Đề cương sinh học di truyền

SINH HỌC DI TRUYỀN CHƯƠNG I: SINH HỌC CÂU 1: CẤU TRÚC, CHỨC NĂNG, CÁC THÀNH PHẦN LIPID, PROTID, CARBONHYDAT CỦA MÀNG TẾ BÀO - Tế bào đơn vị sống Mỗi tế bào gồm phần chính: Màng tế bào, tế bào chất nhân - Màng tế bào hệ thống màng nội bào (màng lưới nội chất, màng Golgi, màng ty thể, màng nhân,…) có chất màng sinh chất - Màng sinh chất có cấu tạo chung: màng Lipoprotein, thành phần hóa học gồm: Lipid, Protein, ngồi có Carbonhydrat LIPID MÀNG TẾ BÀO - Là lớp phân tử kép lipid lớp gồm lớp phân tử lipid áp sát nhau, làm nên cấu trúc bao bọc quanh TB - Thành phần: Phospholipid, Cholesterol, Glycolipid, Acid béo - Đặc tính: Phân cực: Mỗi phân tử lipid có đầu: + Đầu ưa nước quay TB quay vào TB để tiếp xúc với nước môi trường TB chất + Đầu kỵ nước quay vào giữa, nơi tiếp giáp lớp phân tử Lipid Tính chất dấu đầu kỵ nước giúp cho: • Màng ln ln có xu hướng kết dính phân tử lipid với đầu kỵ nước không tiếp xúc với nước • Lớp phân tử kép lipid khép kín lại, tạo thành túi kín tất đầu kỵ nước dấu kín khỏi nước → Nhờ tính chất mà lớp lipid có khả năng: • Tự động khép kín, tái hợp nhanh bị mở ra, xé • Tiếp thu phận lipid vào màng - Theo thành phần hóa học, Lipid màng chia thành loại: Phospholipid Cholesterol a Các Phospholipid - Rất tan nước - Thành phần lipid đa số màng phospholipid liên kết với hàm lượng nhỏ lipid trung tính glycolipid - Có nhiều loại, chiếm khoảng 55% thành phần lipid màng TB loại theo thứ tự từ nhiều đến ít: + Phosphatidylcholin + Sphingomyelin + Phosphatidyl ethanolamine + Phosphatidylserin Ngồi có Phosphatidylinositol với tỷ lệ thành phần - Các loại phân tử xếp xen kẽ nhau, phân tử có thể: + Quay xung quanh trục + Đổi chỗ cho phân tử bên cạnh lớp phân tử theo chiều ngang Sự thay đổi chỗ thường xuyên → tạo tính lỏng linh động màng TB - Chức năng: + Là thành phần tạo nên lớp màng TB + Là thành phần phụ trách vận chuyển thụ động vật chất qua màng TB đồng thời tạo ổn định cho màng TB + Là sở dung nạp phân tử Protein màng + Các nhánh carbonhydrat bề mặt màng làm cho màng có thêm nhiều chức đặc hiệu b Cholesterol - Là lipid steroid trung tính - Nằm xen kẽ Phospholipid rải rác lớp lipid màng - Chiếm 25 – 30% thành phần lipid màng TB - Chức năng: ảnh hưởng đến tính linh động tạo tính bền học cho màng: + Nếu tỷ lệ % nhiều làm màng cứng, tính linh động → khó khan vận chuyển vật chất + Nếu tỷ lệ % khiến màng linh động c Thành phần lại lipid màng là: - Glycolipid (~ 18%): Tạo ổ thu nhận - Acid béo kỵ nước (~ 2%) PROTEIN MÀNG TẾ BÀO: Căn vào tính liên kết với Lipid màng, người ta chia Protein màng làm loại: Protein xuyên & Protein ngoại vi a Protein xuyên màng - Là phân tử Protein có phần nằm xuyên suốt màng lipid đầu phân tử thò phía bề mặt màng - Phân tử Protein có phần: + Phần xuyên suốt màng (phần giấu màng lipid) phần kị nước, hình sợi, xun qua màng lần lộn lộn vào để xuyên qua