DI TRUYỀN HỌC (TÓM TẮT)

Khúc Thừa Minh- Y1H(2013-2019) ` Phần I : DI TRUYỀN ( ý tài liệu soạn theo sách + slide giảng thầy nhân cô) ***1 số bệnh, tật di truyển alen trội NST thường người: hội chứng Marfan, bệnh Huntington, bệnh u xơ thần kinh, bệnh cận thị, bệnh tăng cholesteron máu có tính gia đình, bệnh thận đa nang người lớn, bệnh loạn sản sụn, bệnh u nguyên bào võng mạc, tật dính ngón, tật thừa ngón tật thừa ngón, bệnh tạo xương bất toàn, hội chứng Noonan, bệnh xơ đa não u, ung thư da, bệnh thrombophilia di truyển, hẹp lỗ động mạch chủ phì đại tự phát, chứng giãn mao mạch xuất huyết di truyển…  số bệnh, tật di truyển alen lặn NST thường: bệnh bạch tạng, bệnh Agammaglobulinemia, bệnh xơ nang, bệnh thiếu máu hồng cầu hình lưỡi liềm, bệnh Wilson, bệnh apha-beta thalassemia, bệnh mucopolysaccharidoes, tràn khí di truyển, chứng câm điếc, bệnh nhiễm sắc tố sắt mơ, sốt Địa Trung Hải gia đình, bệnh gaucher  số bệnh, tật di truyển gen lặn lien kết NST giới tính X: bệnh mù màu đỏ lục, bệnh loạn dưỡng Duchene, bệnh Hemophili A, bệnh thiếu hụt Glucose-6-phosphat dehydrogenase, bạch tạng mắt, bệnh tinh hồn nữ tính hóa, bệnh u hạt mạn, bệnh Fabry  số bệnh, tật di truyển gen trội liên kết NST giới tính X: hội chứng NST X dễ gãy, bệnh còi xương giảm phosphate máu, bệnh thiếu men , bệnh còi xương kháng vitamin D, bệnh đái nhạt  số bệnh, tật di truyển liên kết NST giới tính Y: bệnh dày sừng lòng bàn tay, tật nhiều lông mọc vành tai, bệnh da vẩy cá nặng  số bệnh di truyển đa yếu tố: tật khe hở môi-hàm, khuyết tật ống thần kinh, ung thư, bệnh tim mạch, bệnh tâm thần phân liệt, tật hẹp môn vị bẩm sinh, tật vô sọ nứt đốt sống, tật bàn chân vẹo, tật vị rốn, tật vị hồnh bẩm sinh, tật da vẩy nến, bệnh động kinh, chậm trí tuệ, loét dày-tá tràng, bệnh tự kỷ, chứng nghiện rượu, nếp vân da (số đếm vân ngón tay), đái đường thể tủy (type 1), đái đường thể tủy (type 2), chiều cao, bệnh sởi  số bệnh, tính trạng di truyển đa gen người: di truyền màu da, di truyển nếp vân da, di truyển huyết áp tâm thu Khúc Thừa Minh- Y1H(2013-2019) `  Kỹ thuật nhuộm băng G: _ Là kỹ thuật sử dụng phổ biến để đánh giá bất thường cấu trúc số lượng nhiễm sắc thể _ NST xử lý trypsin nhuộm Giemsa hay Wright _ Vùng bắt màu đậm vùng giàu AT mang gen hoạt động, vùng bắt màu nhạt vùng giàu GC mang nhiều gen hoạt động  Kỹ thuật nhuộm băng R: _ NST xử lý photphat nóng nhuộm Giemsa _ Hiển thị band sáng, tối ngược với ngược với phương pháp nhuộm band G,Q _ Được sử dụng để đánh giá bất thường NST đầu tận (mất đoạn, chuyển đoạn )  Kỹ thuật nhuộm băng Q: _ NST nhuộm thuốc nhuộm huỳnh quang (Quinacrine), quan sát kính hiển vi huỳnh quang _ Hiển thị band sáng tối y hệt kỹ thuật nhuộm band G _ Được sử dụng để phân biệt NST Y với NST nhóm D, E, G  Kỹ thuật nhuộm băng C: _ NST xử lý muối hay kiềm (Ba(OH)2), nhuộm Giemsa _ Được dùng để đánh giá vùng dị NST cạnh tâm động, xác định NST tâm, nhận dạng đa hình NST 1,9,16,Y  FISH (Fluorescent insitu hybridization) kỹ thuật trung gian di truyền tế bào di truyền phân tử, sử dụng đoạn mồi đặc hiệu (probe) gắn tín hiệu huỳnh quang, để phát có mặt vắng mặt đoạn gen nhiễm sắc thể,  Kỹ thuật PCR _ Nguyên liệu: + Đoạn oligonucleoitd 18-30 nu, gồm đoạn mồi xuôi mồi ngược + Enzim AND polymerase + dNTPs: dATP, dGTP, dCTP, dGTP + DNA khuôn mẫu + Đệm phản ứng: quan trọng MgCl2 Khúc Thừa Minh- Y1H(2013-2019) `  Mô tả Karyotype: _ Cấu trúc viết sau: Số lượng NST,NST giới tính,mơ tả bất thường NST (nếu có) Vd: 47,XY,+21: người nam bị Down _Mơ tả bất thường NST: + Dấu +,- ghi trước số NST mơ tả ngun NST đó, ghi sau mơ tả phần NST + Tên NST bất thường-tên nhánh bất thường (p,q)-số minh họa NST bất thường (vùng-băng-dưới băng) Vd: 7q31.1: băng 1, băng vùng nhánh dài NST số _ Việc xác định lập karyotype dựa nguyên tắc: + Chiều dài NST + Vị trí tâm + Sự phân bố band sáng tối (trong kỹ thuật nhuộm band) + Màu sắc huỳnh quang bắt màu NST (trong kỹ thuật nhuộm màu huỳnh quang) **Hội chứng Down đứng thứ bệnh di truyển đứng hàng đầu hội chứng bất thường NST, gặp với tỷ lệ khoảng 1/800 Thể tam bội chiếm khoảng 15% số loại bất thường NST thai kỳ gặp với tỷ lệ 1/10000, đa số bj sẩy thai ngẫu nhiên, nguyên nhân phổ biến trứng thụ tinh tinh trùng, nguyên nhân lại chiếm không đáng kể  Đột biến thể lệch bội thường có liên quan chặt chẽ với gia tăng tuổi mẹ, xảy giảm phân bất thường -> thể đột biến, xảy bất thường sau thụ tinh -> thể khảm  Monosomy gặp số trẻ sinh sống đa số chết bào thai trừ trường hợp monosomy tượng bất hoạt NST X  Trysomy thường gặp với tần số cao thể dung nạp tình trạng thừa vật liệu di truyền tổt thiếu  NST hình nhẫn có ngun nhân việc đoạn NST  Hiện tượng đoạn gọi thể đơn nhiễm phần  Chuyển đoạn Robertson cân bằng: không cân mức phân tử lại cân kiểu hình: đột biến chuyển đoạn đoạn dài NST với đoạn ngắn NST khác, kết tạo NST dài (dài-dài them) NST ngắn ,đoạn NST ngắn thường tiêu biến khơng ảnh hưởng đến việc biểu kiểu hình Khúc Thừa Minh- Y1H(2013-2019) `  Chuyển đoạn Robertson không cân bằng: hệ chuyển đoạn Robertson cần bằng, giảm phân tạo giao tử tế bào bị chuyển đoạn Robertson cân trước đó, tạo giao tử có NST “dài dài thểm”, tất NST khác bình thường Khi thụ tinh với giao tử bình thường, đoạn NST “thừa” chuyển đoạn nằm NST “dài dài thêm đó” làm thừa phần vật chất di truyền tế bào gây cần NST gây biểu kiểu hình Vd: hội chứng Down trường hợp này, trysomy phần NST 21 nên biểu kiểu hình bệnh  Các đột biến cân bằng: chuyển đoạn, đảo đoạn, chèn đoạn Các đột biến không gây ảnh hưởng đến sô lượng vật liệu di truyền ko làm biểu kiểu hình làm them phần vật liệu di truyền ko làm biểu kiểu hình  Các đột biến khơng cân bằng: đoạn, nhân đoạn lệch bội, tam bội, đơn bội…  Sự có mặt đoạn mồi (có chất ARN, khoảng 10 ribonu) mà enzim polymerase kéo dài chuỗi polypeptit đoạn mồi (primase tổng hợp đoạn mồi ARN, cung cấp đầu 3’-OH để DNA polymerase bổ sung nucleotit), tất enzim DNA polymerase khơng có khả khởi đầu chép DNA mà phải thơng qua đoạn mồi  Trong q trình tổng hợp AND, enzim ADN polymerase luôn di chuyển theo chiều 3’ -> 5’ (theo mạch ADN mẹ) mạch luôn tổng hợp theo chiều từ 5’ -> 3’ (chiều mạch AND tổng hợp)  DNA helicase di chuyển theo chiều từ 5’ -> 3’  Trên mạch khuôn 3’ -> 5’, DNA polymerase di chuyển theo chiều với hướng tháo xoắn, mạch 5’ -> 3’, DNA polymerase di chuyển theo chiều ngược với hướng tháo xoắn  Ở sinh vật nhân thực, mạch sau tổng hợp đoạn mồi trước (polymerase alpha) đến mạch trước  Ở sinh vật nhân thực, phân tử DNA sau tổng hợp tổ chức lại thành nucleoxom vòng vài phút Khúc Thừa