Ndryshueshmëria mutacionale ndodh në rast të shfaqjes së mutacioneve - ndryshime të vazhdueshme në gjenotip (d.m.th., molekulat e ADN-së), të cilat mund të prekin kromozome të tëra, pjesët e tyre ose gjenet individuale.

Mutacionet mund të jenë të dobishme, të dëmshme ose neutrale. Sipas klasifikimit modern, mutacionet zakonisht ndahen në grupet e mëposhtme.

1. Mutacione gjenomike - e lidhur me ndryshimet në numrin e kromozomeve. Me interes të veçantë është POLYPLOIDIA - një rritje e shumëfishtë e numrit të kromozomeve, d.m.th. në vend të një grupi kromozomesh 2n, shfaqet një grup prej 3n,4n,5n ose më shumë. Shfaqja e poliploidisë shoqërohet me një shkelje të mekanizmit të ndarjes së qelizave. Në veçanti, mosndarja e kromozomeve homologe gjatë ndarjes së parë të mejozës çon në shfaqjen e gameteve me një grup kromozomesh 2n.

Poliploidia është e përhapur në bimë dhe shumë më rrallë tek kafshët (krimbat e rrumbullakët, krimbat e mëndafshit, disa amfibë). Organizmat poliploide, si rregull, karakterizohen nga madhësi më të mëdha dhe sintezë të zgjeruar të substancave organike, gjë që i bën ata veçanërisht të vlefshëm për punën e mbarështimit.

Një ndryshim në numrin e kromozomeve për shkak të shtimit ose humbjes së kromozomeve individuale quhet aneuploidi. Mutacioni i aneuploidisë mund të shkruhet si 2n-1, 2n+1, 2n-2, etj. Aneuploidia është e zakonshme për të gjitha kafshët dhe bimët. Tek njerëzit, një sërë sëmundjesh shoqërohen me aneuploidi. Për shembull, sëmundja Down shoqërohet me praninë e një kromozomi shtesë në çiftin e 21-të.

2. Mutacionet kromozomale - Këto janë rirregullime të kromozomeve, ndryshime në strukturën e tyre. Seksionet individuale të kromozomeve mund të humbasin, dyfishohen ose ndryshojnë pozicionin e tyre.

Kjo mund të tregohet skematikisht si më poshtë:

Rendi normal i gjenit ABCDE

Dyfishimi ABBCDE i një rajoni kromozomik

Humbja ABDE e një vendi

ABEDC rrotullon zonën 180 gradë

Shkëmbimi ABCFG i rajoneve me një kromozom jo-homolog

Ashtu si mutacionet gjenomike, mutacionet kromozomike luajnë një rol të madh në proceset evolucionare.

3. Mutacionet e gjeneve të shoqëruara me ndryshime në përbërjen ose sekuencën e nukleotideve të ADN-së brenda një gjeni. Mutacionet e gjeneve janë më të rëndësishmit në mesin e të gjitha kategorive të mutacioneve.

Sinteza e proteinave bazohet në korrespondencën e renditjes së nukleotideve në gjen dhe renditjes së aminoacideve në molekulën e proteinës. Shfaqja e mutacioneve të gjeneve (ndryshimet në përbërjen dhe sekuencën e nukleotideve) ndryshon përbërjen e proteinave enzimë përkatëse dhe, në fund të fundit, çon në ndryshime fenotipike. Mutacionet mund të ndikojnë në të gjitha tiparet e morfologjisë, fiziologjisë dhe biokimisë së organizmave. Shumë sëmundje të trashëguara të njeriut shkaktohen gjithashtu nga mutacionet e gjeneve.

Mutacionet në kushte natyrore janë të rralla - një mutacion i një gjeni specifik për 1000-100000 qeliza. Por procesi i mutacionit është në vazhdim, ka një grumbullim të vazhdueshëm të mutacioneve në gjenotipe. Dhe nëse marrim parasysh se numri i gjeneve në një organizëm është i madh, atëherë mund të themi se në gjenotipet e të gjithë organizmave të gjallë ekziston një numër i konsiderueshëm i mutacioneve gjenetike.

Mutacionet janë faktori më i madh biologjik që përcakton ndryshueshmërinë e madhe trashëgimore të organizmave, i cili siguron material për evolucion.

Shkaktarët e mutacioneve mund të jenë çrregullime natyrore në metabolizmin qelizor (mutacione spontane) ose veprimi i faktorëve të ndryshëm mjedisorë (mutacione të induktuara). Faktorët që shkaktojnë mutacione quhen mutagjenë. Mutagjenët mund të jenë faktorë fizikë - rrezatimi, temperatura.... Mutagjenët biologjikë përfshijnë viruse që janë të afta të transferojnë gjenet midis organizmave jo vetëm të grupeve sistematike të afërta, por edhe të largëta.

Aktiviteti ekonomik njerëzor ka sjellë një sasi të madhe mutagjenesh në biosferë.

Shumica e mutacioneve janë të pafavorshme për jetën e një individi, por ndonjëherë lindin mutacione që mund të jenë me interes për shkencëtarët e mbarështimit. Aktualisht, janë zhvilluar metoda për mutagjenezën e synuar.

1. Sipas natyrës së ndryshimit të fenotipit, mutacionet mund të jenë biokimike, fiziologjike, anatomike dhe morfologjike.

2. Sipas shkallës së përshtatshmërisë, mutacionet ndahen në të dobishme dhe të dëmshme. E dëmshme - mund të jetë vdekjeprurëse dhe të shkaktojë vdekjen e trupit edhe në zhvillimin embrional.

Më shpesh, mutacionet janë të dëmshme, pasi tiparet normalisht janë rezultat i përzgjedhjes dhe përshtaten organizmin me mjedisin e tij. Mutacioni gjithmonë ndryshon përshtatjen. Shkalla e dobisë ose e padobishmërisë së tij përcaktohet nga koha. Nëse një mutacion lejon një organizëm të përshtatet më mirë dhe jep një shans të ri për të mbijetuar, atëherë ai "merret" nga përzgjedhja dhe fiksohet në popullatë.

3. Mutacionet mund të jenë të drejtpërdrejta ose të kundërta. Këto të fundit janë shumë më pak të zakonshme. Në mënyrë tipike, një mutacion i drejtpërdrejtë shoqërohet me një defekt në funksionin e gjeneve. Probabiliteti i një mutacioni dytësor në drejtim të kundërt në të njëjtën pikë është shumë i vogël;

Mutacionet janë shpesh recesive, pasi ato dominuese shfaqen menjëherë dhe "refuzohen" lehtësisht nga përzgjedhja.

4. Sipas natyrës së ndryshimit të gjenotipit, mutacionet ndahen në gjenetike, kromozomale dhe gjenomike.

Mutacionet e gjeneve, ose pika, janë një ndryshim në një nukleotid në një gjen në një molekulë të ADN-së, që çon në formimin e një gjeni jonormal dhe, rrjedhimisht, një strukturë jonormale të proteinave dhe zhvillimin e një tipari jonormal. Një mutacion i gjenit është rezultat i një "gabimi" gjatë replikimit të ADN-së.

Rezultati i mutacionit të gjeneve tek njerëzit janë sëmundje të tilla si anemia drapërocitare, fenilketonuria, verbëria e ngjyrave dhe hemofilia. Për shkak të mutacionit të gjeneve, lindin alele të reja të gjeneve, të cilat kanë implikime në procesin evolucionar.

Mutacionet kromozomale - ndryshimet në strukturën e kromozomeve, rirregullimet kromozomale. Llojet kryesore të mutacioneve kromozomale mund të dallohen:

a) fshirje - humbja e një seksioni të një kromozomi;

b) zhvendosje - transferimi i një pjese të kromozomeve në një kromozom tjetër jo-homolog, si rezultat - një ndryshim në grupin e lidhjes së gjeneve;

c) inversion - rrotullim i një seksioni kromozomi me 180°;

d) dyfishim - dyfishim i gjeneve në një rajon të caktuar të kromozomit.

Mutacionet kromozomale çojnë në ndryshime në funksionimin e gjeneve dhe janë të rëndësishme në evolucionin e specieve.

