Дупликации и генетические патологии

Дупликация ― это тип наследственной патологии, при которой происходит удвоение участка хромосомы. Этот процесс может затрагивать небольшие регионы (например, дупликация гена, микродупликация) или большое количество генов. Во втором случае генетический материал серьезно меняется, что оказывает влияние на организм. Вторая копия участка может идти сразу за первым, а может структура развернуться на 180° и встать в обратном направлении (инвертированный участок).

Дупликация хромосом относится к несбалансированным перестройкам наследственной информации, так как меняет соотношение генов в геноме. Поэтому такое изменение приводит к тому, что развитие отклоняется от нормы. Дупликации у человека могут вызывать наследственные заболевания, например, болезнь Шарко-Мари-Тута, синдром дупликации MECP2. Также они могут становиться причиной гибели эмбриона на ранних стадиях зародышевого развития.

Также дупликация генов ― основной механизм формирования нового генетического материала для эволюции. Например, белки хрусталика глаза (кристаллины) у птиц и рептилий произошли от другого белка именно таким способом перестройки ДНК.

Генетические патологии не ограничиваются дупликациями, встречаются еще делеции (потеря участка хромосомы), транслокации (перенос участка с одной хромосомы на другую), формирование кольцевой хромосомы и другие. Многие из них нарушают функционирование организма намного сильнее, чем дупликации.

Дупликации могут возникать из-за нескольких процессов: неравного обмена участками хромосом (кроссинговера) при делении половых клеток, ошибок при гомологичной рекомбинации (перестройке ДНК), перемещения мобильных генетических элементов (ретротранспозиции).

Кроссинговер является одним из источников комбинативной изменчивости организмов. Именно благодаря этому обмену участками хромосом, дети одних родителей не похожи друг на друга. Но неравномерное протекание этого процесса можете приводить к дупликации. Гомологичная рекомбинация чаще всего происходит для исправления одно- или двунитевых разрывов ДНК, но сама может протекать неточно. Мобильные генетические элементы, или транспозоны, перемещаясь и встраиваясь в различные места генома, могут приводить к перестройке генов.

Все эти причины носят случайный характер, поэтому генетические патологии человека могут возникать при развитии эмбриона, независимо от вклада родителей. Но было показано, что частота появления хромосомных аномалий (особенно, изменения числа хромосом) у детей повышается с увеличением возраста матери. Женская половая клетка не делится после рождения, останавливаясь на определенной стадии до наступления овуляции. Чем длиннее время от полового созревания до овуляции, тем больше вероятность нарушений в последующем протекании оставшихся стадий созревания яйцеклетки и выше риск неправильного расхождения хромосом при этом. Это приводит, например, к увеличению частоты трисомий (формирования лишней хромосомы) у детей женщин старшего возраста.

Дупликации помогают выявить методы: полногеномное секвенирование и ХМА метод (хромосомный микроматричный анализ). Генетические патологии других типов также выявляют эти методы.

ХМА, который еще называют молекулярным кариотипированием, с использованием специальных матриц позволяет выявить и другие изменения числа или структуры хромосом во всем геноме. По сравнению с цитогенетическими методами (например, обычным кариотипированием), такой анализ позволяет выявить даже небольшие отклонения, например, микродупликации. ХМА является методом первой линии для выявления причины врожденных пороков развития, отклонений в физическом и умственном развитии.

Выявление генетических патологий анализом ДНК помогает врачу понять причину существующего заболевания и провести медико-генетическую консультацию о дальнейших действиях: может ли этот человек иметь в дальнейшем здоровых детей, существуют ли методы лечения или коррекции его состояния. Всё это можно определить только после выявления конкретного генетического нарушения.

Пройти тест на хромосомные аномалии можно в медико-генетическом центре Genotek. Этот анализ позволит установить наличие или отсутствие дупликации, делеции хромосом или аномалий их числа у людей с аутизмом, задержкой развития, врожденными множественными пороками развития.

Также полногеномное секвенирование ДНК доступно в Genotek. Этот метод расшифровывает последовательность всей генетической информации. Метод полногеномного секвенирования ― наиболее полный генетический анализ из существующих. Он определит есть ли дупликация гена, какая мутация еще есть в генах. Специальные программы анализа выявят, являются ли обнаруженные изменения патогенными, могут ли они приводить к заболеванию. А на входящей в стоимость полногеномного секвенирования консультации врач объяснит результаты, расскажет, что делать дальше, как профилактировать заболевания с высоким риском.

Для анализа подходит слюна, она содержит достаточное количество ДНК, хорошо хранится и транспортируется. Собрать ее можно в удобное время в специальную пробирку с консервантом. Курьер доставит биоматериал в нашу лабораторию в Москве для анализа. Результат исследования появится в среднем через 4-6 недель и будет всегда доступен в личном кабинете сайта. При появлении новых научных открытий будут добавляться признаки и обновляться результаты проведенного исследования.