Minh- Y1H(2013-2019) `  Thực nghiệm invitro cho thấy khả chép sai 10-5, thực tế người 10-9  Ở svns, enzim DNA polymerase vừa có khả polymer hóa (kéo dài) vừa có hoạt tính exonuclease 5’ ->3’ 3’ -> 5’,do q trình xúc tác gặp nucleotide lắp sai, enzyme lùi lại, cắt bỏ nucleotide sai theo hướng 3’ -> 5’  Sự hình thành liên kết cộng hóa trị diphotphoeste nu tác dụng DNA polymerase làm gắn đầu 3’-OH nu trước với nhóm photphat nu sau, phản ứng làm giải phóng gốc photphat trước gắn vào nhóm photphat (vì chất bỏ sung deoxyribonucleotit triphotphat), đứt gãy gốc diphotphat cung cấp lượng cho q trình nhân đơi  Ngun tắc q trình phiên mã + mạch dùng làm khn tổng hợp ARN + Khơng cần có tham gia đoạn mồi + RNA polymerase di chuyển mạch khuôn DNA theo chiều tử 3’ >5’, RNA tổng hợp theo chiều 5’ -> 3’ + Enzim RNA polymerase khơng có khả sửa sai nên độ xác so với q trình nhân đơi, nhiên RNA khơng chép nên không ảnh hưởng đến việc truyền đạt thông tin qua hệ + Chỉ phiên mã chọn lọc phần gen + Cơ chất: ATP, GTP, CTP, UTP (còn q trình nhân đơi chất dATP, dGTP, dCTP, dTTP) + Tại vùng phiên mã tạo nhiều  Các loại enzim phiên mã nhân thực _ RNA pol 1: phiên mã RNA ribosome (28S, 18S, 5.8S) _ RNA pol 2: phiên mã RNA mRNA _ RNA pol 3: phiên mã tRNA, rRNA 5S snRNA  Trong q trình phiên mã, protein hoạt hóa có chức năng: _ Gắn vào vùng điều hòa khởi động gen ảnh hường đến tốc độ trình phiên mã Khúc Thừa Minh- Y1H(2013-2019) ` _ Gắn vào vùng tăng cường làm cho bẻ cong đoạn DNA từ làm cho đoạn khởi động vùng tăng cường nằm gần  Khi bắt đầu phiên mã (khi phiên mã khoảng 25 ribonu), RNA gắn mũ chụp - Tác nhân vật lý (Tia UV): làm cho base Thymine liên kết với làm phát sinh đột biến gen - Tác nhân hóa học: + 5BU (5-Bromuraxin) đồng đẳng T có khả gây đột biến thay cặp A-T thành cặp G-X + EMS (Etyl Metyl-Sunfomat) đồng đẳng A G gây đột biến thay cặp G-X thành cặp A-T + Acridine gây đột biến thêm cặp Nu, chèn vào mạch khuôn cũ gây đột biến thêm cặp Nu + HNO2 gây đột biến thay cặp Nu  Hội chứng Down: _ Mũi tẹt, mắt xếch, có nếp quạt góc mắt, gáy phẳng, tai nhỏ, lưỡi dày _ 50% có rãnh khỉ _ Giảm trương lực cơ, bất sản giảm sản đốt ngón út _ Chậm phát triển tâm thần vận động _40% bị tim bẩm sinh, 3% bị dị tật ống tiêu hóa, nguy bị bệnh bạch cầu cao gấp 15 đến 20 lần bình thường, dễ mắc bệnh nhiễm khuẩn đặc biệt nhiễm khuẩn đường hô hấp  Hội chứng Turner: _ Lùn cân đối, nhi hóa giới tính, loạn sản buồng trứng _ Có thể có dị tật lớn nhỏ Có thể quan sát thấy tượng phù bạch mạch bàn tay bàn chân Nhiều bệnh nhân bị bệnh tim bẩm sinh _ Bệnh nhân có khn mặt hình tam giác; lỗ tai nhỏ, ngồi quay sau, cổ rộng có màng, ngực rộng có hình khiêng, đường chân tóc thấp, móng tay cong, hẹp sâu _Thường khơng bị chậm phát triển trí tuệ hầu hết vô sinh  Hội chứng Klinefenter: _ Cao, tay chân dài _ Tinh hoàn nhỏ, khơng có tinh trùng _ Có thể có vú lớn (1/3 trường hợp) Khúc Thừa Minh- Y1H(2013-2019) ` _ Thường khơng bị chậm phát triển trí tuệ -> thường chẩn đốn muộn, khám vơ sinh  Hội chứng Edward: _ Trẻ có trọng lượng sơ sinh thấp Tháng đầu tăng trương lực cơ, sau giảm _ Mặt: tai nhỏ, vành tai vểnh ngoài, miệng nhỏ, miệng há khó khăn _ Xương ức ngắn, chẩm nhơ, bàn tay nắm chặt có ngón trỏ đè lên ngón giữa, ngón tay có vân cung, ngón chân