Mutacionet gjenomike janë ndryshime në numrin e kromozomeve në një qelizë, shfaqja e një kromozomi shtesë ose humbja e një kromozomi si rezultat i një çrregullimi në mejozë. Një rritje e shumëfishtë e numrit të kromozomeve quhet poliploidi (Zp, 4/g, etj.). Ky lloj mutacioni është i zakonshëm në bimë. Shumë bimë të kultivuara janë poliploide në raport me paraardhësit e tyre të egër. Një rritje e kromozomeve me një ose dy te kafshët çon në anomalitë e zhvillimit ose vdekjen e organizmit. Shembull: Sindroma Down tek njerëzit është trizomia 21, me gjithsej 47 kromozome në një qelizë. Mutacionet mund të merren artificialisht duke përdorur rrezatim, rreze x, rrezatim ultravjollcë, agjentë kimikë dhe nxehtësi.

Ligji i serisë homologjike N.I. Vavilova. Biologu rus N.I. Vavilov përcaktoi natyrën e shfaqjes së mutacioneve në specie të lidhura ngushtë: "Gjeneritë dhe speciet që janë gjenetikisht të afërta karakterizohen nga seri të ngjashme të ndryshueshmërisë trashëgimore me një rregullsi të tillë që, duke ditur një numër formash brenda një specie, mund të parashikohet prania e forma paralele në specie dhe gjini të tjera.

Zbulimi i ligjit lehtësoi kërkimin për anomalitë trashëgimore. Duke ditur ndryshueshmërinë dhe mutacionet në një specie, mund të parashikohet mundësia e shfaqjes së tyre në specie të lidhura, gjë që është e rëndësishme në përzgjedhje.

5.2. Mutacionet kromozomale

Mutacionet kromozomale ndahen në dy kategori: 1) mutacione të shoqëruara me ndryshime në numrin e kromozomeve në kariotip (nganjëherë quhen edhe aberacione numerike ose mutacione gjenomike); 2) mutacione, të përbëra nga ndryshime në strukturën e kromozomeve individuale (aberacione strukturore).

Ndryshimet në numrin e kromozomeve. Ato mund të shprehen me shtimin e një ose më shumë grupeve haploide (n) në grupin origjinal diploid të kromozomeve (2n), gjë që çon në shfaqjen e poliploidisë (triploidi, 3n, tetraploidi, 4n, etj.). Shtesat ose humbjet e një ose më shumë kromozomeve janë gjithashtu të mundshme, duke rezultuar në aneuploidi (heteroploidi). Nëse aneuploidia shoqërohet me humbjen e një kromozomi (formula 2n-1), atëherë është zakon të flitet për monozomi; humbja e një çifti kromozomesh homologe (2n-2) çon në nullizomi; kur një kromozom (2n + 1) i shtohet grupit diploid, ndodh trizomia. Në rastet kur ka një rritje të grupit me dy ose më shumë kromozome (por më pak se numri haploid), përdoret termi "polisemi".

Poliploidia është shumë e zakonshme në disa grupe bimësh. Marrja e varieteteve poliploide të bimëve të kultivuara është një detyrë e rëndësishme e praktikës së mbarështimit, pasi me rritjen e ploidisë rritet vlera ekonomike e bimëve të tilla (gjethet, kërcelli, farat dhe frutat bëhen më të mëdha). Nga ana tjetër, poliploidia është mjaft e rrallë te kafshët dioecious, pasi në këtë rast shpesh prishet ekuilibri midis kromozomeve seksuale dhe autozomave, gjë që çon në infertilitet të individëve ose në vdekshmëri (vdekje të organizmit). Tek gjitarët dhe njerëzit, poliploidët që rezultojnë, si rregull, vdesin në fazat e hershme të ontogjenezës.

Aneuploidia vërehet në shumë lloje organizmash, veçanërisht në bimë. Trisomia e disa bimëve bujqësore gjithashtu ka një vlerë të caktuar praktike, ndërsa monosomia dhe nullisomia shpesh çojnë në mosqëndrueshmërinë e individit. Aneuploiditë njerëzore janë shkaku i patologjisë së rëndë kromozomale, e cila manifestohet në çrregullime serioze të zhvillimit të individit, paaftësinë e tij, që shpesh përfundon në vdekjen e hershme të organizmit në një ose një fazë tjetër të ontogjenezës (vdekjes). Sëmundjet kromozomale të njeriut do të diskutohen më në detaje në nënseksion. 7.2.

Shkaqet e poliploidisë dhe aneuploidisë shoqërohen me shqetësime në divergjencën e kompleksit diploid të kromozomeve (ose kromozomeve të çifteve individuale) të qelizave prindërore në qelizat bijë gjatë procesit të mejozës ose mitozës. Kështu, për shembull, nëse gjatë oogjenezës tek një person ka një mosndarje të një çifti autosome të qelizës amë me një kariotip normal (46, XX), atëherë do të ndodhë formimi i vezëve me kariotipe mutante 24 , X Dhe 22.X. Rrjedhimisht, kur vezë të tilla fekondohen nga spermatozoidet normale (23.X ose 23.X), mund të shfaqen zigota (individë) me trizomi. (47.XX ose 47 ,XY) dhe me monozomi (45.XX ose 45.XY) për autozomin përkatës. Në Fig. Figura 5.1 tregon një diagram të përgjithshëm të çrregullimeve të mundshme të oogjenezës në fazën e riprodhimit të qelizave diploide primare (gjatë ndarjes mitotike të oogonisë) ose gjatë maturimit të gameteve (gjatë ndarjes mejotike), duke çuar në shfaqjen e zigoteve triploide (shih Fig. 3.4 ). Efekte të ngjashme do të vërehen me çrregullimet përkatëse të spermatogjenezës.

Nëse çrregullimet e mësipërme prekin qelizat me ndarje mitotike në fazat e hershme të zhvillimit embrional (embriogjeneza), atëherë individët shfaqen me shenja mozaiku (mozaik), d.m.th. ka qeliza normale (diploide) dhe qeliza aneuploide (ose poliploide).

Aktualisht njihen agjentë të ndryshëm, për shembull, temperatura të larta ose të ulëta, disa kimikate të quajtura “helme mitotike” (kolkicina, heteroauksina, acenaftoli, etj.), të cilët prishin funksionimin normal të aparatit të ndarjes qelizore në bimë dhe kafshë, duke parandaluar

përfundimi normal i procesit të ndarjes së kromozomeve në anafazë dhe telofazë. Me ndihmën e agjentëve të tillë, në kushte eksperimentale fitohen qeliza poliploide dhe aneuploide të eukariotëve të ndryshëm.

Ndryshimet në strukturën e kromozomeve (aberacionet strukturore). Aberracionet strukturore janë rirregullime intrakromozomale ose ndërkromozomale që ndodhin kur kromozomet thyhen nën ndikimin e mutagjenëve mjedisorë ose si rezultat i shqetësimeve në mekanizmin e kryqëzimit, duke çuar në shkëmbim të gabuar gjenetik (të pabarabartë) midis kromozomeve homologe pas "prerjes" enzimatike të tyre. faqet konjuguese.

Rirregullimet intrakromozomale përfshijnë delecione (mangësi), d.m.th. humbje të seksioneve individuale të kromozomeve, dyfishime (dyfishime) të shoqëruara me dyfishimin e seksioneve të caktuara, si dhe përmbysje dhe translokime jo reciproke (transpozime), duke ndryshuar rendin e gjeneve në kromozom (në grupin e lidhjes). Një shembull i rirregullimeve ndërkromozomale janë zhvendosjet reciproke (Fig. 5.2).

Fshirjet dhe dyfishimet mund të ndryshojnë numrin e gjeneve individuale në gjenotipin e një individi, gjë që çon në një çekuilibër në marrëdhëniet e tyre rregullatore dhe manifestimet përkatëse fenotipike. Delecionet e mëdha janë zakonisht vdekjeprurëse në gjendjen homozigote, ndërsa fshirjet shumë të vogla më shpesh nuk janë shkaku i drejtpërdrejtë i vdekjes tek homozigotët.

Inversioni ndodh si rezultat i një thyerje të plotë në dy skajet e një rajoni kromozomik, i ndjekur nga një rrotullim i këtij rajoni me 180° dhe ribashkimi i skajeve të thyera. Në varësi të faktit nëse centromeri përfshihet apo jo në rajonin e përmbysur të kromozomit, inversionet ndahen në pericentrike dhe paracentrike (shih Fig. 5.2). Rirregullimet që rezultojnë në rregullimin e gjeneve në një kromozom të veçantë (rirregullimet e grupit të lidhjes) mund të shoqërohen gjithashtu me shqetësime në shprehjen e gjeneve përkatëse.