màng nhiều lần (có tới – lần) + Các phần thò phía bề mặt màng ưa nước, chứa nhóm carboxyl COO - mang điện âm khiến chúng đẩy  Các phân tử protein xuyên màng có di động phân bố đồng tồn màng TB (tính chất thay pH thay đổi) - Gồm: + Protein xuyên màng lần: Glycophorin + Protein xuyên màng nhiều lần: band3 - Có khả di động kiểu tịnh tiến màng Lipid - Chiếm 70% protein màng TB b Protein ngoại vi - Chiếm 30% protein màng TB - Gặp mặt mặt TB - Chúng liên kết với đầu thò bên màng Protein xuyên màng theo kiểu hấp phụ, có vai trò khác Ví dụ hồng cầu: + Xếp rìa ngồi: Fibronectin giúp TB dễ bám dính (Ở TB ung thư có tiết loại protein không giữ màng TB →mất khả bám dính, tạo điều kiện di căn) + Xếp rìa trong: có loại (actin, spectrin, ankyrin, band 4.1) tạo thành mạng lưới protein lát trong, đảm bảo tính bền lõm mặt Hồng cầu CARBONHYDRAT MÀNG TẾ BÀO - Có mặt màng TB dạng oligosaccharid, gắn vào hầu hết đầu ưa nước Protein màng thò bên ngồi màng TB, đầu ưa nước khoảng 1/10 phân tử Lipid màng Sự liên kết gọi glycosyl hóa, biến protein lipid thành glycoprotein glycolipid - Các phân tử glycoprotein, glycolipid mang điện âm làm cho mặt hầu hết TB động vật tích điện âm - Chức năng: + Có vai trò quan trọng gấp protein để tạo thành cấu trúc bậc 3, làm cho protein bền có vị trí xác TB + Tạo ổ thu nhận đề kháng + Cùng với Lipid, protein xuyên màng, protein ngoại vi tạo lớp áo tế bào Câu 2: BỘ GOLGI (cấu trúc, chức năng) Cấu trúc - Thuộc hệ thống lưới nội bào, có cấu trúc chức phức tạp - Có dạng chồng túi mỏng hình chỏm cầu xếp song song với thành hệ thống túi dẹt (dictiosom) nằm gần nhân TB - Dưới kính hiển vi điện tử thấy: + Mỗi túi dẹt có hình lưỡi liềm + Bờ mép túi: lõm, ngồi lồi + Túi màng túi mỏng hệ lưới nội sinh chất: chiều dày túi khoảng 150 A o, đường kính miệng túi (giữa mép túi) 0,5 – 1µm - Các túi dẹt phía trans (đầu ra- nơi có túi dẹt Golgi cuối cùng) có nhiều túi phình bờ mép - Các túi dẹt từ phía cis (phía nhận sản phẩm từ lưới có hạt – đầu vào- đối diện với trans) có liên hệ với nhau: + Đường liên hệ kênh nhỏ + Hoặc túi vận tải tạo từ túi dẹt ngồi, hòa vào túi dẹt kế bên - Các túi cầu tách từ lớp túi dẹt chứa sản phẩm tiết khác nhau, vận chuyển giao nhận sản phẩm đến nơi thu nhận gọi Túi cầu Golgi - Bộ Golgi TB gồm nhiều hệ thống dictiosom Các dictiosom gần liên hệ kênh nhỏ nối liền với màng túi phía cis Chức - Khái quát chức Golgi tiếp nhận protein, glycolipid carbohydrat từ hệ lưới nội sinh chất tới, thục hóa, bao gói, gửi đến địa tiếp nhận, bào quan phía ngồi TB Các chất gọi chung chất tiết Cụ thể là: + Góp phần tạo nên tiêu thể sơ cấp giai đoạn cuối + Glycosyl hóa tất glycoprotein chất nhầy + Tạo thể đầu tinh trùng + Sự thục hóa gồm: • • • • • Glycosyl hóa hợp chất protein lipid Sulfat hóa glycoprotein gốc SO4- (este hóa) Chuyển protein sang cấu trúc bậc 2, Gắn thêm acid béo vào chất qua dictiosom Polyme