ngắn, gập phía lung bàn chân _ Chậm phát triển, mang nhiều dị tật bẩm sinh dị tật tim, vị rốn, vị hồnh thường chết sớm năm đầu  Vật thể Barr: _ Giả thuyết lyon: + Trong tế bào sinh dưỡng người nữ, có NST X hoạt động, bị kết đặc bất hoạt + Sự bất hoạt xảy sớm thời kỳ phôi (nghiên cứu cho thấy thường xảy ngày thứ 14 thai kỳ) + Có tính ngẫu nhiên: NST X bất hoạt có nguồn gốc từ bố có nguồn gốc từ mẹ tế bào có nguồn gốc khác cá thể + Có tính cố định: NST X NST bị bất hoạt dòng tế bào tế bào sinh giữ nguyên trạng thái NST X bất hoạt hết đời cá thể + Giả thuyết Lyon củng cố chứng tế bào học qua hình ảnh vật thể Barr nhân tế bào gian kỳ _ Chỉ thấy tế bào có từ NST X trở lên _ Số lượng vật thể Barr nhân tế bào số NST giới tính X trừ + VD: nữ bình thường có vật thể Barr, nữ Turner khơng có vật thể barr, nam bình thường khơng có vật thể barr, nam klyphentơ có vật thể Barr _ Ở người tế bào hay dùng để xét nghiệm tế bào niêm mạc miệng tế bào niêm mạc âm đạo _ Xảy khơng hồn tồn, tức số vùng NST trì trạng thái hoạt động nó, đặc biệt đầu tận nhánh dài nhánh ngắn NST, vùng tận nhánh ngắn NST X có độ tương đồng cao với phần xa nhánh ngắn NST Y Khúc Thừa Minh- Y1H(2013-2019) ` _ số vùng khác NST X không bị bất hoạt, 20% số gen NST X bị bất hoạt hoạt động Nhiều gen NST X thoát khỏi bất hoạt có alen tương đồng NST Y dẫn đến tượng tạo kiểu gen tương tự người nam người nữ -1 số đột biến NST tăng theo tuổi mẹ : ( đa số tăng theo tuổi mẹ ,tự tìm hiểu :3 ) -1 số đột biến đơn gen tăng theo tuổi bố hội chứng Marfan, bất sản sụn Các bệnh đột biến sai nghĩa: bệnh hồng cầu hình lưỡi liềm Các bệnh đột biến vô nghĩa: bệnh xơ nang, bệnh teo Duchene, beta thelasemia Bệnh xơ nang: gen CF bị cơdon 508 (TTT) mã hóa axam Phe Ở mức độ nu, tỷ lệ đột biến 10-9 Ở mức độ gen, tỷ lệ đột biến 10-4 – 10-7 Các bất thường NST thường gia tăng theo tuổi mẹ đột biến đơn gen gia tăng theo tuổi bố  Các bà mẹ 35 tuổi có nguy sinh trysomi 21 (nhưng khoảng ¾ số trẻ mắc hội chứng Down sjnh bà mẹ 35 tuổi ) Tình trạng hôn nhân đồng huyết không thường gặp phả hệ bệnh di truyền gen lặn NST thường gặp nhiều phả hệ loại bệnh di truyền so với loại bệnh di truyển khác  Dung dịch nhược trương có vai trò: _ Làm mỏng màng tế bào lympho _ Tăng thể tích tế bào lympho _ Hủy tế bào hồng cầu _ Nước vào tế bào lympho  Lợi ích việc ứng dụng siêu âm chẩn đoán trước sinh _ Hỗ trợ cho kỹ thuật lấy dịch ối, lấy nhung mao màng đệm, lấy máu cuống rốn _ Phát tỷ lệ lớn dị tật nhiều quan, phận thai nhi _ Xác định tuổi thai _ Sàng lọc thai nhi mắc thể nhiễm 21thông qua việc đo độ mờ da gáy có mặt xương mũi Khúc Thừa Minh- Y1H(2013-2019) ` _ Quan sát thai nhi cách trực tiếp, cho phép chẩn đoán trường hợp dị tật bẩm sinh với độ đặc hiệu cao  trẻ sinh đơi trứng khác do: _ Sống điều kiện sống khác _ Đột biến xảy giai đoạn tiền phôi đứa trẻ _ Tính thấm khơng hồn tồn bệnh tính trạng _ Các gen nhân  Đặc điểm bệnh di truyển gen lặn NST thường _ Bệnh thường thấy số anh chị em ruột không xảy hệ đầu (thường gián đoạn qua số hệ) _ Nam nữ có khả mắc bệnh _ Trung bình ¼ cặp vợ chồng mang gen bệnh trạng thái dị hợp biểu bệnh _ Nguy tái phát trung bình cặp bố mẹ bình thường mang gen bệnh 25% _ Tình trạng nhân đồng huyết làm tăng tỷ lệ xuất bệnh thường gặp nhiều phả hệ loại bệnh