Rirregullimet që ndryshojnë rendin dhe (ose) përmbajtjen e vendndodhjeve të gjeneve në grupet e lidhjes ndodhin gjithashtu në rastin e translokimeve. Më të zakonshmet janë zhvendosjet reciproke, në të cilat ka një shkëmbim të ndërsjellë të seksioneve të thyera më parë midis dy kromozomeve johomologe. Në rastin e zhvendosjes jo reciproke, zona e dëmtuar lëviz (transpozim) brenda të njëjtit kromozom ose në kromozomin e një çifti tjetër, por pa shkëmbim të ndërsjellë (reciproke) (shih Fig. 5.2).

shpjegimet e mekanizmit të mutacioneve të tilla. Këto rirregullime përbëhen nga shkrirja qendrore e dy kromozomeve johomologe në një ose ndarja e një kromozomi në dy si rezultat i thyerjes së tij në rajonin e centromerit. Rrjedhimisht, rirregullime të tilla mund të çojnë në ndryshime në numrin e kromozomeve në kariotip pa ndikuar në sasinë totale të materialit gjenetik në qelizë. Besohet se zhvendosjet Robertsonian janë një nga faktorët në evolucionin e kariotipeve në lloje të ndryshme të organizmave eukariote.

Siç u përmend më herët, përveç gabimeve në sistemin e rikombinimit, devijimet strukturore zakonisht shkaktohen nga thyerjet e kromozomeve që ndodhin nën ndikimin e rrezatimit jonizues, kimikateve të caktuara, viruseve dhe agjentëve të tjerë.

Rezultatet e studimeve eksperimentale të mutagjenëve kimikë tregojnë se rajonet heterokromatike të kromozomeve janë më të ndjeshmet ndaj efekteve të tyre (më shpesh prishjet ndodhin në rajonin centromere). Në rastin e rrezatimit jonizues, një model i tillë nuk vërehet.

Termat dhe konceptet bazë: shmangie; aneuploidi (heteroploidi); fshirje (mungesë); dyfishim (dyfishim); vdekshmëria; "helmet mitotike"; monosomia; zhvendosje jo reciproke; nullisomia; përmbysja paracentrike; përmbysja pericentrike; poliploidi; polisemi; zhvendosje reciproke; Translokimi Robertsonian; transpozim; trisomi; mutacioni kromozomik.

9.Klasifikimi i mutacioneve

Ndryshueshmëria mutacionale ndodh kur ndodhin mutacione - ndryshime të përhershme në gjenotip (d.m.th., molekulat e ADN-së), të cilat mund të prekin kromozome të tëra, pjesët e tyre ose gjenet individuale.
Mutacionet mund të jenë të dobishme, të dëmshme ose neutrale. Sipas klasifikimit modern, mutacionet zakonisht ndahen në grupet e mëposhtme.
1. Mutacione gjenomike– e shoqëruar me ndryshime në numrin e kromozomeve. Me interes të veçantë është POLYPLOIDY - një rritje e shumëfishtë e numrit të kromozomeve. Shfaqja e poliploidisë shoqërohet me një shkelje të mekanizmit të ndarjes së qelizave. Në veçanti, mosndarja e kromozomeve homologe gjatë ndarjes së parë të mejozës çon në shfaqjen e gameteve me një grup kromozomesh 2n.
Poliploidia është e përhapur në bimë dhe shumë më rrallë tek kafshët (krimbat e rrumbullakët, krimbat e mëndafshit, disa amfibë). Organizmat poliploide, si rregull, karakterizohen nga madhësi më të mëdha dhe sintezë të zgjeruar të substancave organike, gjë që i bën ata veçanërisht të vlefshëm për punën e mbarështimit.
2. Mutacionet kromozomale- Këto janë rirregullime të kromozomeve, ndryshime në strukturën e tyre. Seksionet individuale të kromozomeve mund të humbasin, dyfishohen ose ndryshojnë pozicionin e tyre.
Ashtu si mutacionet gjenomike, mutacionet kromozomike luajnë një rol të madh në proceset evolucionare.
3. Mutacionet e gjeneve të shoqëruara me ndryshime në përbërjen ose sekuencën e nukleotideve të ADN-së brenda një gjeni. Mutacionet e gjeneve janë më të rëndësishmit në mesin e të gjitha kategorive të mutacioneve.
Sinteza e proteinave bazohet në korrespondencën e renditjes së nukleotideve në gjen dhe renditjes së aminoacideve në molekulën e proteinës. Shfaqja e mutacioneve të gjeneve (ndryshimet në përbërjen dhe sekuencën e nukleotideve) ndryshon përbërjen e proteinave enzimë përkatëse dhe, në fund të fundit, çon në ndryshime fenotipike. Mutacionet mund të ndikojnë në të gjitha tiparet e morfologjisë, fiziologjisë dhe biokimisë së organizmave. Shumë sëmundje të trashëguara të njeriut shkaktohen gjithashtu nga mutacionet e gjeneve.
Mutacionet në kushte natyrore janë të rralla - një mutacion i një gjeni specifik për 1000-100,000 qeliza. Por procesi i mutacionit është në vazhdim, ka një grumbullim të vazhdueshëm të mutacioneve në gjenotipe. Dhe nëse marrim parasysh se numri i gjeneve në një organizëm është i madh, atëherë mund të themi se në gjenotipet e të gjithë organizmave të gjallë ekziston një numër i konsiderueshëm i mutacioneve gjenetike.
Mutacionet janë faktori më i madh biologjik që përcakton ndryshueshmërinë e madhe trashëgimore të organizmave, i cili siguron material për evolucion.

1. Sipas natyrës së ndryshimit të fenotipit, mutacionet mund të jenë biokimike, fiziologjike, anatomike dhe morfologjike.

Mutacionet janë shpesh recesive, pasi ato dominuese shfaqen menjëherë dhe "refuzohen" lehtësisht nga përzgjedhja.

4. Sipas natyrës së ndryshimit të gjenotipit, mutacionet ndahen në gjenetike, kromozomale dhe gjenomike.

Mutacionet kromozomale - ndryshimet në strukturën e kromozomeve, rirregullimet kromozomale. Llojet kryesore të mutacioneve kromozomale mund të dallohen:

a) fshirje - humbja e një seksioni të një kromozomi;

b) zhvendosje - transferimi i një pjese të kromozomeve në një kromozom tjetër jo-homolog, si rezultat - një ndryshim në grupin e lidhjes së gjeneve;

c) inversion - rrotullim i një seksioni kromozomi me 180°;

d) dyfishim - dyfishim i gjeneve në një rajon të caktuar të kromozomit.

Mutacionet kromozomale çojnë në ndryshime në funksionimin e gjeneve dhe janë të rëndësishme në evolucionin e specieve.

Duke ditur ndryshueshmërinë dhe mutacionet në një specie, mund të parashikohet mundësia e shfaqjes së tyre në specie të lidhura, gjë që është e rëndësishme në përzgjedhje.

10. Fenotipi dhe gjenotipi - dallimet e tyre

Gjenotipi është tërësia e të gjitha gjeneve të një organizmi, të cilat janë baza e tij trashëgimore.
Fenotipi është një grup i të gjitha shenjave dhe vetive të një organizmi që zbulohen gjatë procesit të zhvillimit individual në kushte të caktuara dhe janë rezultat i ndërveprimit të gjenotipit me një kompleks faktorësh të mjedisit të brendshëm dhe të jashtëm.
Fenotipi në përgjithësi është ajo që mund të shihet (ngjyra e një mace), të dëgjohet, të ndjehet (erë) dhe sjellja e kafshës.
Në një kafshë homozigote, gjenotipi përkon me fenotipin, por në një kafshë heterozigote, nuk përkon.
Çdo specie biologjike ka një fenotip unik për të. Formohet në përputhje me informacionin trashëgues që përmban gjenet. Megjithatë, në varësi të ndryshimeve në mjedisin e jashtëm, gjendja e tipareve ndryshon nga organizmi në organizëm, duke rezultuar në dallime individuale - ndryshueshmëri.
45. Monitorimi citogjenetik në blegtori.

Organizimi i kontrollit citogjenetik duhet të ndërtohet duke marrë parasysh një sërë parimesh bazë. 1. është e nevojshme të organizohet shkëmbimi i shpejtë i informacionit ndërmjet institucioneve të përfshira në kontrollin citogjenetik për këtë qëllim, është e nevojshme të krijohet një bankë e unifikuar e të dhënave që do të përfshinte informacione për bartësit e patologjisë kromozomale. 2. përfshirja e informacionit për karakteristikat citogjenetike të kafshës në dokumentet e mbarështimit. 3. Blerja e farës dhe e materialit mbarështues nga jashtë duhet të bëhet vetëm me certifikatë citogjenetike.