hóa polysaccharid - Các chất tiết chất độc Golgi đưa khỏi TB túi Golgi có cấu tạo gần giống màng TB Đến màng, túi mở chất tiết ngồi, màng túi hòa vào màng TB, phía màng túi thành phía ngồi màng TB, carbohydrat màng túi trở thành lớp carbohydrat áo TB → Có thể Golgi quan tạo nên phần lớn cấu trúc áo TB - Bộ Golgi bào quan biệt hóa loại màng TB: có khả tạo túi Golgi có cấu tạo màng khác nhau, hòa nhập với màng TB có cấu tạo tương ứng Câu 3: BỘ GOLGI (Sự phân cực, Thành phần hóa học, Sự hình thành) Sự phân cực thành phần hóa học: - Màng túi dẹt cấu tạo hóa học khơng giống nhau: + Phía cis chồng túi dẹt: màng mỏng, cấu tạo hóa học giống màng lưới có hạt, tỷ lệ P/L xấp xỉ (độ dày màng 50-60 ) + Đi từ phía cis đến trans: tỉ lệ P/L màng túi dẹt giảm dần Đến túi dẹt cuối cùng, P/L gần giống màng TB có chiều dày màng lớn (100Å), tỉ lệ cholesterol cao + Các túi dẹt miền trung gian có tỷ lệ P/L - Enzym túi dẹt khác nhau, phức hợp protein có vai trò tiếp nhận (receptor) mặt màng túi khác - Hầu hết túi dẹt có chỗ phình mép túi không túi dẹt cuối phía trans - Thể đậm tức túi vận tải mang protein từ lưới nội sinh chất có hạt đến đổ vào phía cis dictiosom, protein vận chuyển dần phía trans Khi chất vào Golgi, chúng liên kết thêm chất khác, gọi “thuần thục hóa” nhằm tăng tính đặc hiệu cho loại protein, quan trọng tín hiệu dẫn đường nhận diện địa giao nhận Ngồi có liên kết thêm liên kết đồng hóa trị gồm glycosyl hóa, sunfat hóa, gắn acid béo - Sau thục hóa, chất liên kết tạm thời với receptor màng Túi dẹt để tạo Túi cầu Các túi cầu Golgi to nhỏ khác nhau, chứa chất tiết khác nhau, receptor khác nhau, màng khác nhau, vận chuyển từ Miền cis đến Miền trans, sản phẩm Miền trans túi tạo nên Tiêu thể & túi tạo màng TB  Tất tính chất: sai khác hình thái, thành phần hóa học, hướng di chuyển vật chất qua dictiosom, chức khác túi dẹt từ cis đến trans gọi phân cực Golgi Sự hình thành: Từ nhiều nguồn - Lưới nội sinh chất có hạt thường xuyên gửi Thể đậm tới Golgi Thể đậm này: + Hoặc hòa nhập vào túi dẹt phía cis Golgi + Hoặc nhiều hòa nhập với tạo túi dẹt di chuyển dọc Ống vi thể, tới ghép vào phia cis Golgi - Tự túi dẹt Golgi lớn lên tự chia đôi - Màng Golgi thường xuyên bị nhỏ tạo túi Golgi thường xuyên bù trả lại Thể đậm & Túi cầu từ màng nhân Câu 4: TIÊU THỂ (Cấu trúc, Thành phần hóa học, Sự hình thành, Hoạt động) Cấu trúc - Tiêu thể (Lysosome) Là túi cầu nhỏ bao lớp màng sinh chất nội bào - Thành phần hóa học gần giống màng TB tỉ lệ P/L = 1, Chol = ½ màng TB Đặc biệt, màng tiêu thể có Pr màng chun để bơm ion H+ vào lòng tiêu thể để giữ cho pH tiêu thể 4,8 thấp (pH tế bào chất đến 7.3) - Lòng tiêu thể chứa enzyme tiêu hóa enzyme thủy phân acid, gọi acid chúng làm việc điều kiện acid (xấp xỉ 5), quy enzyme vào nhóm: + Protease thủy phân Pr + Lipase  Lipid + Glucosidase  Glucid + Nuclease thủy phân acid nucleic + Phosphatase + Sulfatase - Các enzym giúp Tiêu thể tiêu hóa chất hữu TB đường đơn, acid amin, nucleotid Các sản phẩm Pr màng tiêu thể vận chuyển TB chất - Các enzyme có ích cho q trình tiêu hóa, nguy hiểm cho TB chúng tự hoạt động Màng tiêu thể gói chúng lại, màng tiêu thể màng sinh chất không bị thủy phân kể enzyme chuyển từ trạng thái bất hoạt sang hoạt động, vì: + Màng tiêu thể có tỉ lệ Glycosyl hóa cao + Các enzym hoạt động môi trường acid hạn chế khả khả thủy phân không chỗ Khi màng tiêu thể rách, enzym ngồi TB chất có pH = 7, chúng ko hoạt động - Tuy nhiên, có tác nhân kích thích làm hàng loạt tiêu thể bị vỡ lúc gây tiêu bào Cũng có tiêu bào sinh lý để tốn mơ hồn thành nhiệm vụ tự tiêu nòng nọc Sự hình thành hoạt động - Các enzym thủy phân acid tổng hợp đưa vào lòng Lưới nội sinh chất có hạt, protein enzyme glycosyl hóa đầu mút N phân tử tức tiếp nhận oligosaccarid (làm tín hiệu dẫn đường đưa enzyme đến Golgi) - Sau glycosyl hóa, enzyme đẩy tới rìa lưới nội sinh chất có hạt để tạo thành thể đậm - Thể đậm tìm đến nhập vào phía lồi Golgi Tại enzyme phosphoryl hóa: + vài đường mannose chuỗi oligosaccarid enzyme phosphoryl hóa trở thành tín hiệu dẫn đường cho túi cầu Golgi tìm đến tiêu thể sơ cấp + Sự phosphoryl hóa điều kiện receptor mặt túi dẹt Golgi có mang liên kết receptor-enzym thắt lại thành túi cầu Golgi chứa enzyme Liên kết hình thành mannose phosphoryl hóa pH trung tính - Túi cầu Golgi có mannose dẫn đường đến hòa nhập với túi tiêu thể sơ cấp trao enzyme cho tiêu thể - Vì pH tiêu thể 4,8 nên liên kết phosphate bị cắt, liên kết receptor-enzym bị cắt Receptor giải phóng gắn phần màng lại túi cầu Golgi, khép lại thành túi kín quay trở Golgi - Tại tiêu thể sơ cấp, enzyme thủy phân dạng tiền thân (proenzym) gặp pH 4,8 bị giáng cấp thành peptid ngắn trở thành enzyme thủy phân dạng hoạt động - Con đường thực bào: Tiêu thể sơ cấp gặp Túi thực bào(chứa thức ăn từ vào) thành Tiêu thể thứ cấp , giúp thủy phân vi khuẩn chất hữu TB VD: chế thực bào bạch cầu - Con đường tự thực bào: Tiêu thể sơ cấp + Túi tự thực bào (hay không bào tự tiêu chứa mảnh lưới nội sinh chất có hạt ty thể) Tiêu thể thứ cấp, giúp thủy phân thành phần TB cần thải  làm TB - Sự thủy phân chất tạo ra: + Các đường đơn, acid amin, nucleotid đưa TB chất để tái tạo TB + Các chất cặn bã, chất độc: đưa vào túi tiết để đưa ngồi mơi trường theo chế ngược lại với nội thực bào Chức - Là bào quan tiêu hóa TB, cung cấp nguyên liệu để tái tạo TB - Chuyển hóa vật chất, cung cấp lượng cho TB, lòng tiêu thể có loại enzyme acid chính: Protease, Lipase, Glucidase, Nuclease thủy phân Protein, Lipid, Glucid, Nucleotid thành đơn phân giải phóng lượng - Đề kháng, bắt giữ VK làm TB (tiêu hóa chất hữu TB, mảnh TB bị đào thải) Câu 5: LƯỚI NỘI SINH CHẤT CÓ HẠT (Cấu trúc, Chức năng) Cấu trúc - Là hệ thống lan tỏa toàn tế bào chất, gồm túi dẹt ống nhỏ giới hạn lớp màng sinh chất nội