NhiễmsắcthểYvàchất
nhiễm sắcgiớitínhcủangười
1. NhiễmsắcthểYcủangười
Trái ngược với nhiễmsắcthể X, nhiễm
sắc thểY hoàn toàn nhỏ và chứa rất ít
gene. Phần lớn chiều dài củanhiễmsắc
thể Y không xảy ra tái tổ hợp là chất dị
nhiễm sắc. Các đoạn lặp DNA của nó đã
được xem xét tỉ mỉ.
Các vùng tương đồng của cặp nhiễmsắc
thể XY được định vị ở mỗi đầu của
nhiễm sắcthể Y. Các vùng này kết cặp
và tái tổ hợp với nhiễmsắcthể X trong
kỳ đầu của giảm phân I. Chúng được gọi
là các vùng nhiễmsắcthể thường giả
(pseudoautosomal region-PAR) bởi vì
bất kỳ gene nào định vị trong các vùng
này (cho đến nay chỉ mới phát hiện được
9 gene) đều được di truyền hoàn toàn
giống như gene trên nhiễmsắcthể
thường. Nam có hai bản sao của các gene
này: một ở trong PAR củaYvà một ở
trong vùng tương đồng của X.
Khoảng 95% chiều dài củaY nằm giữa
các PAR tạo ra vùng không tiếp hợp
(non- recombining region-NRY). Gần 80
gene đã được tìm thấy ở đây. Chúng
được xếp thành 2 nhóm chính. Các gene
thuộc nhóm thứ nhất (mã hoá các protein
sử dụng cho tất cả các tế bào (cả hai
giới)) được bểu hiện ở nhiều mô. Các
gene giữ nhà này (housekeeping gene) có
thể tương đồng trên X mà tránh khỏi sự
bất hoạt X ở nữ. Các gene thuộc nhóm
thứ hai mã hoá các protein hoạt động
chức năng chỉ ở trong tinh hoàn và không
có thể tương đồng trên X. Một gene có
vai trò quan trọng trong nhóm này là
SRY (sex-determing region Y). SRY
định vị trên cánh ngắn nằm ở bên ngoài
PAR và gây ra các khả năng biến đổi
phôi thành nam giới.
2. Chấtnhiễmsắcgiớitínhcủangười
Đã từ lâu người ta đã biết rằng nữ có hai
nhiễm sắcthể X trong khi đó nam chỉ có
một nhiễmsắcthể X. Như vậy mỗi gene
liên kết với nhiễmsắcthể X có hai bản
sao đối với nữ và một bản sao đối với
nam. Nếu tất cả các gene trên nhiễmsắc
thể X đều hoạt động thì ở nữ hàm lượng
các các sản phẩm (như enzym chẳng hạn)
do các gene này mã hóa phải nhiều gấp
đôi nam. Trong thực tế hàm lượng các
sản phẩm trên đều bằng nhau ở cả hai
giới. Có thể giải thích điều này như thế
nào ?
Vào đầu thập niên 1960, Mary Lyon đã
giả thuyết rằng một nhiễmsắcthể X
trong mỗi tế bào soma của nữ bị bất hoạt.
Hiện tượng này dẫn đến kết quả được gọi
là " sự bù đắp về liều lượng gene" (Gene
dosage compensation) làm cho sản phẩm
của gene liên kết với nhiễmsắcthể X của
nam và nữ ngang nhau. Giả thuyết Lyon
cho rằng sự bất hoạt nhiễmsắcthể X xảy
ra sớm trong giai đoạn phát triển phôi ở
giống cái. Ở một số tế bào, nhiễmsắcthể
X bị bất hoạt có nguồn góc từ bố, trong
khi ở những tế bào khác nhiễmsắcthể X
bị bất hoạt có nguồn gốc từ mẹ. Quá trình
bất hoạt này là ngẫu nhiên. Khi một
nhiễm sắcthể X bị bất hoạt trong một tế
bào, nó sẽ duy trì sự bất hoạt này ở tất cả
các thế hệ tế bào con cháu. Như vậy sự
bất hoạt nhiễmsắcthể X là ngẫu nhiên
nhưng lại được cố định.