Ekzaminimi citogjenetik në rajonet kryhet duke përdorur informacion mbi prevalencën e anomalive kromozomale në racat dhe linjat:

1) racat dhe linjat në të cilat janë regjistruar raste të patologjisë kromozomale të transmetuara me trashëgimi, si dhe pasardhës të bartësve të anomalive kromozomale në mungesë të pasaportës citogjenetike;

2) racat dhe linjat e pa studiuara më parë citogjenetikisht;

3) të gjitha rastet e çrregullimeve masive riprodhuese ose patologjisë gjenetike të natyrës së panjohur.

Para së gjithash, prodhuesit dhe meshkujt e destinuar për riparimin e tufës, si dhe mbarështimin e kafshëve të reja të dy kategorive të para, i nënshtrohen ekzaminimit. Aberracionet kromozomale mund të ndahen në dy klasa të mëdha: 1. konstitucionale - të qenësishme në të gjitha qelizat, të trashëguara nga prindërit ose që lindin gjatë maturimit të gameteve dhe 2. somatike - që lindin në qeliza individuale gjatë ontogjenezës. Duke marrë parasysh natyrën gjenetike dhe manifestimin fenotipik të anomalive kromozomale, kafshët që i bartin ato mund të ndahen në katër grupe: 1) bartës të anomalive të trashëgueshme me një predispozitë për një ulje të cilësive riprodhuese me një mesatare prej 10%. Teorikisht, 50% e pasardhësve trashëgojnë patologjinë. 2) bartës të anomalive trashëgimore, që çojnë në një rënie të shprehur qartë të riprodhimit (30-50%) dhe patologji kongjenitale. Rreth 50% e pasardhësve trashëgojnë patologjinë.

3) Kafshët me anomali që lindin de novo, që çojnë në patologji kongjenitale (monosomia, trizomia dhe polisomia në sistemin e autozomeve dhe kromozomeve seksuale, mozaicizëm dhe kimerizëm). Në shumicën dërrmuese të rasteve, kafshë të tilla janë jopjellore. 4) Kafshët me rritje të paqëndrueshmërisë së kariotipit. Funksioni riprodhues është zvogëluar, një predispozitë trashëgimore është e mundur.

46. Pleitropia (veprim i shumëfishtë i gjeneve)
Efekti pleiotropik i gjeneve është varësia e disa tipareve nga një gjen, domethënë efektet e shumëfishta të një gjeni.
Efekti pleiotropik i një gjeni mund të jetë parësor ose sekondar. Me pleiotropinë parësore, një gjen shfaq efektet e tij të shumta.
Me pleiotropinë dytësore, ekziston një manifestim primar fenotipik i një gjeni, i ndjekur nga një proces hap pas hapi i ndryshimeve dytësore që çojnë në efekte të shumëfishta. Me pleiotropinë, një gjen, duke vepruar në një tipar kryesor, gjithashtu mund të ndryshojë dhe modifikojë shprehjen e gjeneve të tjera, dhe për këtë arsye është prezantuar koncepti i gjeneve modifikues. Këto të fundit përmirësojnë ose dobësojnë zhvillimin e tipareve të koduara nga gjeni "kryesor".
Treguesit e varësisë së funksionimit të prirjeve trashëgimore nga karakteristikat e gjenotipit janë depërtimi dhe ekspresiviteti.
Kur merret parasysh efekti i gjeneve dhe aleleve të tyre, është e nevojshme të merret parasysh ndikimi modifikues i mjedisit në të cilin organizmi zhvillohet. Kjo luhatje e klasave gjatë ndarjes në varësi të kushteve mjedisore quhet penetrencë - forca e manifestimit fenotipik. Pra, penetrenca është frekuenca e shprehjes së një gjeni, fenomeni i shfaqjes ose mungesës së një tipari në organizmat e të njëjtit gjenotip.
Penetrenca ndryshon ndjeshëm midis gjeneve dominante dhe recesive. Mund të jetë i plotë, kur gjeni shfaqet në 100% të rasteve, ose i paplotë, kur gjeni nuk manifestohet në të gjithë individët që e përmbajnë.
Penetrenca matet me përqindjen e organizmave me tipar fenotipik nga numri i përgjithshëm i bartësve të ekzaminuar të aleleve përkatëse.
Nëse një gjen përcakton plotësisht shprehjen fenotipike, pavarësisht nga mjedisi, atëherë ai ka 100 për qind penetrencë. Megjithatë, disa gjene dominante shprehen më pak rregullisht.

Efekti i shumëfishtë ose pleiotropik i gjeneve shoqërohet me fazën e ontogjenezës në të cilën shfaqen alelet përkatëse. Sa më herët të shfaqet aleli, aq më i madh është efekti i pleiotropisë.

Duke marrë parasysh efektin pleiotropik të shumë gjeneve, mund të supozohet se disa gjene shpesh veprojnë si modifikues të veprimit të gjeneve të tjera.

47. bioteknologjitë moderne në blegtori. Aplikimi i mbarështimit - vlera e gjeneve (akset kërkimore; transpl. Fruta).

Transplantimi i embrionit

Zhvillimi i metodës së fekondimit artificial të kafshëve të fermës dhe zbatimi i saj praktik kanë dhënë sukses të madh në fushën e përmirësimit të gjenetikës së kafshëve. Përdorimi i kësaj metode në kombinim me ruajtjen afatgjatë të spermës në ngrirje ka hapur mundësinë e marrjes së dhjetëra mijëra pasardhësve nga një baba i vetëm në vit. Kjo teknikë zgjidh në thelb problemin e përdorimit racional të prodhuesve në praktikën e blegtorisë.

Sa për femrat, metodat tradicionale të mbarështimit të kafshëve i lejojnë ato të prodhojnë vetëm disa pasardhës gjatë gjithë jetës së tyre. Shkalla e ulët riprodhuese e femrave dhe intervali i gjatë kohor ndërmjet brezave (6-7 vjet te gjedhët) kufizojnë procesin gjenetik në prodhimin blegtoral. Shkencëtarët e shohin zgjidhjen e këtij problemi në përdorimin e transplantimit të embrionit. Thelbi i metodës është që femrat e shquara gjenetikisht të lirohen nga nevoja për të mbajtur një fetus dhe për të ushqyer pasardhësit e tyre. Përveç kësaj, ato stimulohen për të rritur rendimentin e vezëve, të cilat më pas hiqen në fazën e hershme embrionale dhe transplantohen në marrës me më pak vlerë gjenetike.

Teknologjia e transplantimit të embrionit përfshin hapa të tillë bazë si nxitja e superovulacionit, inseminimi artificial i dhuruesit, marrja e embrionit (kirurgjikale ose jokirurgjikale), vlerësimi i cilësisë së tyre, ruajtja dhe transplantimi afatshkurtër ose afatgjatë.

Stimulimi i superovulacionit. Gjitarët femra lindin me një numër të madh (disa dhjetëra apo edhe qindra mijëra) qelizash riprodhuese. Shumica e tyre vdesin gradualisht si pasojë e atrezisë folikulare. Vetëm një numër i vogël i folikulave primordiale bëhen antral gjatë rritjes. Megjithatë, pothuajse të gjitha folikulat në rritje i përgjigjen stimulimit gonadotropik, i cili i çon ato në maturimin përfundimtar. Trajtimi i femrave me gonadotropina në fazën folikulare të ciklit riprodhues ose në fazën luteale të ciklit në kombinim me nxitjen e regresionit të trupit të verdhë me prostaglandinën F 2 (PGF 2) ose analoge të saj çon në ovulim të shumëfishtë ose të ashtuquajtur superovulim. .

Bagëtitë. Induksioni i superovulacionit tek gjedhët femra kryhet me trajtim me gonadotropina, hormon folikul-stimulues (FSH) ose serum të gjakut të pelës shtatzënë (MAB), duke filluar nga dita e 9-14 e ciklit seksual. 2-3 ditë pas fillimit të trajtimit, kafshëve u injektohet prostaglandinë F 2a ose analoge të saj për të shkaktuar regresion të trupit të verdhë.

