eis_gen

Categories:

13. Генетические мозаики и химеры

Возможно, это покажется странным, но генетики используют для обозначения некоторых людей термины мозаики и химеры.  С чем связаны такие названия? Действительно мозаика это рисунок, выполненный из небольших кусочков цветного стекла или плитки, а химеры это существа из древнегреческих мифов, у которых голова льва, тело козла и хвост змеи (см. рисунок). Однако между этими названиями есть нечто общее – они построены из двух или более элементов, однако в мозаике эти элементы отличаются по цвету а у химеры по происхождению из разных организмов.  

Мозаики и химеры человека также имеют различные  механизмы возникновения. Начнём с мозаиков.  После оплодотворения сперматозоидом яйцеклетка начинает активно делиться. На какой-то стадии деления в одной из клеток произошло какое-то изменение (потерялась одна хромосома или наоборот добавилась одна лишняя, возникла мутация и.т.п.). При последующих делениях накапливается два клона клеток – один первоначальный, а другой идущий от клетки, в которой возникло изменение (см. рисунок).  

Приведу пример, правда, из иной области – синдром Дауна (трисомия хромосомы 21). В большинстве случаев лишняя (третья) хромосома 21 имеется во всех клетках, однако у 1-2% пациентов с синдромом Дауна это не так. Они мозаики - некоторые их клетки имеют лишнюю хромосому 21, а в других набор хромосом нормальный (с последним связаны более мягкие формы синдрома Дауна). 

Теперь вернёмся к формированию пола и посмотрим, как на это может влиять мозаицизм по половым хромосомам, то есть когда теряется или наоборот добавляется половая хромосома. Один пример —  у эмбриона ХХ в одной из клеток из-за неправильного расхождения хромосом при делении стало три хромосомы Х . Такой вариант обозначим как ХХ/ХХХ. У такого плода какие-то ткани и органы будут ХХ, а какие-то ХХХ . Однако на формирования пола это никак не скажется, так как оба варианта как ХХ, так и ХХХ обеспечивают женский путь развития. Другой пример - эмбрион  ХY, у которого на каком-то этапе одна из клеток потеряет хромосому Y и в ней останется только единственная половая хромосома, а именно Х. У возникшего мозаика Х/ХY имеется два клона клеток, которые разнонаправлены в отношении того, какой пол должен формироваться. Клетки ХY за мужское направление, а клетки Х за женское (напомню, что эмбрион с единственной половой хромосомой Х, развивается по женскому типу и если выживает, то рождается девочка с болезнью Шерешевского-Тернера).  У мозаика многое зависит от того, какой клон доминирует в первичных гонадах. Если ХY, то сформируются яички, а вот если Х, то яичники с последующем дисгенезом гонад ещё до рождения (о причине последнего в конце поста 12). 

Совершенно иной механизм у химер. В этом случае имеется два зачатия, то есть две оплодотворённые яйцеклетки. Однако вместо того, чтобы развиваться в два раздельных близнеца, на какой-то стадии происходит объединение в единый зародыш (см. рисунок).  В итоге организм развивается из двух генетически разных клонов клеток, какие-то ткани и органы с одним геномом, а какие-то с другим. 

В одном из комментариев к посту 4 читатель black_semargl привёл историю американки Лидии Фэрчайлд, которой здорово потрепали нервы, когда она после развода обратилась за пособием для своих двух детей. По какой-то причине нужно было провести тест ДНК, чтобы подтвердить родство детей и родителей. Результат теста оказался просто ошеломляющим – дети были точно от своего отца, а вот Лидия никак не могла быть их матерью. От имени штата Лидию обвинили в мошенничестве, прокурор потребовал забрать у неё детей,  поскольку они были «не её». В это время Лидия была уже на поздних сроках беременности третьим ребёнком и судья дал распоряжение взять у новорождённого кровь для теста ДНК сразу же после родов. Результат оказался тот же – генетически новорождённый не мог быть ребёнком Лидии. К счастью адвокат был молодцом - он разузнал, что бывают химеры.  По его настоянию провели тест у матери Лидии – они подтвердили высокую вероятность того, что это бабушка детей. Ну а затем протестировали ДНК из клеток кожи, волос и мазка матки самой Лидии. Оказалось, что ДНК в коже и волосах одного генотипа, а в мазке - другого, причём последний полностью соответствовал тому, что Лидия была матерью своих детей. Такой вот хэппи энд. 

В случае Лидии оба зачатия имели одинаковые половые хромосомы, то есть она была химера ХХ/ХХ. А что будет, если половые хромосомы  разные, то есть в одних клетках ХХ, а в других ХY.  Очевидно, что у эмбриона-химеры ХХ/ХY возникнет коллизия в борьбе за пол – ХY будет за мужской, а ХХ за женский. Кто победит зависит от соотношения сил, а точнее количества клеток того или иного типа, в особенности тех, которые сформировали первичные гонады.  То есть, когда большинство клеток ХХ, то сформируется яичник, а если преобладают клетки ХY, то тогда гонада преобразуется в яичко. У химеры ХХ/ХY гонады могут оказаться одного типа (два яичника или два яичка) или разного (с одной стороны яичник, с другой яичко). Возможен и смешанный вариант, так называемый, овотестис. В этом случает в одной и той же гонаде присутствуют участки с различной структурой. Одни соответствуют яичнику, другие яичку, что и отображено в название овотестис (от латинского ovum – яйцо и testis – яичко). 

Предсказать, каким образом пойдёт процесс формирования пола у мозаика  Х/ХY или химеры ХХ/ХY невозможно в силу абсолютной случайности того, как и где распределятся клетки с мужским и женским набором хромосом. С одной стороны формирование пола может быть существенно нарушено, включая неопределяемые гениталии при рождении. С другой стороны не исключено, что развитие пойдёт по типичному мужскому либо женскому пути. Правда,  в будущем у этих людей могут быть проблемы с фертильностью.  

Иная проблема у мозаиков, которые сами совершенно здоровы, но у которых патологическая мутация возникла в предшественнике половых клеток. В таком случае значительная часть сперматозоидов или яйцеклеток будет иметь эту мутацию. Последнее означает, что у таких людей крайне высок риск иметь детей с заболеванием, вызываемым данной мутацией. Именно об этом шла речь в посте 12  —  при «де ново» мутации риск иметь второго ребёнка с синдромом Свайера предельно низок, если только один из родителей не является мозаиком.    

(c) EIS-gen

Error

Anonymous comments are disabled in this journal

default userpic