Podstawowe informacje na temat rodzajów mutacji znajdziesz w e‑materiałach „Mutacje - kryteria podziału i rodzaje”POBdTUpBZ„Mutacje - kryteria podziału i rodzaje”.

Mutacje chromosomowe strukturalne są następstwem pęknięć chromosomówchromosom metacentrycznychromosomów, tj. przerwania obu nici DNA. Uszkodzenie to prowadzi zazwyczaj do utraty części materiału genetycznego (delecji).

Możliwe jest także błędne naprawienie uszkodzenia. Działanie mechanizmów naprawczych komórki umożliwia ponowne połączenie spontanicznie przerwanych nici DNA oraz zachowanie materiału genetycznego, ale bywa zawodne w przypadku podwójnych pęknięć. Nieprawidłowe połączenie pękniętych fragmentów chromosomów skutkuje przegrupowaniem fragmentów w obrębie jednego chromosomu (inwersja) bądź kariotypu (translokacja).

Skutkiem niesymetrycznej wymiany odcinków chromatydchromatydachromatyd podczas crossing‑over w czasie pierwszego podziału mejotycznego komórki może być podwojenie (duplikacja) lub powstanie chromosomów z brakiem danego fragmentu (delecja).

Na powstawanie pęknięć wpływają czynniki mutagenneczynnik mutagenny (mutagen)czynniki mutagenne. Wyróżnia się chemiczne i fizyczne czynniki uszkadzające chromosomy.

Do czynników chemicznych należą związki interkalujące. Są to drobnocząsteczkowe substancje zdolne do bezpośredniego wnikania w strukturę podwójnej helisy DNA. Prowadzi to do zmian strukturalnych, takich jak:

• wydłużenie nici na skutek insercji;

• skrócenie nici na skutek delecji;

• skręcenie par zasad.

Takie modyfikacje strukturalne mogą uniemożliwić zajście niektórych procesów, np. transkrypcji i replikacji. Do czynników interkalujących zalicza się czynniki chemiczne, m.in. bromek etydyny i barwniki akrydynowe.

Do czynników fizycznych zalicza się promieniowanie jonizujące.

Na skutek działania promieniowania jonizującego powstają dwa typy uszkodzeń cząsteczki DNA:

• pęknięcie cząsteczki DNA w jednej lub obu niciach nukleotydowych;

• usunięcie pirymidyn z cząsteczki DNA.

Więcej na temat czynników mutagennych w e‑materiale pt. Czynniki mutagenne i ich źródła.

Więcej na temat mechanizmów działania czynników mutagennych w e‑materiale pt. Mechanizmy działania wybranych mutagenów.

Główne rodzaje mutacji zmieniających strukturę chromosomów to delecja, inwersja, 
duplikacja i translokacja.

Inwersja nie jest jednorodną mutacją chromosomową. Wyróżnia się inwersje paracentryczną oraz pericentryczną.

Więcej na temat chromosomów przeczytasz w e‑materiale pt. „Budowa i rodzaje chromosomów eukariotycznych”DLiBmDY0C„Budowa i rodzaje chromosomów eukariotycznych”.

Chromosom pierścieniowy powstaje przez połączenie się dwóch ramion chromosomu. Jest to możliwe na drodze delecji dystalnej zachodzącej na końcach ramion chromosomu, które następnie łączą się. Powstaniu chromosomu pierścieniowego towarzyszy więc utrata małych fragmentów chromosomu.

Objawy obserwowane u ludzi z chromosomami pierścieniowymi są spowodowane delecją genów w regionach telomerowych tych chromosomów.

Chociaż chromosomy pierścieniowe występują rzadko, znaleziono je we wszystkich ludzkich chromosomach. Opublikowano doniesienia naukowe o dziedziczeniu chromosomów pierścieniowych obejmujących różne chromosomy, w tym 8, 13, 14, 17, 18, 20, 21 i 22.

Występowanie chromosomów pierścieniowych łączy się z niektórymi chorobami genetycznymi człowieka, np. chromosom pierścieniowy X może być przyczyną zespołu Turnerazespół Turnerazespołu Turnera.

Pierścień chromosomu 18 warunkuje fenotyp tzw. zespołu pierścieniowego chromosomu 18, objawiający się m.in. niepełnosprawnością intelektualną, niskim wzrostem, hipotonią mięśniową, skoliozą.

Pierścień chromosomu 20 może mieć związek z padaczką, a chromosomu 21 – z niskim wzrostem, małogłowiem i zaburzeniami rozrodczymi.

Izochromosomy to chromosomy metacentrycznechromosom metacentrycznychromosomy metacentryczne, których oba ramiona są identycznie długie lub krótkie, homologiczne zarówno pod względem morfologicznym, jak i ułożenia genów.

Izochromosomy powstają na skutek poprzecznego, nieprawidłowego podziału centromeru z zachowaniem połączenia chromosomów homologicznych podczas procesu crossing‑over. Mogą też powstawać na drodze utraty (delecji) jednego ramienia chromosomu i podwojenia (duplikacji) drugiego ramienia.

Zaburzenie strukturalne w postaci powstania izochromosomu 17q może być przyczyną neoplazji, czyli niekontrolowanego wzrostu komórek, będącego wynikiem nowotworzenianowotwórnowotworzenia.

Monosomia krótkiego ramienia występuje u ok. 12 chorych z Zespołem Turnera. Objawia się zwiększonym prawdopodobieństwem pojawienia się chorób autoimmunologicznych, np. przewlekłego limfocytarnego zapalenia tarczycy typu Hashimoto, wrzodziejącego zapalenia jelita grubego lub choroby Leśniowskiego‑Crohna. Zwiększone jest również ryzyko pojawienia się wad słuchu.

Aberracje strukturalne prowadzą zazwyczaj do niekorzystnych zmian genotypowych i fenotypowych organizmu, skutkując znacznymi zaburzeniami wzrostu i rozwoju psychofizycznego.

W przypadku mutacji strukturalnych, w których ilość informacji genetycznej nie ulega zmianie, modyfikacje genotypu nie zawsze wiążą się z poważnymi zmianami w fenotypie. W takich sytuacjach nosiciel mutacji jest zdrowy, jednak nie odnosi sukcesu rozrodczego: obserwuje się u niego wady komórek rozrodczych (jajowych lub nasienia) prowadzące do poronień samoistnych lub porodów dzieci obciążonych wadami genetycznymi.

Więcej o chorobach spowodowanych zmianą struktury chromosomów tutajP1FT2tYDUtutaj.

Słownik