Нормальная изменчивость, ранее обнаруживаемая лишь для немногих хромосом набора и у отдельных индивидов, на самом деле явление, широко распростра­ненное. У каждого индивида оно проявляется специфи­ческим сочетанием вариантов хромосом, и неограничен­ное число подобных сочетаний обеспечивает уникаль­ность кариотипа каждого человека.

Использование новых методов современной генетики и генной инженерии позволило медицинским генетикам выявлять и клонировать участки хромосомной ДНК, .отвечающие за проявление наследственных дефектов, и использовать их в качестве основного материала в пренатальной диагностике.

Рассмотрим проблему пола в плане цитогенетики более подробно. В 1949 г. М. L. Вагг и Е. С. Вег при изучении клеток животных установили генетическую разницу между полами. В 1954 г. К. L. Moore и М. L. Вагг эту генетическую особенность подтвердили, исследуя клетки человека. Были обнаружены два типа клеток. В ядрах соматических клеток нормальной женщины была выявлена компактная хроматиновая глыбка, названная половым хроматином, или тельцем Барра, а в ядрах клеток нормального мужчины такая глыбка отсутствова­ла. Впоследствии установили, что обнаруженное тельце представляет собой неактивную хромосому .X. Тельце Барра чаще всего располагается на периферии у ядерной мембраны и его форма варьирует от треугольной до выпуклой. Для выявления полового хроматина обычно применяют анализ эпителиальных клеток в соскобе слизистой оболочки щеки. Наличие или отсутствие тельца Барра характеризует набор хромосом X, а следовательно, и пол индивида. Оказалось, что тельце Барра образуется из одной хромосомы X. Поэтому у женщин обнаружива­ется тельце Барра, а у мужчин — нет. В случае хромо­сомных аномалий телец Барра всегда на одно меньше, чем хромосом X.

Изучение строения и функционирования хромосому человека имеет большое теоретическое и практическое значение для медицинской генетики. Знание того, что представляет собой каждая хромосома человека в хими­ческом, цитологическом и генетическом отношении, важно для правильного понимания происхождения хромосомных нарушений и обусловленных ими аномалий развития, а следовательно, и поиска путей исправления этих отклонений.

Хромосомные болезни клиницисты начали изучать еще до установления точного числа хромосом человека. Например, синдромы Клайнфелтера и Шерешевского — Тернера были четко описаны до открытия хромосомной этиологии этих заболеваний и хорошо известны врачам. К хромосомным болезням относят такие формы патоло­гии, при которых наблюдаются, как правило, нарушения психики и множественные врожденные пороки различных систем организма человека. Генетической основой таких состояний являются хромосомные мутации — численные или структурные изменения хромосом, наблюдаемые в соматических или половых клетках.

Термин «болезнь» по отношению к хромосомным аномалиям, как аутосомных, так и половых хромосом, употребляется не совсем справедливо. Болезнь — это процессуальность, т. е. закономерная смена симптомов и синдромов во времени. Болезнь имеет продрому, начало, стадию полного развития и исходное состояние. Сово­купность же специфических признаков, характеризующих любую хромосомную аномалию, является конституцио-нальной, врожденной и признаки эти непрогредиентны.

Большинство хромосомных болезней возникает спора­дически в результате геномной и хромосомной мутаций в гаметах здоровых родителей или на первых делениях зиготы. Хромосомные изменения в гаметах приводят к развитию так называемых полных, или регулярных, форм нарушения кариотипа, а соответствующие изменения хромосом на ранних стадиях развития эмбриона являют­ся причиной возникновения соматического мозаицизма, или мозаичных организмов (наличие в организме двух или более клеточных линий с разным числом хромосом). Мозаицизм может касаться как половых хромосом, так и аутосом. Мозаики, как правило, имеют более «стертые» формы заболевания, чем люди с измененным числом хромосом в каждой клетке. Так, ребенок с мозаичным вариантом болезни Дауна может иметь нормальный интеллект, но физические признаки этого заболевания остаются.

Число аномальных клеток может быть различным: чем их больше, тем более ярко выражен симптомокомплекс той или иной хромосомной болезни. В некоторых случаях удельный вес аномальных клеток так невелик, что человек кажется фенотипически здоровым.

В некоторых случаях установить мозаицизм оказыва­ется не так просто, поскольку клон аномальных клеток имеет в онтогенезе тенденцию к элиминации. Иначе гово­ря, число таких клеток может быть у взрослого человека относительно мало, в то время как в эмбриональный и ранний постнатальный период их удельный вес был дос­таточно велик, что привело к развитию выраженных клинических симптомов болезни. Однако, несмотря на известные трудности изучения мозаицизма, его открытие и исследование вносят ясность в проблему стертых и рудиментарных форм хромосомных болезней.

В основе классификации хромосомных болезней лежат типы мутаций. Хромосомные мутации (числовые или структурные) возможны в соматических или половых клетках, они возникают в результате числовых или структурных изменений хромосом или их сочетания. Числовые изменения сводятся к наличию добавочных хромосом или отсутствию одной из хромосом. В первом случае говорят о трисомии по какой-либо из 23 хромосом, во втором — о моносомии. Реже можно наблюдать нарушение плоидности хромосомного набора (увеличение на полный гаплоидный набор).

Структурные изменения хромосом у человека хотя и встречаются намного реже, чем численные аберрации, представляют интерес как общетеоретический, так и кли­нический. Можно выделить два основных типа перестроек: внутрихромосомные и межхромосомные. В свою очередь перестройки могут быть сбалансированными, т. е. в геноме присутствуют все локусы, однако их расположение в хромосомах отличается от исходного нормального. Несбалансированные перестройки характеризуются утра­той или удвоением участков хромосомы. Внутрихромо­сомные перестройки, связанные с перестройками внутри одного плеча хромосомы, называются парацентричес-кими. Крайние участки без центромеры называются фрагментами и они обычно утрачиваются в ходе митоза.

Деления — это утрата части хромосомы, происхо­дящая в результате двух разрывов и одного воссоеди­нения с утратой сегмента, лежащего между разрывами. У человека известна делеция хромосомы 5. Такая делеция выражается в синдроме «кошачьего крика». Дупликация—это удвоение сегмента хромосомы, в результате чего клетка организма становит­ся полиплоидной по данному сегменту. Если дупликация находится непосредственно за исходным участком хромо­сомы, то это называется тандем-дупликацией. Кроме того, дупликации могут быть локализованы в других участках хромосомы. Большинство таких перестроек детальны, а те индивиды, которые с ними выжили, как правило, не способны оставить потомство.

В случае инверсии участок хромосомы разворачивает­ся на 180° и разорванные концы соединяются в новом порядке. Если в инвертированный участок попадает центромера, то такую инверсию называют перицентрической. Если инверсия затрагивает только одно плечо хромосомы, то она называется парацентрической. Гены в инвертиро­ванном участке хромосомы располагаются в обратном по отношению к исходному в хромосоме порядке.