di truyền so với loại bệnh di truyển khác  Đặc điểm bệnh di truyển gen trội NST X: _ Người nữ có khả mắc bệnh cao gấp đôi người nam _ cá thể cần nhận gen bệnh liên kết với NST X đủ để mắc bệnh _ Người bố mắc bệnh truyền bệnh cho trai truyển bệnh cho 100% gái _ Mẹ khơng mắc bệnh tất trai sinh không mắc bệnh _ Nguời mẹ mắc bệnh thường trạng thái dị hợp Những người thường truyền bệnh cho gái trai với xác suất 50% giới  DI TRUYỀN ĐA YẾU TỐ:  Đối với bệnh di truyền đa yếu tố, nguy tái phát tính dựa vào: số liệu thống kê xuất bệnh thu lượng lớn gia đình quần thể  Đối với bệnh di truyền đa yếu tố,việc đánh giá vai trò yếu tố di truyền yếu tố môi trường trình sinh bệnh thực chủ yếu dựa vào: số liệu thống kê tỷ lệ tái xuất bệnh Khúc Thừa Minh- Y1H(2013-2019) ` lần sinh sau lượng lớn gia đình có mắc bệnh quần thể  DI TRUYỀN HỌC HÓA SINH  Hầu hết rối loạn chuyển hóa di truyền theo kiểu gen lặn NST thường  Đột biến vị trí cắt nối:  Vị trí: _ Xảy vị trí cho 5’ _ Xảy vi trí nhận 3’ _ Xảy vùng lân cận quanh vị trí  Hậu quả: _ Làm phần exon (nếu đb xảy đoạn exon làm cho đoạn nu trở thành đoạn nu vị trí điểm cắt) _ Làm nguyên exon _ Làm cho phần hay tồn intron có mặt mRNA hoàn chỉnh 10 Khúc Thừa Minh- Y1H(2013-2019) ` đọc trình tự chuỗi DNA đơn phương pháp khác + Đánh dấu phóng xạ: điện di sản phẩm gel polyacrylamine: quan sát mắt thường band phim phóng xạ tự chụp (vì band tương ứng với chuỗi DNA tận loại base nên trình tự DNA đọc cách quan sát thứ tự band gel) Phương pháp đọ trình tư vài tram cặp base Nhược điểm: đọc chậm, khó khắn, dễ sai sót +Đánh dấu huỳnh quang: dideoxynucleotide khác gắn với loại huỳnh quang cho phép phát phổ ánh sáng riêng Sau điện di gel polyacrylamine sau kích thích = chùm tia lase Ánh sáng phát ta đượ ghi nhận qua camera kỹ thuật số để chuyển thành tín hiệu điện tử chuyển thành ảnh, ảnh phân tích để chuyển thành dạng đồ thị loại nucleotide khác mơ tả đỉnh màu khác nhau, trình tự đỉnh màu cho phép đọc trình tự DNA Có thể đọc 500bp 64 người khác gel vòng từ đến + Đánh dấu huỳnh quang (điện di mao dẫn): điện di ống mao dẫn Vì ống mỏng lượng nhiệt tỏa q trình điện di nên việc đọc trình tự diễn nhanh Có thể đọc trình tự 600 bp 95 mẫu 15 phút  Các kỹ thuật tự động (đánh dấu huỳnh quang, hóa chất phát sáng, hệ thống đo màu…) thực cho việc đánh giá tính chất đa hình đoạn lặp ngắn (STRP), tính đa hình đơn nucleotide (SNP) dạng đa hình khác 16 Khúc Thừa Minh- Y1H(2013-2019) ` + Sử dụng sắc ký khối phổ: có độ phân giải cao, phát triển kỹ thuật MALDI-TOF cho phép phân tích hàng trăm mẫu DNA vài phút Hiện kỹ thuật thu hút nhiều quan tâm việc sử dụng để đọc trình tự DNA  Bằng cách sử dụng vi tính kỹ thuật tự động hóa cho phép đọc trình tự khoảng tỷ cặp nu gen người  Điện di DNA: _ Mục đích: Phân tách DNA theo kích thước Đây cơng cụ hữu ích giúp phân tích sản phẩm PCR, phân tích đoạn DNA sau phản ứng cắt enzim cắt hạn chế, phân tích đoạn DNA trước thực kỹ thuật Sounthern Blot _ Nguyên lý: + Các phân tử DNA mang điện tích âm nên di chuyển từ cực âm sáng cực dương gel agarose đặt điện trường + Thu hoạch: để quan sát hình ảnh DNA điện di, người ta nhuộm AND ethidium bromide, ánh sáng tia tử ngoại, AND mang ethidium bromide phát sáng _ Các yếu tố ảnh hưởng điện di DNA: + Kích thước DNA: