NHIỄM SẮC THỂ GIƠI TÍNH – CHẤT NHIỄM SẮC GIỚI TÍNH pot

NST GIỚI TÍNH:  Năm 1881 nhà sinh vật học người Đức Henking đã phát hiện một cấu trúc đặc biệt của nhân tế bào dòng tinh của một số côn trùng như sau: Một nửa số tinh trùng mang cấu tr

NHIỄM SẮC THỂ GIƠI TÍNH – CHẤT

NHIỄM SẮC GIỚI TÍNH

I NST GIỚI TÍNH:

 Năm 1881 nhà sinh vật học người Đức (Henking) đã phát hiện một cấu trúc đặc biệt của nhân tế bào dòng tinh của một số côn trùng như sau:

Một nửa số tinh trùng mang cấu trúc đó

Một nửa số tinh trùng không mang cấu trúc đó

 Henking ký hiệu cấu trúc đó là vật thể X và chứng minh rằng có 2 loại tinh trùng khác nhau do có hoặc không có vật thể đó

 Năm 1905, Wilson & Stevens nghiên cứu tế bào của một số loài côn trùng đã phát hiện ra có sự liên quan giữa giới tính Đực và Cái với NST Các tác giả đã tìm ra 2 cơ chế quy định giới tính là:

 Cơ chế XX – XO (gọi tắt là cơ chế XO)

 Cơ chế XX – XY (gọi tắt là cơ chế XY)

A CƠ CHẾ QUY ĐỊNH GIỚI TÍNH:

1 Cơ chế XX – XO:

 Đã từ lâu người ta nhận thấy ở châu chấu, tế bào soma của con cái và con đực có

số lượng NST không bằng nhau:

 Tế bào của con cái  chứa 24 NST

 Tế bào của con đực  chứa 23 NST

 Trong quá trình tạo giao tử có sự khác nhau giữa con cái và con đực:

 Ở con cái  chỉ cho một loại trứng, tất cả đều mang 12 NST

 Ở con đực  cho 2 loại tinh trùng, một loại tinh trùng có12 NST, còn một loại chỉ có 11 NST

 Trong quá trình thụ tinh :

Trứng (12NST) + tinh trùng (12 NST)  hợp tử, nở ra con cái (24 NST)

Trứng (12NST) + tinh trùng (11 NST)  hợp tử, nở ra con cái (23 NST)

 Vật thể X mà Henking ký hiệu chính là 1 loại NST ảnh hưởng tới sự qui định giới tính, sau này được gọi là NST X (1 NST X)

 Như vậy, trong loài châu chấu nói trên tất cả trứng của châu chấu cái đều mang một NST X còn một nửa thì không mang NST X

 Khi trứng thụ tinh với tinh trùng mang NST X, sẽ tạo thành hợp tử mang

2 NST X và phát triển thành cơ thể cái

 Khi trứng thụ tinh với tinh trùng không mang 1 NST X (mang NST Y)

và hợp tử mang 2 NST XY phát triển thành cơ thể đực

 Cơ chế quy định giới tính như trên gọi là cơ chế XX – XO (gọi tắt là cơ chế XO)

2 Cơ chế XX-XY:

 Ở ruồi quả (Deosophila melanogaster) tế bào soma có 8 NST:

 Ruồi cái: 6 NST thường+ 2 NST X (hình que)

 Ruồi đực: 6 NST thường + 2 NST Y(hình móc)

 Trong quá trình tạo giao tử

Ở con cái  Tất cả trứng đều có 3 NST thường +1 NST X

Một nửa số tinh trùng có 3 NST thường + 1 NST X

Ở con đực 

Một nửa số tinh trùng có 3 NST thường + 1 NST Y

 Khi thụ tinh có thể xảy ra 1 trong 2 trường hợp sau

 Trứng + tinh trùng mang X  hợp tử XX, trở thành cơ thể cái

 Trứng + tinh trùng mang Y  hợp tử XY, trở thành cơ thể đực

 Cơ chế quy định như trên gọi là cơ chế XX – XY (gọi tắt là cơ chế XY) Cơ chế

XY gặp phổ biến hơn cơ chế XO

 Cơ chế quy định giới tính ở người là cơ chế XY Ở người tế bào soma bình thường

có 46 NST: ♀ = 44A + XX, ♂ = 44A + XY

Tế bào mầm ♀ Tế bào mầm ♂

Chỉ cho 1 loại trứng Cho 2 loại tinh trùng

23,X 23,X 23,Y

B CHỨC NĂNG CỦA NST GIỚI TÍNH Ở NGƯỜI

 Chức năng của NST X cũng như NST Y được tìm hiểu nhờ những trường hợp sai lệch về số lượng cũng như về cấu trúc của chúng

1 NST X:

 Trên NST X có chứa các gen kiểm soát sự tổng hợp các yếu tố quyết định cho sự biệt hóa, sự trưởng thành, sự thực hiện chức năng của buồng trứng

