Генетический импринтинг (ГИ) — эпигенетический процесс, при котором на фенотипические проявления влияет родительское происхождение изменений генов (генный импринтинг), хромосом или их участков (геномный импринтинг), т.е. экспрессируется только один из пары аллелей — отцовский или материнский. Этот феномен свидетельствует о неравнозначном вкладе родителей в функционирование генотипа потомков.
Примером геномного импринтинга является пузырный занос, который возникает при оплодотворении яйцеклетки двумя сперма-
тозоидами и утрате материнских хромосом (диандрия). В этом случае при «нормальном» кариотипе ткани собственно эмбриона вообще не развиваются при бурном разрастании трофобласта. При двойном наборе материнских хромосом (дигения), формируется тератома — эмбриональная опухоль при сильном угнетении роста плацентарных тканей. Эти примеры иллюстрируют неравнозначный родительский вклад в развитие зародыша при определяющем вкладе генома отца в развитие трофобласта и большом вкладе генома матери в развитие собственно зародышевых структур.
При описании механизма генетического импринтинга нельзя обойти вниманием явление однородительской дисомии (ОРД). Под ОРД понимают происхождение гомологичных хромосом или их участков от одного из родителей. Механизмами могут служить:
1) коррекция нуллисомии в одной из гамет дисомией по этой же хромосоме другой гаметы;
2) редукция трисомии до дисомии — потеря «лишней» хромосомы одного родителя с сохранением двух других от второго родителя;
3) коррекция моносомии дупликацией единственной хромосомы одного из родителей при отсутствии гомологичной хромосомы от другого родителя;
4) соматическая рекомбинация — обмен между хроматидами гомологичных хромосом в соматических клетках (ОРД по отдельным хромосомным сегментам).
Эти изменения касаются фрагментов генома с импринтированными участками. При ОРД если хромосома содержит импринтированные участки, то аллели, локализованные в этих участках, могут быть экспрессированы или супрессированы в зависимости от родительского происхождения, что ведет к патологии. Если при ОРД хромосома не содержит импринтированных участков, аномалий фенотипа не возникает.
В настоящее время описаны более 30 наследственных заболеваний, в этиологии которых играет роль нарушение функционирования импринтированных участков генома. Это так называемые болезни генетического импринтинга. Наиболее распространенные среди них: синдромы Прадера-Вилли, Ангельмана, Рассела-Сильвера, Беквита-Видемана и др.