Për shkak të faktit se koha e ovulacionit në kafshët e trajtuara hormonalisht rritet, teknologjia e inseminimit të tyre gjithashtu ndryshon. Fillimisht, u rekomandua inseminimi i shumëfishtë i lopëve duke përdorur doza të shumta sperme. Në mënyrë tipike, 50 milionë spermatozoide të gjalla futen në fillim të nxehtësisë dhe inseminimi përsëritet pas 12-20 orësh.

Nxjerrja e embrionit. Embrionet e gjedheve kalojnë nga ovidukti në mitër ndërmjet ditës së 4-të dhe të 5-të pas fillimit të estrusit (midis ditës së 3-të dhe të 4-të pas ovulacionit),

Për shkak të faktit se nxjerrja jo-kirurgjikale është e mundur vetëm nga brirët e mitrës, embrionet hiqen jo më herët se dita e 5-të pas fillimit të gjuetisë.

Përkundër faktit se janë arritur rezultate të shkëlqyera me nxjerrjen kirurgjikale të embrioneve nga bagëtia, kjo metodë është joefektive - relativisht e shtrenjtë, e papërshtatshme për përdorim në kushte prodhimi.

Marrja jo-kirurgjikale e embrionit përfshin përdorimin e një kateteri.

Koha më optimale për marrjen e embrionit është 6-8 ditë pas fillimit të estrusit, pasi blastocistët e hershëm të kësaj moshe janë më të përshtatshmet për ngrirje të thellë dhe mund të transplantohen në mënyrë jokirurgjikale me efikasitet të lartë. Një lopë dhuruese përdoret 6-8 herë në vit, duke hequr 3-6 embrione.

Tek delet dhe derrat, marrja e embrionit pa kirurgji nuk është e mundur
për shkak të vështirësisë së kalimit të kateterit përmes qafës së mitrës në brirët e mitrës. Një
Megjithatë, operacioni në këto specie është relativisht i thjeshtë
dhe jetëshkurtër.

Transferimi i embrionit. Paralelisht me zhvillimin e marrjes kirurgjikale të embrionit nga bagëtia, përparim i rëndësishëm është bërë edhe në transferimin e embrionit jokirurgjikal. Një lëndë ushqyese e freskët (një kolonë 1,0-1,3 cm e gjatë) mblidhet në tabaka, më pas një flluskë e vogël ajri (0,5 cm) dhe më pas vëllimi kryesor i mediumit me embrionin (2-3 cm). Pas kësaj, thithet pak ajër (0,5 cm) dhe një lëndë ushqyese (1,0-1,5 cm). Byreku me embrionin vendoset në një kateter Cass dhe ruhet në një termostat në 37°C deri në transplantim. Duke shtypur shufrën e kateterit, përmbajtja e pailletës së bashku me embrionin shtrydhet në bririn e mitrës.

Ruajtja e embrionit. Përdorimi i transplantit të embrionit kërkonte zhvillimin e metodave efektive për ruajtjen e tyre në periudhën ndërmjet nxjerrjes dhe transplantimit. Në mjediset e prodhimit, embrionet zakonisht hiqen në mëngjes dhe transferohen në fund të ditës. Për të ruajtur embrionet gjatë kësaj kohe, përdorni tampon fosfati me disa modifikime duke shtuar serumin e gjedhit të fetusit dhe në temperaturën e dhomës ose 37°C.

Vëzhgimet tregojnë se embrionet e gjedhit mund të kultivohen in vitro deri në 24 orë pa një rënie të dukshme në transplantimin e tyre të mëvonshëm.

Transplantimi i embrioneve të derrit të kultivuara për 24 orë shoqërohet me transplantim normal.

Shkalla e mbijetesës së embrioneve mund të rritet në një masë të caktuar duke i ftohur ato nën temperaturën e trupit. Ndjeshmëria e embrioneve ndaj ftohjes varet nga speciet e kafshëve.

Embrionet e derrit janë veçanërisht të ndjeshëm ndaj ftohjes. Nuk ka qenë ende e mundur të ruhet qëndrueshmëria e embrioneve të derrit në fazat e hershme të zhvillimit pas ftohjes së tyre nën 10-15°C.

Embrionet e gjedhëve në fazat e hershme të zhvillimit janë gjithashtu shumë të ndjeshme ndaj ftohjes deri në 0°C.

Eksperimentet e viteve të fundit kanë bërë të mundur përcaktimin e marrëdhënies optimale midis shkallës së ftohjes dhe shkrirjes së embrioneve të bagëtive. Është vërtetuar se nëse embrionet ftohen ngadalë (1°C/min) në një temperaturë shumë të ulët (nën 50°C) dhe më pas transferohen në azot të lëngshëm, ato gjithashtu kërkojnë shkrirje të ngadaltë (25°C/min ose më ngadalë). Shkrirja e shpejtë e embrioneve të tilla mund të shkaktojë rehidrim dhe shkatërrim osmotik. Nëse embrionet ngrihen ngadalë (1°C/min) vetëm në -25 dhe 40°C dhe më pas transferohen në azot të lëngshëm, ato mund të shkrihen shumë shpejt (300°C/min). Në këtë rast, uji i mbetur, kur transferohet në azot të lëngshëm, shndërrohet në një gjendje qelqi.

Identifikimi i këtyre faktorëve çoi në një thjeshtësim të procedurës për ngrirjen dhe shkrirjen e embrioneve të bagëtive. Në veçanti, embrionet, si spermatozoidet, shkrihen në ujë të ngrohtë në 35°C për 20 s menjëherë përpara transplantimit pa përdorimin e pajisjeve speciale me një shkallë të caktuar të rritjes së temperaturës.

Fekondimi i vezëve jashtë trupit të kafshës

Zhvillimi i një sistemi për fekondimin dhe sigurimin e fazave të hershme të zhvillimit të embrioneve të gjitarëve jashtë trupit të kafshës (in vitro) ka një rëndësi të madhe në zgjidhjen e një sërë problemesh shkencore dhe çështjeve praktike që synojnë rritjen e efikasitetit të mbarështimit të kafshëve.

Për këto qëllime nevojiten embrionet në fazat e hershme të zhvillimit, të cilat mund të hiqen vetëm në mënyrë kirurgjikale nga vezoret, gjë që kërkon punë intensive dhe nuk siguron një numër të mjaftueshëm embrionalesh për të kryer këtë punë.

Fekondimi i vezëve të gjitarëve in vitro përfshin këto faza kryesore: maturimin e ovociteve, kapacitetin e spermës, fekondimin dhe sigurimin e fazave të hershme të zhvillimit.

Maturimi i ovociteve in vitro. Numri i madh i qelizave germinale në vezoret e gjitarëve, veçanërisht ato të gjedhëve, deleve dhe derrave me potencial të lartë gjenetik, përfaqëson një burim të potencialit të madh për aftësinë riprodhuese të këtyre kafshëve për të përshpejtuar përparimin gjenetik në krahasim me përdorimin e aftësive të ovulacionit normal. . Në këto specie shtazore, si në gjitarët e tjerë, numri i ovociteve që ovulojnë spontanisht gjatë estrusit është vetëm një pjesë e vogël e mijëra ovociteve të pranishme në vezore në lindje. Oocitet e mbetura rigjenerohen brenda vezores ose, siç thonë zakonisht, i nënshtrohen atrezisë. Natyrisht, u ngrit pyetja nëse ishte e mundur të izoloheshin ovocitet nga vezoret përmes përpunimit të duhur dhe të kryhej fekondimi i tyre i mëtejshëm jashtë trupit të kafshës. Aktualisht, metodat për përdorimin e të gjithë furnizimit të ovociteve në vezoret e kafshëve nuk janë zhvilluar, por një numër i konsiderueshëm i ovociteve mund të merret nga folikulat e zgavrës për maturimin dhe fekondimin e tyre të mëtejshëm jashtë trupit.

Aktualisht, maturimi in vitro i vetëm ovociteve të gjedhit ka gjetur zbatim praktik. Oocitet merren nga vezoret e lopëve pas therjes së kafshëve dhe me ekstraktim intravital, 1-2 herë në javë. Në rastin e parë, vezoret merren nga kafshët pas therjes dhe dërgohen në laborator në një enë termostate për 1,5-2,0 orë. Oocitet hiqen nga folikulat, të cilat kanë diametër 2-6 mm, me thithje ose prerje të vezores në pllaka. Oocitet mblidhen në mjedisin TCM 199 me shtimin e 10% të serumit të gjakut nga një lopë në nxehtësi, më pas lahen dy herë dhe vetëm ovocitet me kumulus kompakt dhe citoplazmë homogjene zgjidhen për maturim të mëtejshëm in vitro.