Các đoạn DNA có kích thước ngắn di chuyển nhanh gel + Nồng độ gel agarose: cao nhỏ -> tốc độ di chuyển DNA chậm, thấp -> nhanh + Điện điện di: điện cao tốc độ di chuyển DNA gel nhanh + Đặc điểm hình dạng: DNA thẳng di chuyển nhanh DNA vòng, siêu xoắn nhanh vòng dãn xoắn _ Thiết bị điện di: nắp, khay buồng điện di  Sự đa hình chiều dài đoạn DNA giới hạn: _ Khi sử dụng enzim cắt giới hạn để cắt đoạn DNA thành đoạn khác vị trí đặc hiệu Vì lý đột biến làm thay đổi vị trí đặc hiệu nên làm cho enzim cắt khơng xác tạo đoạn DNA giới hạn khác từ đoạn DNA ban đầu giống Và kỹ thuật khác ta quan sát đoạn DNA giới hạn khác Ví dụ: escherichia coli có enzim giới hạn EcoRi ghi nhận đoạn DNA có trình tự GAATTC Mỗi bắt gặp đoạn DNA EcoRi cắt vị trí G A dẫn đến tạo thành đoạn DNA giới hạn Giả sử có 17 Khúc Thừa Minh- Y1H(2013-2019) ` đoạn DNA có trình tự giống nhau, đoạn có vị trí ghi nhận enzim EcoRI, 1đoạn DNA bình thường (A) đoạn DNA bị đột biến vị trí cắt tạo thành GAATTT (B) EcoRi khơng nhận diện vị trí nên cắt vị trí đầu cuối Do đoạn DNA (A) có đoạn DNA giới hạn ngắn đoạn DNA giới hạn DNA (B) _ Để quan sát đoạn DNA giới hạn có chiều dài khác nhau, ta thực kỹ thuật sau + Xử lý = enzim giới hạn: trình tạo triệu đoạn DNA với chiều dài khác + Điện di : chủ yếu dựa vào kích thước để phân tách đoạn DNA giới hạn gel sau điện di + Tách cấu trúc xoắn kép: = cách cho tiếp xúc với dung dịch kiềm để chuyển DNA từ cấu trúc xoắn kép thành cấu trúc mạch đơn + Cố định DNA: = cách thấm chuyển chúng từ gel qua màng rắn nitrocellulose (màng thấm Southern) Màng bây h chứa hàng ngàn đoạn DNA phân bố theo trật tự tương tự vị trí chúng gel + Xác định đoạn DNA đặc hiệu: sử dụng mẫu dò probe (khoảng vài ngàn bp) có đánh dấu đồng vị phóng xạ Cho mẫu dò tiếp xúc qua màng thấm, sau cho tiếp xúc với phim X quang, phóng xạ phát từ đoạn dò tác động lên phim tạo thành band  Sự đa hình số lượng đoạn lặp (VNTR): số lượng đoạn lặp vùng định (thường DNA tiểu vệ tinh) tạo nhiều biến dị khác đoạn DNA (có thể tạo nhiều alen RFLP tạo alen) _Các VNTR phát kỹ thuật giống RFLP (tức cắt = enzim cắt giới hạn sau điện di gel) VNTR phát biến dị thông qua khác số lượng đoạn lặp vị trí giới hạn _Nếu đa hình DNA dựa vào số lượng đoạn lặp vi vệ tinh gọi đoạn lặp ngắn (STRP) Số lần lặp DNA vi vệ tinh có khác biệt lớn người với người khác NST tương đồng _Kích thước đoạn lặp STRP phân lập khơngqua vị trí giới hạn nằm cạnh đoạn lặp (VNTR) mà thay vào kỹ thuật PCR 18 Khúc Thừa Minh- Y1H(2013-2019) ` _Sự đa hình DNA vi vệ tinh cao nên lựa chọn nghiên cứu lập đồ gen, lĩnh vực pháp y xác định người cha, xác định tội phạm    Phần III : ĐỘT BIẾN GEN Các hình thức đột biến gen: _ Đột biến thay cặp nu _ Đột biến thêm cặp nu Vị trí đột biến _ Đột biến vùng mã hóa _ Đột biến vùng điều hòa _ Đột biến vị trí cắt nối Đột biến vùng mã hóa:  Đột biến thay cặp nucleotide: cặp nucleotide cấu trúc gen bị thay cặp nu khác Tùy theo hậu chuỗi polypeptide mà có loại: Đột biến im lặng: Đột biến làm thay đổi ba mã hóa khơng làm đổi nghĩa (nhờ vào tính chất thối hóa), khơng làm thay đổi trình tự amino acid chuỗi polypeptide khơng gây hậu kiểu hình 19 Khúc Thừa Minh- Y1H(2013-2019) `  Đột biến sai nghĩa: Đột biến làm thay đổi amino acid chuỗi polypeptide VD: bệnh hồng cầu