Hiện tượng bất hoạt NST X ( X inactivity) doc

Hiện tượng bất hoạt NST X ( X inactivity) Nhiễm sắc thể (NST) giới tính X của người là một NST lớn chứa khoảng 5% DNA của genome (khoảng 160 triệu bp). Có trên 700 gene đã được định vị trên NST giới tính X. Trái với NST X, NST Y rất nhỏ (khoảng 70 triệu bp) và chỉ chứa rất ít gene. Giả thuyết Lyon về sự bất hoạt của NST X Trong những năm đầu của thập niên 60, Lyon đã đưa ra giả thuyết 1 trong 2 NST X trong các tế bào sinh dưỡng ở người nữ đã bị bất hoạt. Sự bất hoạt 1 trong 2 NST X đã xảy ra rất sớm trong thời kỳ phát triển phôi của người nữ và NST X bị bất hoạt mang tính chất ngẫu nhiên, ở một số tế bào thì NST X bị bất hoạt có nguồn gốc từ bố và ở các tế bào khác thì NST X có nguồn gốc từ mẹ bị bất hoạt. Khi hiện tượng này xảy ra thì NST có nguồn gốc từ bố (hoặc mẹ) đó sẽ bị bất hoạt trong tất cả các thế hệ tế bào sau. Như vậy hiện tượng này vừa có tính ngẫu nhiên vừa có tính cố định. Giả thuyết Lyon được cũng cố bằng các bằng chứng tế bào học qua hình ảnh của vật thể Barr (Bar body) trong nhân tế bào ở gian kỳ. Vật thể này là một NST X bị bất hoạt và chỉ được thấy ở các tế bào có từ 2 NST X trở lên. Số lượng vật thể Barr trong nhân tế bào luôn luôn bằng số lượng NST giới tính X trừ đi 1. Vật thể Barr Các nghiên cứu cho thấy quá trình bất hoạt xảy ra khoảng 2 tuần sau khi thụ tinh, khi phôi có khoảng vài trăm tế bào. Tuy nhiên hiện tượng bất hoạt xảy ra trên NST X là không hoàn toàn, một số vùng NST X vẫn duy trì trạng thái hoạt động trên tất cả các bản sao của nó, đặc biệt là những vùng đầu tận cùng của các nhánh dài và nhánh ngắn của NST. Vùng tận cùng của nhánh ngắn trên NST X có độ tương đồng rất cao đối với phần xa trên nhánh ngắn của NST Y. Một số vùng khác trên NST X cũng không bị bất hoạt. Những nghiên cứu gần đây cho thấy gần 20% số gene trên NST X bất hoạt có thể vẫn hoạt động. Rất nhiều gene trên NST X thoát khỏi sự bất hoạt có allele tương đồng trên NST Y dẫn đến hiện tượng là tạo ra kiểu gene tương tự ở người nam và người nữ. Các yếu tố làm ảnh hưởng đến kiểu di truyền 1. Đột biến mới Nếu một đứa trẻ được sinh ra với một bệnh di truyền và trong gia đình của trẻ chưa hề có tiền sử về bệnh này thì có thể trẻ này là kết quả của một đột biến mới (new mutation), điều này đặc biệt đúng đối với bệnh di truyền do gene trội trên NST thường. Trong trường hợp này nguy cơ tái phát ở lần sinh tiếp theo của cặp bố mẹ này không cao hơn mức chung của quần thể. Các nghiên cứu cho thấy một tỷ lệ lớn của các bệnh di truyền gene trội trên NST thường là kết quả của một đột biến mới. Đặc điểm này cho thấy bệnh có xu hướng giới hạn tiềm năng sinh sản của cá thể mắc bệnh. 2. Tình trạng khảm ở các tế bào dòng sinh dục (germline mosaicism) Đôi khi trong một gia đình người ta có thể thấy trong số con của cùng một bố mẹ có tới 2 con hoặc nhìều hơn mắc cùng một loại bệnh di truyền trội NST thường trong khi tiền sử của gia đinh chưa hề có ai mắc bệnh này. Vì đột biến là một sự kiện hiếm gặp nên việc xảy ra nhiều lần một loại đột biến trong cùng một gia đình rất khó có thể xảy ra. Cơ chế giải thích cho hiện tượng này là hiện tượng khảm của các tế bào dòng sinh dục (germline mosaicism. Trong quá trình phát triển phôi của một trong hai bố mẹ, một đột biến có thể đã xảy ra và ảnh hưởng lên tất cả hoặc một phần của của các tế bào dòng tinh nhưng không ảnh hưởng hoặc chỉ ảnh hưởng đến một vài tề bào soma của phôi. Như vậy bố hoặc mẹ đã mang đột biến trong các tế bào dòng sinh dục của họ nhưng họ hoàn toàn không có biểu hiện bệnh trên kiểu hình. Kết quả là họ có thể truyền gene đột