Kohët e fundit, është zhvilluar një metodë për nxjerrjen intravitale të ovociteve nga vezoret e lopëve duke përdorur një pajisje ultratinguj ose laparoskop. Në këtë rast, ovocitet thithen nga folikulat me diametër të paktën 2 mm, 1-2 herë në javë nga e njëjta kafshë. Mesatarisht, 5-6 ovocite për kafshë merren një herë. Më pak se 50% e ovociteve janë të përshtatshme për maturim in vitro.

Vlera pozitive - pavarësisht rendimentit të ulët të ovociteve, me çdo marrje kafsha mund të ripërdoret.

Kapaciteti i spermës. Një fazë e rëndësishme në zhvillimin e metodës së fekondimit te gjitarët ishte zbulimi i fenomenit të kapacitetit të spermës. Në vitin 1951 M.K. Chang dhe në të njëjtën kohë G.R. Austin zbuloi se fekondimi tek gjitarët ndodh vetëm nëse spermatozoidet janë të pranishme në vezoret e kafshës për disa orë para ovulacionit. Bazuar në vëzhgimet e depërtimit të spermës në vezët e minjve në periudha të ndryshme pas çiftëzimit, Austin shpiku termin kapacitetet. Do të thotë që disa ndryshime fiziologjike duhet të ndodhin në spermë përpara se sperma të fitojë aftësinë për të fekonduar.

Janë zhvilluar disa metoda për kapacitetin e spermës së ejakuluar nga kafshët shtëpiake. Media me forcë të lartë jonike u përdor për të hequr proteinat nga sipërfaqja e spermës që duket se pengojnë kapacitetin e spermës.

Megjithatë, metoda e kapacitetit të spermës duke përdorur heparin ka marrë njohjen më të madhe (J. Parrish et al., 1985). Pieletat me spermë të ngrirë demi shkrihen në një banjë uji në 39°C për 30-40 s. Përafërsisht 250 µl farë e shkrirë është shtresuar nën 1 ml medium kapaciteti. Mjeti i kapacitetit përbëhet nga mjedis i modifikuar i tiroides, pa jone kalciumi. Pas inkubimit për një orë, shtresa e sipërme e mediumit me vëllim 0,5-0,8 ml, që përmban shumicën e spermatozoideve të lëvizshme, hiqet nga tubi dhe lahet dy herë me centrifugim në 500 g për 7-10 minuta. Pas 15 minutash inkubacion me heparinë (200 µg/ml), suspensioni hollohet në një përqendrim prej 50 milionë spermatozoide për ml.

Fekondimi in vitro dhe sigurimi i fazave të hershme të zhvillimit të embrionit. Fekondimi i vezëve tek gjitarët ndodh në vezore. Kjo e bën të vështirë për një studiues qasjen në studimin e kushteve mjedisore në të cilat ndodh procesi i fekondimit. Prandaj, një sistem fertilizimi in vitro do të ishte një mjet i vlefshëm analitik për studimin e faktorëve biokimikë dhe fiziologjikë të përfshirë në procesin e bashkimit të suksesshëm të gameteve.

Skema e mëposhtme përdoret për fekondimin in vitro dhe kultivimin e embrioneve të bagëtive të hershme. Fekondimi in vitro kryhet në një pikë të mediumit të modifikuar të tiroides. Pas maturimit in vitro, ovocitet pastrohen pjesërisht nga qelizat kumulus të zgjeruara përreth dhe transferohen në mikropika prej pesë vezësh secila. Një suspension sperme prej 2-5 µl i shtohet mjedisit të ovocitit për të arritur një përqendrim të pikave të spermës prej 1-1,5 milion/ml. 44-48 orë pas inseminimit, përcaktohet prania e fragmentimit të ovocitit. Embrionet vendosen më pas në një shtresë të vetme qelizash epiteliale për t'u zhvilluar më tej për 5 ditë.

Transferimet e embrioneve ndërmjet llojeve dhe prodhimi i kafshëve kimerike

Në përgjithësi pranohet se transferimi i suksesshëm i embrionit mund të kryhet vetëm ndërmjet femrave të së njëjtës specie. Transplantimi i embrioneve, për shembull, nga delet tek dhitë dhe anasjelltas, shoqërohet me transplantimin e tyre, por nuk rezulton në lindjen e pasardhësve. Në të gjitha rastet e shtatzënive ndërspeciale, shkaku i menjëhershëm i abortit është një mosfunksionim i placentës, me sa duket për shkak të reagimit imunologjik të trupit të nënës ndaj antigjeneve të huaja të fetusit. Kjo papajtueshmëri mund të tejkalohet duke prodhuar embrione kimerike duke përdorur mikrokirurgji.

Së pari, kafshët kimerike u morën duke kombinuar blastomere nga embrionet e së njëjtës specie. Për këtë qëllim, embrionet komplekse kimerike të deleve u përftuan duke kombinuar embrionet 2-, 4-, 8-qelizore nga 2-8 prindër.

Embrionet u inokuluan në agar dhe u transferuan në vezoret e lidhura të deleve për t'u zhvilluar në fazën e hershme të blastocistit. Blastocistët normalisht në zhvillim u transplantuan te marrësit për të prodhuar qengja të gjallë, shumica e të cilëve u zbuluan se ishin kimerikë bazuar në analizat e gjakut dhe shenjat e jashtme.

Kimerat janë marrë edhe te gjedhët (G. Brem et al., 1985) duke kombinuar gjysma të embrioneve 5-6,5 ditë. Pesë nga shtatë viçat e marrë pas transferimit jo-kirurgjikal të embrioneve të grumbulluara nuk kishin prova të kimerizmit.

Klonimi i kafshëve

Numri i pasardhësve nga një individ, si rregull, është i vogël në kafshët më të larta, dhe kompleksi specifik i gjeneve që përcakton produktivitetin e lartë lind rrallë dhe pëson ndryshime të rëndësishme në gjeneratat pasuese.

Prodhimi i binjakëve identikë ka një rëndësi të madhe për blegtorinë. Nga njëra anë rritet rendimenti i viçave nga një dhurues dhe nga ana tjetër shfaqen binjakë gjenetikisht identikë.

Mundësia e ndarjes mikrokirurgjike të embrioneve të gjitarëve në fazat e hershme të zhvillimit në dy ose më shumë pjesë, në mënyrë që secila të zhvillohet më pas në një organizëm të veçantë, u propozua disa dekada më parë.

Bazuar në këto studime, mund të supozohet se një rënie e mprehtë e numrit të qelizave embrionale është një faktor kryesor që zvogëlon aftësinë e këtyre embrioneve për t'u zhvilluar në blastociste të qëndrueshme, megjithëse faza e zhvillimit në të cilën ndodh ndarja ka pak rëndësi.

Aktualisht, përdoret një teknikë e thjeshtë për të ndarë embrionet në faza të ndryshme të zhvillimit (nga morula e vonë deri te blastocisti i çelur) në dy pjesë të barabarta.

Një teknikë e thjeshtë ndarjeje është zhvilluar gjithashtu për embrionet e derrit 6 ditësh. Në këtë rast, masa e brendshme qelizore e embrionit pritet me një gjilpërë xhami.

Mutacionet kromozomike janë shkaktarët e sëmundjeve kromozomale.

Mutacionet kromozomale janë ndryshime strukturore në kromozome individuale, zakonisht të dukshme nën një mikroskop drite. Një mutacion kromozomik përfshin një numër të madh (nga dhjetëra në disa qindra) gjenesh, gjë që çon në një ndryshim në grupin normal diploid. Megjithëse aberracionet kromozomale në përgjithësi nuk ndryshojnë sekuencën e ADN-së së gjeneve specifike, ndryshimet në numrin e kopjeve të gjeneve në gjenom çojnë në çekuilibër gjenetik për shkak të mungesës ose tepricës së materialit gjenetik. Ekzistojnë dy grupe të mëdha të mutacioneve kromozomike: intrakromozomale dhe ndërkromozomale.

