Гены и хромосомы человека. Строение

Учитывая недавние достижения Проекта «Геном человека» и быстрое внедрение их в медицину, клиницисты должны иметь представление об организации генома человека. Размер гена в среднем составляет около 3000 пар оснований. Самая большая хромосома кариотипа человека (хромосома 1) содержит около 2968 генов, а самая маленькая (Y-хромосома) — 231 ген. Гены распределены в хромосомах по случайному принципу: некоторые хромосомы богаты генами, некоторые бедны ими. Хромосомы 17, 19 и 22 характеризуются высокой плотностью генов, хромосомы 4, 8,13,18 и Y — низкой.

Видео: Урок биологии №29. Нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК)

Неудивительно, что при часто встречающихся аномалиях (трисомиях) хромосом 13, 18 и 21 плод доживает до родов, поскольку эти хромосомы имеют наименьшее количество генов.

Гены могут изменяться и становиться причиной заболеваний человека за счет нескольких механизмов. Точечные мутации, при которых происходит замена одного основания ДНК в последовательности, могут оказывать влияние на многие функции гена. Миссенс-мутация — замещение одного основания в последовательности ДНК, из-за которого в синтезируемом протеине одна исходная аминокислота заменяется на другую. Такие мутации могут практически не повлиять на функции протеина, если замещающая аминокислота близка к исходной.

Видео: Биология на пальцах 5 "Строение хромосомы"

Если замещение произошло на существенно отличающуюся аминокислоту, структура и функции протеина могут существенно нарушаться. «Немая» мутация — замещение одного основания в последовательности ДНК, которое не приводит к изменению специфической аминокислоты в последовательности протеина. Нонсенс-мутация — замещение одного основания в последовательности ДНК, приводящее к преждевременному обрыву («усечению») протеина. Кроме точечных мутаций, существуют мутации «сдвига рамки», которые также могут приводить к синтезу измененного или усеченного белка. Мутации «сдвига рамки» — делеции или добавления оснований ДНК в числе, не кратном трем.

Эти изменения приводят к нисходящему сдвигу рамки считывания, что часто вызывает усечение белка. В целом такие мутации становятся причиной потери функций протеина и, соответственно, изменяют фенотип за счет снижения активности этого белка.

Со времен опытов Грегора Менделя с горохом, раскрывших механизмы наследования, генетика уделяет огромное внимание генным дефектам. Сегодня типы наследования определены для многих патологических состояний.

Видео: Строение и функции хромосом

Как правило, акушер-гинеколог сталкивается с хромосомными аномалиями в двух клинических аспектах. Во-первых, это беременность в позднем репродуктивном возрасте матери, при которой риск хромосомных аномалий возрастает. Во-вторых, существует связь между невынашиванием беременности и хромосомными аномалиями: более половины спорадических выкидышей вызвано хромосомными аномалиями. Кроме того, акушеры-гинекологи занимаются лечением пациенток с привычными выкидышами и бесплодием в анамнезе, причиной которых тоже могут быть хромосомные аномалии.

В клетках человека содержится 23 пары хромосом, из них 22 пары — аутосомы, общие для мужчин и женщин, и 1 пара — половые хромосомы (XX и XY). Упорядоченное расположение хромосом называют ка-риотипом. Рутинный хромосомный анализ производят путем взятия крови и стимулирования ускоренного деления лимфоцитов в культуре. После этого деление клеток ингибируют в метафазе и фиксируют хромосомы на предметном стекле. Затем хромосомы окрашивают и фотографируют для анализа.

Видео: Хромосомы, хроматиды, хроматин и т.п

Источник: http://meduniver.com