Введение
Феномен, приводящий к необычной перестройке хромосом.
В генетике хромосомная транслокация – это феномен, который приводит к необычной перестройке хромосом. Она включает в себя сбалансированные и несбалансированные транслокации, с двумя основными типами: взаимные и транслокации Робертсона. Взаимная транслокация – это хромосомная аномалия, вызванная обменом участками между негомологичными хромосомами. Два отделившихся фрагмента двух разных хромосом обмениваются местами. Транслокация Робертсона происходит, когда две негомологичные хромосомы соединяются, то есть при наличии двух здоровых пар хромосом одна из каждой пары "слипается" и образует однородную структуру. Слияние генов может происходить, когда транслокация соединяет два гена, которые изначально были разделены. Обнаружить ее можно с помощью цитогенетического анализа или кариотипа исследуемых клеток. Транслокации могут быть сбалансированными (при равноценном обмене материала, без избытка или недостатка генетической информации и, в идеале, сохранении полной функциональности) или несбалансированными (когда обмен хромосомным материалом неравномерен, что приводит к избытку или недостатку генов).
Взаимные транслокации
Взаимные транслокации обычно представляют собой обмен участками между негомологичными хромосомами и встречаются примерно у 1 из 491 живорожденных. Такие транслокации, как правило, безвредны, поскольку не приводят к увеличению или потере генетического материала, хотя могут быть выявлены при пренатальной диагностике. Однако носители сбалансированных взаимных транслокаций могут образовывать гаметы с несбалансированными хромосомными транслокациями в процессе мейотической сегрегации хромосом. Это может приводить к бесплодию, выкидышам или рождению детей с аномалиями развития. Генетическое консультирование и генетическое тестирование часто предлагаются семьям, которые могут быть носителями транслокации. Большинство носителей сбалансированных транслокаций здоровы и не имеют симптомов. Важно различать хромосомные транслокации, возникающие в зародышевых клетках вследствие ошибок мейоза (то есть в процессе гаметогенеза), и те, которые происходят в соматических клетках из-за ошибок митоза. Первые приводят к хромосомной аномалии, присутствующей во всех клетках потомства, как и у носителей транслокации. Соматические транслокации, напротив, вызывают аномалии, которые проявляются только в пораженной клетке и ее потомках, как, например, при хроническом миелолейкозе с транслокацией по типу филадельфийской хромосомы.
Нереципрочная транслокация
Нереципрочная транслокация включает односторонний перенос генов из одной хромосомы в другую, не гомологичную хромосому.
Робертсоновские транслокации
Транслокация Робертсона – это тип транслокации, вызванный разрывами в центромерах или вблизи центромеров двух акроцентрических хромосом. Взаимный обмен участками приводит к образованию одной крупной метацентрической хромосомы и одной очень маленькой хромосомы, которая может быть потеряна организмом без существенных последствий, поскольку содержит мало генов. В результате кариотип человека содержит всего 45 хромосом, так как две хромосомы слились вместе. Это не оказывает непосредственного влияния на фенотип, поскольку единственные гены на коротких плечах акроцентрических хромосом общи для всех и присутствуют в различном количестве копий (гены организаторов ядрышек). Транслокации Робертсона наблюдались со всеми возможными комбинациями акроцентрических хромосом. Наиболее распространенная транслокация у людей включает хромосомы 13 и 14 и встречается примерно у 0,97 из 1000 новорожденных. Носители транслокаций Робертсона обычно не имеют фенотипических отклонений, но существует риск образования несбалансированных гамет, приводящих к выкидышам или рождению детей с аномалиями развития. Например, у носителей транслокаций Робертсона с участием хромосомы 21 повышен риск рождения ребенка с синдромом Дауна. Это явление известно как "транслокационный синдром Дауна". Оно обусловлено нарушением сегрегации (недизъюнкцией) во время гаметогенеза. Риск передачи от матери (10%) выше, чем от отца (1%). Транслокации Робертсона с участием хромосомы 14 также несут небольшой риск однородительской дисомии по 14-й хромосоме вследствие спасения от трисомии.
По хромосомам
[[Файл:Хромосомные транслокации.svg|thumb|350px|right|Обзор некоторых хромосомных транслокаций, вовлеченных в различные виды рака, а также связанных с некоторыми другими состояниями, например, шизофренией. Обозначение t(A;B)(p1;q2) используется для обозначения транслокации между хромосомой А и хромосомой В. Информация во вторых скобках, если она указана, обозначает точное местоположение в хромосомах А и В соответственно – где p обозначает короткое плечо хромосомы, q – длинное плечо, а числа после p или q указывают на регионы, полосы и субполосы, видимые при окрашивании хромосомы красителем. См. также определение генетического локуса. Транслокация – это механизм, который может привести к перемещению гена из одной группы сцепления в другую.
История
В 1938 году Карл Сакс, работавший в биологических лабораториях Гарвардского университета, опубликовал статью под названием «Хромосомные аберрации, вызванные рентгеновскими лучами», в которой показал, что радиация способна вызывать значительные генетические изменения, воздействуя на хромосомные транслокации. Эта работа считается началом развития радиационной цитологии и принесла Саксу звание «отца радиационной цитологии».
Ремонт разрыва двойной нити ДНК
Инициальным событием в формировании транслокации обычно является двунитевой разрыв в хромосомной ДНК. Одним из типов репарации ДНК, играющим ключевую роль в возникновении хромосомных транслокаций, является путь негомологичного соединения концов. При нормальном функционировании этот путь восстанавливает двунитевой разрыв ДНК, соединяя исходные сломанные концы, однако при некорректной работе он может соединять концы ошибочно, приводя к геномным перестройкам, включая транслокации. Для осуществления ошибочного соединения сломанных концов ДНК партнеров по обмену должны находиться физически близко друг к другу в трехмерном геноме.