Mutacionet intrakromozomale janë devijime brenda një kromozomi. Këto përfshijnë:

– humbja e një prej seksioneve të kromozomit, të brendshëm ose terminal. Kjo mund të shkaktojë një ndërprerje të embriogjenezës dhe formimin e anomalive të shumta zhvillimore (për shembull, një fshirje në rajonin e krahut të shkurtër të kromozomit të 5-të, i caktuar 5p-, çon në moszhvillim të laringut, defekte të zemrës, prapambetje mendore. Kjo kompleksi i simptomave njihet si sindroma e “qarjes së maces”, sepse tek fëmijët e sëmurë, për shkak të një anomalie të laringut, e qara ngjan me mjaullimin e maces);

Inversionet.

Si rezultat i dy pikave të prishjeve të kromozomeve, fragmenti që rezulton futet në vendin e tij origjinal pas një rrotullimi prej 180 gradë.

Mutacionet ndërkromozomale, ose mutacionet e rirregullimit, janë shkëmbimi i fragmenteve ndërmjet kromozomeve johomologe. Mutacione të tilla quhen translokacione (nga latinishtja trans - për, përmes dhe locus - vend). Kjo:

zhvendosje reciproke - dy kromozome shkëmbejnë fragmentet e tyre;

zhvendosje jo reciproke - një fragment i një kromozomi transportohet në një tjetër;

Shkrirja "centrike" (translokimi Robertsonian) është bashkimi i dy kromozomeve akrocentrike në rajonin e centromeres së tyre me humbjen e krahëve të shkurtër.

Kur kromatidet thyhen në mënyrë tërthore nëpër centromere, kromatidet "motra" bëhen krahë "pasqyrë" të dy kromozomeve të ndryshme që përmbajnë grupe të njëjta gjenesh. Kromozome të tilla quhen izokromozome.

Translokimet dhe përmbysjet, të cilat janë rirregullime të balancuara kromozomike, nuk kanë manifestime fenotipike, por si rezultat i ndarjes së kromozomeve të rirregulluara në mejozë, ato mund të formojnë gamete të çekuilibruara, të cilat do të çojnë në shfaqjen e pasardhësve me anomali kromozomale.

Mutacione gjenomike

Mutacionet gjenomike, si mutacionet kromozomike, janë shkaktarët e sëmundjeve kromozomale.

Mutacionet gjenomike përfshijnë aneuploidi dhe ndryshime në ploidinë e kromozomeve strukturore të pandryshuara. Mutacionet gjenomike zbulohen me metoda citogjenetike.

Aneuploidia është një ndryshim (ulje - monozomi, rritje - trizomi) në numrin e kromozomeve në një grup diploid, jo shumëfish i atij haploid (2n+1, 2n-1, etj.).

Poliploidia është një rritje në numrin e grupeve të kromozomeve, një shumëfish i atij haploid (3n, 4n, 5n, etj.).

Tek njerëzit, poliploidia, si dhe shumica e aneuploidive, janë mutacione vdekjeprurëse.

Mutacionet gjenomike më të zakonshme përfshijnë:

trisomia - prania e tre kromozomeve homologe në kariotip (për shembull, çifti i 21-të në sindromën Down, çifti i 18-të në sindromën Edwards, çifti i 13-të në sindromën Patau; për kromozomet seksuale: XXX, XXY, XYY);

monosomia - prania e vetëm njërit prej dy kromozomeve homologe. Me monosominë për cilindo nga autozomet, zhvillimi normal i embrionit nuk është i mundur. E vetmja monozomi tek njerëzit që është e pajtueshme me jetën - monozomia në kromozomin X - çon në sindromën Shereshevsky-Turner (45, X).

Arsyeja që çon në aneuploidi është mosndarja e kromozomeve gjatë ndarjes qelizore gjatë formimit të qelizave germinale ose humbja e kromozomeve si pasojë e vonesës së anafazës, kur gjatë lëvizjes në pol një nga kromozomet homologë mund të mbetet prapa të tjerëve jo. kromozome homologe. Termi nondisjunction nënkupton mungesën e ndarjes së kromozomeve ose kromatideve në mejozë ose mitozë.

Mosndarja e kromozomeve më së shpeshti ndodh gjatë mejozës. Kromozomet, të cilët normalisht duhet të ndahen gjatë mejozës, mbeten të bashkuar dhe lëvizin në njërin pol të qelizës në anafazë, duke prodhuar kështu dy gamete, njëra prej të cilave ka një kromozom shtesë dhe tjetra nuk e ka këtë kromozom. Kur një gametë me një grup normal kromozomesh fekondohet nga një gametë me një kromozom shtesë, ndodh trisomia (d.m.th., ka tre kromozome homologe në qelizë kur fekondohet një gametë pa një kromozom, ndodh një zigotë me monozomi). Nëse në çdo kromozom autosomik formohet një zigotë monosomike, atëherë zhvillimi i organizmit ndalet në fazat më të hershme të zhvillimit.

Në qelizat somatike, ndodhin të gjitha llojet e mutacioneve (përfshirë nën ndikimin e rrezatimeve të ndryshme) karakteristike për qelizat germinale.

Të gjitha sëmundjet trashëgimore të shkaktuara nga prania e një gjeni patologjik trashëgohen në përputhje me ligjet e Mendelit. Shfaqja e sëmundjeve trashëgimore shkaktohet nga shqetësimet në procesin e ruajtjes, transmetimit dhe zbatimit të informacionit trashëgues. Roli kryesor i faktorëve trashëgues në shfaqjen e një gjeni patologjik që çon në sëmundje konfirmohet nga frekuenca shumë e lartë e një sërë sëmundjesh në disa familje në krahasim me popullatën e përgjithshme.

Shfaqja e sëmundjeve trashëgimore bazohet në mutacione: kryesisht mutacione kromozomale dhe gjenetike. Rrjedhimisht, dallohen sëmundjet gjenetike kromozomike dhe trashëgimore.

Sëmundjet kromozomale klasifikohen sipas llojit të gjenit ose mutacionit kromozomal dhe individualitetit shoqërues të përfshirë në ndryshimin e kromozomeve. Në këtë drejtim, ruhet parimi patogjenetik, i cili është i rëndësishëm për njësinë sipas parimit nozologjik të patologjisë trashëgimore:

Për çdo sëmundje vendoset një strukturë gjenetike (kromozomi dhe segmenti i tij), i cili përcakton patologjinë;

Zbulohet se cili është çrregullimi gjenetik. Përcaktohet nga mungesa ose teprica e materialit kromozomik.

ÇRREGULLIME NUMERIKE: konsistojnë në një ndryshim në ploidinë e grupit të kromozomeve dhe një devijim në numrin e kromozomeve nga diploidi për çdo çift kromozomesh, poshtë (ky çrregullim quhet monozomi) ose lart (trizomi dhe forma të tjera të polisomisë). Organizmat triploide dhe tetraploide janë studiuar mirë; shpeshtësia e shfaqjes së tyre është e ulët. Këto janë kryesisht embrione të vetë-abortuara (abort) dhe të lindur të vdekur. Nëse të porsalindurit shfaqen me çrregullime të tilla, ata zakonisht jetojnë jo më shumë se 10 ditë.

Mutacionet gjenomike në kromozome individuale janë të shumta; Në kromozomin X vërehen monozomi të plota, duke çuar në zhvillimin e sindromës Sherevsky-Turner. Monosomitë autosomale janë shumë të rralla në mesin e lindjeve të gjalla. Lindjet e gjalla janë organizma me një pjesë të konsiderueshme të qelizave normale: monosomia ka të bëjë me autozomet 21 dhe 22.

Trisomitë e plota janë studiuar për një numër shumë më të madh kromozomesh: kromozome 8, 9, 13, 14, 18, 21, 22 dhe X. Numri i kromozomeve X në një individ mund të arrijë deri në 5, dhe në të njëjtën kohë qëndrueshmëria e tij mbetet, kryesisht jetëshkurtër.

Ndryshimet në numrin e kromozomeve individuale shkaktojnë shqetësime në shpërndarjen e tyre midis qelizave bija gjatë ndarjes së parë dhe të dytë mejotike në gametogjenezë ose në ndarjet e para të një veze të fekonduar.

Arsyet për një shkelje të tillë mund të jenë:

Shkelja e divergjencës gjatë anafazës së kromozomit të riprodhuar, si rezultat i së cilës kromozomi i dyfishuar përfundon vetëm në një qelizë bijë.

Shkelja e konjugimit të kromozomeve homologe, e cila gjithashtu mund të prishë ndarjen e saktë të homologëve në qelizat bijë.

Vonesa e kromozomeve në anafazë kur ato ndryshojnë në qelizën bijë, gjë që mund të çojë në humbjen e një kromozomi.