 Ngoài các gen quy định cho sự biệt hóa giới tính còn có các gen ức chế tinh hoàn, gen biệt hóa tinh hoàn và nhiều gen khác không liên quan đến sự hình thành giới tính

2 NST Y:

 Trên NST Y chứa các gen sản xuất các yếu tố biệt hóa tinh hoàn, trưởng thành và hoạt động của tinh hoàn

 Ở nam giới, gen biệt hóa tinh hoàn trên NST Y còn có chức năng kìm hãm gen ức chế tinh hoàn trên NST X, do đó gen biệt hóa tinh hoàn trên NST X mới hoạt động được và cùng với NST Y quyết định sự hình thành tuyến sinh dục đực là tinh hoàn

 Đồng thời gen biệt hóa tinh hoàn trên NST X còn có tác dụng kìm hãm gen biệt hóa buồng trứng, do đó không hình thành được tuyến sinh dục nữ

 Như vậy, cả 2 nhánh của NST Y đều có tác động đến việc kiểm soát tuyến sinh dục đực, do đó hình thành các giới tính của nam giới, vì vậy sự mất đoạn của các nhánh đó đều dẫn đến sự biến đổi giới tính chủ yếu là về hoạt động chức năng của tuyến sinh dục, đưa đến tình trạng ít tinh trùng hoặc không có tinh trùng, kết quả là vô sinh nam

II CHẤT NHIỄM SẮC GIỚI TÍNH:

 NST giới tính X và Y không những quan sát được trong tế bào đang phân chia mà còn có thể thể hiện trong nhân tế bào ở gian kỳ gọi là chất nhiễm sắc giới tính

 Có 3 loại chất nhiễm sắc giới tính :

 Vật thể Barr

 Thể dùi trống

 Vật thể Y

1 Vật thể Barr:

a) Nguồn gốc của vật thể Barr:

 Năm 1949, Barr và Bertram khi quan sát các tế bào thần kinh của mèo, nhận thấy

tế bào của mèo cái có 1 khối nhiễm sắc ở cạnh nhân mà tế bào của mèo đực không có, khối này được gọi là vật thể nhiễm sắc giới tính nữ (vật thể Barr)

 Ở phụ nữ, tế bào ở gian kỳ của hầu hết các mô đều có thể dùng để xét nghiệm vật thể Barr

 Vật thể Barr xuất xứ hoàn toàn từ 1 NST X bị ức chế gọi là dị nhiễm sắc hóa và bị bất hoạt về di truyền

 Như vậy, ở người phụ nữ bình thường có 2 NST X thì chỉ có 1 NST X hoạt động trong tế bào mà thôi

 Hiện tượng ức chế xảy ra từ 1 NST X trong mọi tế bào trong quá trình phát triển bào thai và xảy ra vào khoảng ngày thứ 12, 14 sau khi thụ tinh tức là phôi từ ngày thứ

12, 14 trở đi mới xét nghiệm được vật thể Barr

b Hình dạng và số lượng vật thể Barr trong tế bào:

 Ở tế bào người, vật thể Barr thường có dạng thấu kính phẳng, lồi hoặc hình nón, đôi khi có dạng khác Vật thể Barr thường nằm áp sát vào mặt trong màng nhân, kích thước khoảng 1,2 micromet, bắt màu đậm với phẩm nhuộm base như orcein,

hematoxylin, xanh toluidin

 Số lượng vật thể Barr được tính theo công thức :

Số lượng vật thể Barr = Số lượng NST X – 1

 Như vậy, khi quan sát vật thể Barr có thể biết được số lượng NST X có trong tế bào:

♀ bình thường  có 1 vật thể Barr

♂ bình thường  không có vật thể Barr

 Trong tế bào đa bội, vật thể Barr không tính theo công thức trên Người ta thấy:

Tế bào tứ bội (4n)  có 2 vật thể Barr

Tế bào bát bội (8n) có 4 vật thể Barr Tuy nhiên ở nam giới tế bào tứ bội (4n) thì lại không có hiện tượng trên

c) Tần suất của vật thể Barr:

 Tế bào lưỡng bội của người nữ là 46, XX  luôn luôn có một vật thể Barr

 Nhưng vật thể Barr chỉ có thể quan sát thấy ở vài chục phần trăm của tế bào mà thôi, như vậy luôn luôn có một tỷ lệ tế bào âm tính nghĩa là không thấy vật thể Barr

Lý do như sau:

 Vật thể đó nằm ở trong tư thế thẳng đứng nên hình ảnh quá nhỏ lẫn với chất nhiễm sắc khác

 Hoặc NST X duỗi ra, các sợi nhiễm sắc mở xoắn trở nên mảnh dẻ do đó quan sát không thấy được dưới kính hiển vi quang học

 Tỷ lệ tế bào có vật thể Barr cũng khác nhau tùy theo từng mô

 Tế bào niêm mạc má  20%

 Tế bào niêm mạc âm đạo  26%

 Tế bào da sinh thiết  60 -80%

 Tần suất vật thể Barr cũng thay đổi trong một số trạng thái tâm lý cơ thể như :