biến cho nhiều người con. Hiện tượng này mặc dù tương đối hiếm gặp nhưng ảnh hưởng rất lớn đến nguy cơ tái phát của bệnh. 3. Khởi bệnh muộn (delayed age of onset) Trong khi một số bệnh di truyền biểu hiện ngay từ khi sinh hoặc chỉ một thời gian ngắn sau đó thì nhiều bệnh di truyền phải đợi cơ thể tới giai đoạn trưởng thành mới biểu hiện. Hiện tượng này được gọi là hiện tượng khởi bệnh muộn (delayed age of onset). Tình trạng biểu hiện muộn dẫn đến hậu quả là người bệnh thường có con trước khi họ nhận thức được tình trạng mang gene bệnh của mình. (a) (b) Bệnh u xơ thần kinh type I. (a) Bệnh nhân có các chấm cà phê - sữa trên bụng và các u xơ thần kinh bì. (b) Bệnh nhân có một u xơ thần kinh lớn phía sau lưng 4. Tính thấm giảm (reduced penetrance) Một đặc điểm quan trọng của nhiều bệnh di truyền là tính thấm giảm. Tính thấm giảm là hiện tượng người mang kiểu gene của bệnh nhưng hoàn toàn không có biểu hiện trên kiểu hình, mặc dù vậy họ vẫn truyền gene bệnh cho thế hệ sau. 5. Biểu hiện đa dạng (variable expression) Một tình trạng phức tạp khác là sự biểu hiện đa dạng của bệnh. Bệnh có thể có tính thấm hoàn toàn nhưng mức độ nghiêm trọng của bệnh có sự thay đổi rất lớn. Ví dụ trong bệnh u xơ thần kinh (neurofibromatosis) type I (còn được gọi là bệnh Von Recklinghausen). Bố hoặc mẹ có thể có bệnh rất nhẹ, nhẹ đến nỗi họ không nghĩ là mình mắc bệnh, nhưng họ có thể truyền gene bệnh cho con và đôi khi chúng có biểu hiện bệnh rất nặng. Giống như tình trạng khởi bệnh muộn và tính thấm giảm, biểu hiện đa dạng của bệnh cũng là một cơ chế tạo điều kiện cho gene bệnh không bị đào thải và có mặt với tần số cao trong quần thể. 6. Tính đa hìệu (pleiotropy) Một gene có thể gây ra các hiệu quả khác nhau trên cơ thể được gọi là gene đa hiệu (pleiotropy). Ví dụ trong hội chứng Marfan. Đây là một bệnh di truyền gene trội trên NST thường với các biểu hiện ở mắt, xương, và hệ tim mạch. Tất cả những biểu hiện này đều xuất phát từ tình trạng tổ chức liên kết bị kéo dãn không bình thường. Gene gây ra hội chứng Marfan được định vị trên nhánh dài của NST 15 mã hóa cho fibrilin, một thành phần của mô liên kết. Đột biến gene này dẫn đến nhiều hậu quả khác nhau trên cơ thể. Một thiếu niên mắc hội chứng Marfan với tay chân dài, khuôn mắt hẹp. Hình ảnh bàn tay vượn (arachrinodac-tyly) ở một trẻ nữ 8 tuổi mắc hội chứng Marfan. 7. Tính dị nguyên (heterogeneity) Khi một bệnh nhưng có thể gây ra bởi các đột biến trên các locus khác nhau ở các gia đình khác nhau, tình trạng này được gọi là tính dị nguyên của locus (locus hetero- geneity). Tình trạng bệnh gây ra bởi đột biến ở các gene khác nhau có thể không phân biệt được trên lâm sàng. 8. Sự khởi bệnh sớm và sự gia tăng mức biểu hiện ở thế hệ sau Từ trong giai đoạn đầu của thế kỷ XX người ta đã quan sát thấy một vài bệnh di truyền dường như cho thấy có tuổi khởi bệnh sớm hơn hoặc có mức độ biểu hiện bệnh nặng hơn hoặc có thể thể hiện cả hai hiện tượng này trong các thế hệ sau của mỗi gia tộc. Kiểu biểu hiện này gọi là hiện tượng khởi bệnh sớm (anticipation). . bào thì NST X bị bất hoạt có nguồn gốc từ bố và ở các tế bào khác thì NST X có nguồn gốc từ mẹ bị bất hoạt. Khi hiện tượng này x y ra thì NST có nguồn gốc từ bố (hoặc mẹ) đó sẽ bị bất hoạt trong. Hiện tượng bất hoạt NST X ( X inactivity) Nhiễm sắc thể (NST) giới tính X của người là một NST lớn chứa khoảng 5% DNA của genome (khoảng 160 triệu bp). Có trên. 1 trong 2 NST X trong các tế bào sinh dưỡng ở người nữ đã bị bất hoạt. Sự bất hoạt 1 trong 2 NST X đã x y ra rất sớm trong thời kỳ phát triển phôi của người nữ và NST X bị bất hoạt mang tính