Nëse një nga çrregullimet e mësipërme shfaqet në dy ose më shumë ndarje të njëpasnjëshme, ndodh tetrosomia dhe llojet e tjera të polisomisë.

SHKELJE STRUKTURORE. Cilido qoftë lloji, ato shkaktojnë pjesë të materialit në një kromozom të caktuar (monosomia e pjesshme) ose teprica e tij (trizomi e pjesshme). Fshirjet e thjeshta të të gjithë krahut, intersticial dhe terminal (terminal) mund të çojnë në monozomi të pjesshme. Në rastin e fshirjeve terminale të të dy krahëve, kromozomi X mund të bëhet rrethor. Ngjarje të tilla mund të ndodhin në çdo fazë të gametogjenezës, përfshirë pasi qeliza germinale të ketë përfunduar të dy ndarjet mejotike. Gjithashtu, rirregullimet e balancuara të përmbysjeve të tipit, zhvendosjet reciproke dhe Robertsoniane që ekzistojnë në trupin e prindit mund të çojnë në monozomi të pjesshme. Ky është rezultat i formimit të një gamete të çekuilibruar. Trisomia e pjesshme gjithashtu ndodh ndryshe. Këto mund të jenë dublikime të reja të një ose një segmenti tjetër. Por më së shpeshti trashëgohen nga prindër fenotipikë normalë, të cilët janë bartës të translokimeve apo inversioneve të balancuara si pasojë e hyrjes në gametë të një kromozomi të çekuilibruar në drejtim të materialit të tepërt. Më vete, monosomia e pjesshme ose trizomia është më pak e zakonshme sesa në kombinim, kur pacienti ka njëkohësisht monozomi të pjesshme në njërin kromozom dhe trizomi të pjesshme në tjetrin.

Grupi kryesor përbëhet nga ndryshimet në përmbajtjen e heterokromatinës strukturore në kromozom. Ky fenomen qëndron në themel të polimorfizmit normal, kur ndryshimet në përmbajtjen e heterokromatinës nuk çojnë në ndryshime të pafavorshme të fenotipit. Sidoqoftë, në disa raste, një çekuilibër në rajonet heterokromatike çon në shkatërrimin e zhvillimit mendor.

Hyrje

Anomalitë kromozomale zakonisht shkaktojnë një sërë çrregullimesh në strukturën dhe funksionet e organeve të ndryshme, si dhe çrregullime të sjelljes dhe mendore. Ndër këto të fundit, shpesh hasen një sërë tiparesh tipike, si prapambetje mendore në shkallë të ndryshme, tipare autike, aftësi të pazhvilluara ndërveprimi shoqëror, asocialitet drejtues dhe antisocialitet.

Arsyet e ndryshimeve në numrin e kromozomeve

Ndryshimet në numrin e kromozomeve ndodhin si rezultat i një shkelje të ndarjes qelizore, e cila mund të prekë si spermatozoidin ashtu edhe vezën. Ndonjëherë kjo çon në anomali kromozomale

Kromozomet përmbajnë informacion gjenetik në formën e gjeneve. Bërthama e çdo qelize njerëzore, me përjashtim të vezës dhe spermës, përmban 46 kromozome, duke formuar 23 çifte. Një kromozom në çdo çift vjen nga nëna dhe tjetri nga babai. Në të dy gjinitë, 22 nga 23 palët e kromozomeve janë të njëjta, vetëm çifti i mbetur i kromozomeve seksuale është i ndryshëm. Gratë kanë dy kromozome X (XX), dhe burrat kanë një kromozom X dhe një kromozom Y (XY). Prandaj, grupi normal i kromozomeve (kariotipi) për një burrë është 46, XY, dhe për gratë - 46, XX.

Nëse ndodh një gabim gjatë një lloji të veçantë të ndarjes qelizore që prodhon vezë dhe spermë, lindin qeliza anormale germinale, gjë që çon në lindjen e pasardhësve me një anomali kromozomale. Çekuilibri kromozomik mund të jetë si sasior ashtu edhe strukturor.

Ekzistojnë katër anomalitë kryesore sasiore kromozomale, secila prej të cilave shoqërohet me një sindromë specifike:

47, sindroma XYY - XYY;

47, XXY - sindroma Klinefelter;

45, X - sindroma Turner;

47, XXX - trisomi.

anomali kromozomale karakterologjike antisociale

Kromozomi Y shtesë si shkaktar i antisocialitetit

Kariotipi 47, XYY shfaqet vetëm te meshkujt. Shenjat karakteristike të njerëzve me një kromozom shtesë Y janë lartësia. Në të njëjtën kohë, përshpejtimi i rritjes fillon në një moshë mjaft të hershme dhe vazhdon për një kohë shumë të gjatë.

Frekuenca e kësaj sëmundjeje është 0,75 - 1 në 1000 njerëz. Një ekzaminim citogjenetik i kryer në vitin 1965 në Amerikë zbuloi se nga 197 pacientë mendorë që mbaheshin si veçanërisht të rrezikshëm në kushte mbikëqyrjeje të rreptë, 7 prej tyre kishin grupin e kromozomit XYY. Sipas të dhënave angleze, në mesin e kriminelëve më të gjatë se 184 cm, afërsisht çdo i katërti person ka këtë grup të veçantë kromozomesh.

Shumica e të sëmurëve nga sindroma XYS nuk bien në konflikt me ligjin; megjithatë, disa prej tyre lehtë u nënshtrohen impulseve që çojnë në agresion, homoseksualizëm, pedofili, vjedhje, zjarrvënie; çdo detyrim i bën ata të kenë shpërthime zemërimi, të kontrolluara shumë dobët nga nervat frenues. Për shkak të kromozomit të dyfishtë Y, kromozomi X bëhet "i brishtë" dhe bartësi i këtij grupi bëhet, si të thuash, një lloj "super-njeri".

Le të shqyrtojmë një nga shembujt më të bujshëm të këtij fenomeni në botën e krimit.

Në vitin 1966, publiku u zemërua nga një incident në Çikago, kur një burrë i quajtur Richard Speck vrau brutalisht tetë studente të mjekësisë. jetonin studentë. Ai i premtoi studentit që hapi derën që të mos dëmtonte askënd, duke thënë se i duheshin para vetëm për të blerë një biletë për në New Orleans. Pasi hyri në shtëpi, ai mblodhi të gjithë studentët në një dhomë, duke i lidhur. Pasi zbuloi se ku ishin paratë, ai nuk u qetësua dhe, duke zgjedhur një nga studentët, e nxori nga dhoma. Më vonë ai erdhi për një tjetër. Në këtë kohë, njëra nga vajzat, madje duke qenë e lidhur, arriti të fshihej poshtë krevatit. Të gjithë të tjerët u vranë. Ai përdhunoi njërën nga vajzat. Pas kësaj, ai shkoi në lokalin më të afërt për të bërë një zbavitje me të ardhurat prej 50 dollarësh. Disa ditë më vonë ai u kap. Gjatë hetimeve ai ka tentuar të vetëvritet. Richard Speck, vrasësi i tetë studenteve femra, u zbulua se kishte një kromozom shtesë Y - "kromozomin e krimit" - në një test gjaku.

Çështja e nevojës për identifikimin e hershëm të aberranteve kromozomale me kariotipin XYY, nevoja për masa të veçanta për të mbrojtur popullsinë e përgjithshme dhe kriminelët me një potencial më të ulët për agresivitet prej tyre tashmë diskutohet gjerësisht në literaturën e huaj gjenetike dhe ligjore.

Një burrë i rritur që është diagnostikuar me kariotipin 47, XYY për herë të parë ka nevojë për mbështetje psikologjike; Mund të kërkohen konsultime gjenetike mjekësore.

Meqenëse identifikimi kariologjik i personave me sindromën XYY në mesin e kriminelëve shtatlartë është një detyrë teknikisht punë intensive, janë shfaqur metoda të shprehura për identifikimin e kromozomit shtesë Y, përkatësisht njollosja e njollave të mukozës orale me akriquiniprit dhe mikroskopi fluoreshente (YY është theksuar në formë prej dy pikash ndriçuese).

Ndryshimet në numrin e kromozomeve - mutacione kromozomale. Çrregullimi i kromozomeve

Mutacione gjenomike

Hyrje

Arsyet e ndryshimeve në numrin e kromozomeve

Kromozomi Y shtesë si shkaktar i antisocialitetit