которого начиналось с такой зиготы, может наблюдаться несколько клеточных линий с разными кариотипами. Такому многообразию кариотипов в отдельном органе или во всем организме дано название «мозаицизм». Однако такие типы аномалий встречаются достаточно редко, вследствие чего вероятность повторения их в рамках одной семьи незначительна.
Нарушение структуры хромосом передается по наследству, что значительно повышает степень семейного риска и вероятность передачи аномалии из поколения в поколение. При изменении кариотипа в развивающемся организме наблюдается образование аномалий, которые могут быть как единичными, так и комплексными. Очень часто они не совместимы с жизнью, что является причиной выкидышей на малых сроках беременности. Но определенный процент детей с отклонениями в развития доживают до родов. В представленной таблице содержится информация о заболеваниях, вызванных нарушением в кариотипе:
|
Кариотипы |
Патология |
Замечания |
|
47,XXY; 48,XXXY |
Синдром Клайнфельтера
|
Полисомия (увеличение группы гомологичных хромосом за счет появления избыточных хромосом) по X-хромосоме у мужчин (генетическое мужское заболевание, вызываемое наличием дополнительной женской хромосомы Х) |
|
45X0; 45X0/46XX; 45,X/46,XY; 46,X iso (Xq) |
Синдром Шерешевского – Тернера |
Моносомия по X-хромосоме, в т. ч. и мозаицизм (заболевание, вызываемое отсутствием либо дефективностью одной из Х-хромосом) |
|
47,ХХX; 48,ХХХХ; 49,ХХХХХ |
Полисомии по X хромосоме |
Наиболее часто - трисомия X (наследственная женская патология, обусловленная дополнительной Х-хромосомой) |
|
47,ХХ,+21; 47,ХY,+21 |
Синдром Дауна |
Трисомия по 21-й хромосоме (геномная патология, при которой вместо 46 присутствует 47 хромосом; отклонение объясняется тем, что хромосомы 21-й пары представлены тремя копиями вместо положенных двух) |
|
47,ХХ,+18; 47,ХY,+18 |
Синдром Эдвардса |
Трисомия по 18-й хромосоме (синдром со множественными пороками развития, вызываемый наличием 18-той дополнительной хромосомы) |
|
47,ХХ,+13; 47,ХY,+13 |
Синдром Патау |
Трисомия по 13-й хромосоме (синдром, вызываемый наличием дополнительной 13-й хромосомы) |
|
46,XX, 5р- |
Синдром кошачьего крика |
Делеция короткого плеча 5-й хромосомы (генетическая патология, причинной которой является отсутствие фрагмента 5-й хромосомы) |