 Trẻ gái sơ sinh: 2 – 3 ngày đầu  % vật thể Barr thấp

>5 ngày  đạt tỷ lệ ở mức bình thường

 Theo chu kỳ kinh nguyệt: vật thể Barr có tần suất cao ở 2 tuần giữa, cũng có trường hợp rất thấp khác

 Tùy theo tác động của hormone như Testosterone, Progesterone làm giảm tần suất của vật thể Barr Tuy nhiên khi ngưng thuốc thì tần suất của vật thể Barr trở về bình thường

d) Vật thể Barr trong những trường hợp bệnh lý liên quan đến NST X:

 Rối loạn số lượng:

Như đã đề cập ở phần trên, số lượng vật thể Barr bằng với số lượng NST X có trong tế bào trừ đi một Vật thể Barr không có liên quan đến số lượng NST Y có trong tế bào

Do đó qua số lượng vật thể Barr ta có thể biết được sự sai lệch về số lượng NST X như sau:

 Rối loạn cấu trúc:

NST X khi bị rối loạn về cấu trúc có ảnh hưởng đến kích thước vật thể Barr

 i (xung quanh)  vật thể Barr lớn hơn bình thường

 Xp- hoặc Xq-  vật thể Barr nhỏ hơn bình thường

2 Thể dùi trống:

 Năm 1954, Davidson & Smith lần đầu tiên mô tả đặc điểm về hình thái phân biệt giới tính trong nhân của bạch cầu đa nhân của người Bằng kỹ thuật nhuộm lame máu thông thường, các tác giả đã phân biệt được sự khác nhau của nhân tế bào máu ở nam

và ở nữ Nhân tế bào máu ở nữ có một phần phụ mà tế bào máu ở nam không có Phần phụ này được coi là 1 dạng đặc biệt của NST X và được gọi là thể dùi trống

 Thể dùi trống có phần đầu phình to, kích thước khoảng 1,5m gắn với nhân tế bào bởi 1 chân mảnh dẻ

 Ngoài ra, ở nhân tế bào bạch cầu còn có các dạng phần phụ khác không có liên quan đến NST X như là :

 Dạng dùi cui cũng tương tự như thể dùi trống nhưng phần đầu nhỏ hơn

 Dạng gai hay dạng que  phần đầu không phình ra

 Dạng bướu là một phần lồi ra của nhân không có chân hoặc có chân

 Dạng vợt giống như thể dùi trống nhưng ở trung tâm đầu có một điểm khuyết nhạt màu

 Dạng thùy nhỏ là một phần phụ khá lớn có chân bám vào màng nhân

 Ở ♀  tỷ lệ bạch cầu có thể dùi trống khoảng 5 – 15%

 Ở ♂  không có thể dùi trống

 Số lượng thể dùi trống luôn luôn = 1 và nó không phụ thuộc vào số lượng NST X

có trong tế bào

Ví dụ: Các trường hợp nữ XX, XXX, XXXX cũng đều giống nhau ở điểm là chỉ có một vật thể dùi trống mà thôi

 Vật thể dùi trống không được ứng dụng rộng rãi trong lâm sàng vì qua đó không đánh giá được những trường hợp lệch bội NST X

3 Vật thể Y:

 Năm 1970, Pearson đã dùng phẩm nhuộm huỳnh quang như quinacrine mustard nhuộm các tế bào của nam giới ở gian kỳ và khi quan sát dưới kính hiển vi huỳnh quang thấy ở mặt trong của màng nhân có một điểm bắt huỳnh quang rất mạnh sáng hơn so với chất nền của nhân tế bào

 Vật thể bắt màu huỳnh quang đó được gọi là vật thể Y hay vật thể F (Fluorochrem

= huỳnh quang) đó chính là phần xa của nhánh dài của NST Y

 Kích thước 0,3 – 1 m

 Số lượng: bằng số lượng NST Y có trong tế bào

 Tần suất: ở nam bình thường 46, XY  60% tế bào niêm mạc má có mang 1 vật thể Y Ở nam (47,XYY)  có 2 vật thể Y

 Do các tính chất cơ bản của vật thể Barr và vật thể Y nên phương pháp xét nghiệm

2 loại vật thể đó được dùng để phát hiện các trường hợp bệnh lý có sự sai lệch về số lượng cũng như về cấu trúc của NST giới tính X & Y

 Dưới đây là các trường hợp chỉ định làm xét nghiệm chất nhiễm sắc giới tính trên lâm sàng :

1 Những người trên lâm sàng nghi ngờ có sai lệch về NST giới tính như hội chứng Turner, hội chứng Klinefelter

2 Những người có dị tật cơ quan sinh dục ngoài

3 Những trường hợp vô kinh, vô sinh

4 Những trường hợp cần xác định giới tính của bào thai

ThS BS PHÙNG NHƯ TOÀN