hình lưỡi liềm, đột biến làm thay nu T thành nu A mạch gốc DNA làm cho codon mà hóa acid glutamid (GAG) bị thay codon mã hóa valine (GUG)  Đột biến vô nghĩa: Đột biến làm cho codon có nghĩa thành codon mang mã kết thúc (UAA, UAG, UGA mRNA) dẫn đến trình giải mã bị kết thúc sớm bình thường làm cho chuỗi polypeptide bị ngắn lại 20 Khúc Thừa Minh- Y1H(2013-2019) ` Ngược lại codon kết thúc bị đột biến thành codon có nghĩa chuỗi pilypeptide bị kéo dài VD: _ Các bệnh thường gặp đột biến loại như: Bệnh xơ nang, bệnh teo Duchene, Beta thalassaemia  Đột biến thêm nhiều cặp nucleotide: Các đột biến loại thường gây hậu nghiêm trọng  Nếu đột biến làm thừa nucleotide thuộc codon bội số codon dẫn đến việc thừa thiếu vài amino acide VD: Bệnh xơ nang: Phe chuỗi polypeptide bị codon 508 gen CF 21 Khúc Thừa Minh- Y1H(2013-2019) `  Nếu số nu thêm bội số codon làm thay đổi trình tự nucleotide từ vị trí đột biến phía cuối gen  Đột biến đổi khung VD: _ Các bệnh thường gặp đột biến loại là: Bệnh Tay-Sachs, bệnh xơ nang  Đột biến nhân đôi gen: VD: Bệnh Charcot-Marie-tooth 22 Khúc Thừa Minh- Y1H(2013-2019) ` CMT1A: Bệnh di truyền trội NST thường, tạo nhiều protein myelin ngoại biên (PMP-22) Đột biến vùng điều hòa:  Đột biến vùng promoter: Đột biến xảy vị trí khởi động gen làm giảm lực RNA polymerase vị trí dẫn đến kết giảm sản xuất mRNA qua làm giảm sản lượng protein  Đột biến đoạn tác nhân thúc đẩy: xảy gen mã hóa yếu tố mã đoạn thúc đẩy gen gây hậu tương tự  Đột biến gen mã hóa yếu tố phiên mã Đột biến vị trí cắt nối:  Vị trí: _ Xảy vị trí cho 5’ _ Xảy vi trí nhận 3’ _ Xảy vùng lân cận quanh vị trí  Hậu quả: _ Làm phần exon (nếu đb xảy đoạn exon làm cho đoạn nu trở thành đoạn nu vị trí điểm cắt) _ Làm nguyên exon _ Làm cho phần hay toàn intron có mặt mRNA hồn chỉnh VD: đột biến vị trí cắt xảy đoạn cho, GT bị thay thành AT 23 Khúc Thừa Minh- Y1H(2013-2019) ` VD: Đột biến làm xuất vị trí cho GT đoạnintron dẫn đến việc tạo nên mRNA trưởng thành bình thường bất thường Đột biến chèn yếu tố động (Transposon) 24 Khúc Thừa Minh- Y1H(2013-2019) ` _ Các Transposon đoạn DNA tự tạo cài vào vị trí khác NST gây đột biến đổi cấu trúc _ Các bệnh: u xơ thần kinh type 1, ung thư vú có tính gia đình, ung thư đại tràng, bệnh máu khó đơng hemophilia Đột biến đoạn DNA lặp _ Vì lý mà số đoạn lặp DNA (vd bình thường có khoảng 20-30 đoạn lặp CAGCAGCAG) tăng lên cách đáng kể giảm phân giai đoạn sớm q trình phát triển phơi làm cho số lượng đoạn lặp lên tới hàng trăm hay hàng ngàn lần Khi tượng xảy số vùng nhẩ định gen xảy bệnh lý di truyển Đây đột biến truyền lại cho hệ sau _ VD: Hội chứng NST X dễ gãy: Hậu đột biến gen chức protein  Đột biến làm tăng chức protein: _ Đột biến làm xuất phân tử protein hoàn toàn _ Đột biến làm biểu mức chức protein _ Đột biến làm cho phân tử protein biểu không phù hợp  Các đột biến làm tăng chức gây bệnh lý di truyển trội  Đột biến làm chức protein _ Đột biến làm 50% sản phẩm protein gen 50% protein bình thường lại đủ cho hoạt động chức bình thường  Gây bệnh di truyền lặn 25 Khúc Thừa Minh- Y1H(2013-2019) ` _ Đột biến âm tính trội: tạo phân tử protein khơng có chức ức chế chức phân tử protein tổng hợp alen bình thường kiểu gen dị hợp  Gây bệnh di truyển trội (vd callogen type 1) _ Haploinsufficency: sơ trường hợp 50% sản phẩm protein bình thường khơng đủ cho chức bình thường làm xuất bệnh trạng thái dị hợp  Gây bệnh di truyển trội (vd bệnh tăng cholesteron máu gia đình) Nguyên nhân đột biến:  Đột biến cảm ứng: xảy tác động tác nhân có mơi trường sống (tác nhân đột biến) VD: _ bromuracyl: thay A-T thành G-X qua giai đoạn A-T -> A-5BU -> G-5BU -> G-X _ ethylmethanesulfonate: ethyl hóa vào gốc O Guanine dẫn đến Guanine bị liên kết làm cho Guanine kết cặp với Thymine _ Aflatoxin B1: 26 Khúc Thừa Minh- Y1H(2013-2019) ` _ Tác nhân phóng xạ: + Phóng xạ ion hóa: Tia X, bụi phóng xạ Tách e tạo ion thay đổi điện tích Thay đổi base Phá vỡ cấu trúc xoắn kép Dạng phóng xạ tác động loại tế bào thể bao gồm tế bào mầm sinh dục + Phóng xạ khơng ion hóa: khơng làm thay đổi điện tích ngun tử làm cho e nhảy từ quỹ đạo quỹ đạo nguyên tử làm cho nguyên tử trở nên không định mặt hóa học Vd: Tia cực tím: tạo liên kết cộng hóa trị pyrimidine nằm cạnh T C tạo nên pyrimidine dimers (là phân tử có tiểu đơn vị), dimers khơng thể bắt cặp xác với base purine q trình nhân đơi DNA, dẫn đến kết gây rat thay cặp base Vì tia cực tím hấp thụ lớp biểu bì nên gây ung thư da mà đến tế bào mầm sinh dục 27 Khúc Thừa Minh- Y1H(2013-2019) `   Đột biến tự phát: _ Thương tổn tự phát + Khử purine:mất 10.000 purine 20 phân bào + Khử amine + Do chất oxyhoá sinh ratrong chuyểnhoá _ Lỗi nhân đôi + Do đồng phân dạng base 28 Khúc Thừa Minh- Y1H(2013-2019) ` + Do “sự trượt” nhân đôi Sửa chữa DNA: _ Ghinhậnmộtcáchchọnlọcmộtbase bịthayđổi _ Loạibỏnucleotide mangnóbằngcáchcắtrakhỏichuỗiDNA _ Thaybằngmộtnucleotide (theonguyêntắcbổsung) _ GắnDNA lại  Cơ chế cho phép sữa chửa tới 99,9% sai sót +Các khuyết tật hệ thống sửa chữa DNA gây nhiều bệnh: vd: bệnh khơ da nhiễm sắc tố Tỷ lệ đột biến: _ Ở mức độ nucleotide, tỷ lệ đột biến ước tính khoảng 10-9 cho cặp base cho lần phân chia tế bào (đã tránh trình sửa chữa DNA) _ Ở mức độ gen, tỷ lệ đột biến thay đổi từ 10-4 đến 10-7 locus qua lần phân chia tế bào  Nguyên nhân khác biệt tỷ lệ: _ Kích thước gen khác _ Có số đoạn nucleotide định đặc biệt nhạy cảm với đột biến gọi điểm nóng đột biến Vd: gen có nhiều CG điểm nóng methyl hóa _ Tỷ lệ đột biến thay đổi đáng kể theo tuổi bố mẹ: 29 Khúc Thừa Minh- Y1H(2013-2019) ` + vài bất thường NST gia tăng đáng kể so với gia tăng tuổi mẹ + số đột biến đơn gen tăng theo tuổi bố VD: hội chứng Marfan, tật loạn sản sụn bẩm sinh Nguy sinh đứa bị hội chứng Marfan cao khoảng lần người nam 40 tuổi so với người nam độ tuổi 20  Nguyên nhân tượng liên quan tới hoạt động tế bào mầm sinh dục người nam phân chia suốt đời tạo điều kiện cho đột biến tích lũy q trình nhân đơi 30 ... suất 50% giới  DI TRUYỀN ĐA YẾU TỐ:  Đối với bệnh di truyền đa yếu tố, nguy tái phát tính dựa vào: số liệu thống kê xuất bệnh thu lượng lớn gia đình quần thể  Đối với bệnh di truyền đa yếu tố,việc... Tình trạng nhân đồng huyết không thường gặp phả hệ bệnh di truyền gen lặn NST thường gặp nhiều phả hệ loại bệnh di truyền so với loại bệnh di truyển khác  Dung dịch nhược trương có vai trò: _... NST tâm, nhận dạng đa hình NST 1,9,16,Y  FISH (Fluorescent insitu hybridization) kỹ thuật trung gian di truyền tế bào di truyền phân tử, sử dụng đoạn mồi đặc hiệu (probe) gắn tín hiệu huỳnh quang,