Sự bất hoạt nhiễmsắcthể X sẽ dẫn đến
kết quả là ở tất cả cơ thể cái bình thường
có hai quần thể tế bào phân biệt: một
quần thể có nhiễmsắcthể X hoạt động
nhận được từ bố và một quần thể có
nhiễm sắcthể X hoạt động nhận được từ
mẹ. Với hai quần thể tế bào này, giống
cái là dạng khảm đối với nhiễmsắcthể
X, giống đực chỉ có một bản sao của
nhiễm sắcthể X là dạng bán hợp tử
(hemizygous) đối với nhiễmsắcthể X.
Giả thuyết Lyon đã đưa ra một số bằng
chứng, phần lớn nhận được từ các nghiên
cứu về động vật và người.
Các nghiên cứu của Di truyền học trong
thập kỷ 1940 đã cho thấy rằng các tế bào
gian kỳ của mèo cái thường chứa một
khối chấtnhiễmsắc dày đặc bắt màu
thuốc nhuộm ở trong nhân tế bào. Các
khối này chưa bao giờ tìm thấy ở giống
đực. Chúng được gọi là thể Barr, do
Murray Barr, một nhà Di truyền học đã
mô tả chúng. Barr đã giải thích rằng thể
Barr tương ứng với một nhiễmsắcthể X
kết đặc cao. Trạng thái kết đặc này phản
ánh thực tế là ADN của nó được tái bản
chậm hơn ADN các nhiễmsắcthể khác
trong pha S.
Các nghiên cứu tiếp theo đã xác định
mARN được sao chép chỉ từ một nhiễm
sắc thể X trong tế bào của con cái bình
thường. Quá trình bất hoạt xảy ra khoảng
hai tuần sau khi thụ tinh. Quá trình được
khởi đầu ở một vị trí đơn (single
location) trên cánh dài củanhiễmsắcthể
X (trung tâm bất hoạt X) và sau đó trải
dài dọc theo nhiễmsắc thể. Sự bất hoạt
của nhiễmsắcthể X là thường xuyên đối
với tất cả các tế bào soma ở con cái,
nhưng nó phải trở nên hoạt hóa trong
dòng tế bào mầm của cơ thể cái, do vậy
mỗi tế bào trứng sẽ nhận được một bản
sao củanhiễmsắcthể X hoạt động.
Theo giả thuyết Lyon, số lượng thể Barr
trong các tế bào soma là luôn luôn bằng
số nhiễmsắcthể X trừ đi 1. Cơ thể cái
bình thường có một thể Barr trong tế bào
soma trong khi các con đực lại không có.
Nam bị hội chứng Klinefelter (XXY) có
một thể Bar. Dạng hội chứng này đã dẫn
đến một câu hỏi: Nếu nhiễmsắcthể X
thừa bị bất hoạt thì tại sao người mang
nhiễm sắcthể X thừa có kiểu hình không
bình thường ? Câu trả lời là sự bất hoạt
của nhiễmsắcthể X là không hoàn toàn.
Một vài vùng củanhiễmsắcthể X bất
hoạt vẫn hoạt động ở tất cả các bản sao.
Một nghiên cứu mới đây cho thấy 20%
gene củanhiễmsắcthể X bất hoạt có thể
vẫn hoạt động. Các gene này là tương
đồng với các gene trên nhiễmsắcthểY
và các bản sao của chúng đã góp phần
tạo nên sự không bình thường của kiểu
hình.
Trung tâm bất hoạt X chứa gene cần thiết
cho sự bất hoạt có tên là XIST (X-
inactive specific transcript), gene này
được sao mã thành mARN 15-17 kb
nhưng không được dịch mã.
Một điểm đặc biệt khác củanhiễmsắc
thể X bất hoạt là sự methyl hóa, có khả
năng là sự methyl hóa chịu trách nhiệm
duy trì sự bất hoạt của một nhiễmsắcthể
X đặc biệt trong tế bào
. Nhiễm sắc thể Y và chất
nhiễm sắc giới tính của người
1. Nhiễm sắc thể Y của người
Trái ngược với nhiễm sắc thể X, nhiễm
sắc thể Y hoàn. đồng của cặp nhiễm sắc
thể XY được định vị ở mỗi đầu của
nhiễm sắc thể Y. Các vùng n y kết cặp
và tái tổ hợp với nhiễm sắc thể X trong
kỳ đầu của giảm