bào, tạo thành khoảng không gian riêng, cách biệt với tế bào chất Khoảng không gian nối với khoảng quanh nhân nối với màng TB để thơng với khoảng gian bào - Màng lưới NSC có hạt màng sinh chất, có đặc điểm: + Tỉ lệ P/L cao màng tế bào, tức > 1, gần tùy loại tế bào + Linh động màng tế bào tỉ lệ cholesterol thấp (6% lipid), đổi chỗ theo chiều ngang phospholipid dễ dàng + Phosphatidyl cholin chiếm ưu (55% lipid) (ở màng TB tỷ lệ 18%) + Có nhiều Protein enzym như: Glucose-6-phosphatase, nucleotid phosphatase + Có chuỗi vận chuyển electron tham gia thủy phân nhiều chất + Có ribosom bám tương đối cố định vào mặt Các ribosom rời Ở TB có tổng hợp mạnh protein tiết lưới nội sinh chất có hạt phát triển, ribosom bám nhiều Phân đơn vị lớn ribosom bám vào Ribophorin màng lưới lực liên kết ion + lực chuỗi polypeptid sinh Ribophorin liên quan đến việc tiếp nhận protein tiết để đưa vào lòng lưới Nếu ko có permease (protein vận chuyển) sợi protein tự luồn qua màng lipid lưới nhờ tín hiệu dẫn đường - Protein vào lưới có hạt oligome chứa khoảng đơn phân, gồm chuỗi polypeptid nối với nhau, ban đầu độc lập, sau chuyển sang dạng tuyến tính, uốn gấp khúc lại Chỉ phân tử gấp khúc nghiêm chỉnh xuất khỏi lưới nơi tiếp nhận (chủ yếu Golgi), khơng bị giữ lại, tích tụ lòng lưới bị giáng cấp Các protein riêng lưới giữ lại cách chọn lọc Chức - Lòng lưới bảo quản, tiếp nhận, chế biến, bao gói gửi protein từ Ribosome: + Đầu tiên glycosyl hóa protein bước 1, làm protein hoạt động  tham gia chuỗi acid amin đầu tiên, phía đầu N, làm tín hiệu dẫn đường để tìm địa giao nhận + Sau đó, protein dồn vào bờ mép túi lưới, vào Ống nhỏ, tận Túi nhỏ  đứt thành Túi vận tải (vẫn mang tín hiệu dẫn đường) gọi Thể đậm (do có màu đậm kính hiển vi) + Các loại Thể đậm khác theo tín hiệu đến nơi giao nhận xác, có màng tế bào Protein đổ ngồi màng TB dạng chất tiết Riêng protein màng glycoprotein tong hợp xong bám vào màng lưới khơng vào lòng lưới - Tổng hợp phospholipid, cholesterol: dùng để tái tạo, thay phần già cũ hay thành lập màng TB Cholesterol cung cấp cho lưới nội sinh chất nhẵn làm nguyên liệu tổng hợp chất khác - Protein cho màng TB mới: ribosom tự ribosom bám lưới có hạt tổng hợp - Sự liên hệ với khoảng gian bào có ý nghĩa giao lưu, liên hệ với khoảng quanh nhân để cung cấp – bổ sung cho sản phẩm tổng hợp Câu 6: NST (Cấu trúc hiển vi, Siêu hiển vi) - Các NST Eukaryota có cấu trúc phức tạp, coi nơi tập trung thông tin di truyền TB thể sinh vật Kính hiển vi quang học quan sát NST thời kỳ phân bào từ cuối kỳ đầu đến đầu kỳ cuối - Số lượng NST: TB sinh dưỡng Eukaryota có 2n NST, tức có giống nhau, gồm n NST khác Số n định với loài khác tùy loài - Ở người, TB có 2n = 46, bao gồm 23 cặp NST (22 cặp NST thường cặp NST giới tính) Ở nam giới, gặp NST giới tính XY Ở nữ giới, cặp NST giới tính XX I CẤU TRÚC VI THỂ CỦA NHIỄM SẮC THỂ: - Hình dạng vi thể NST hình dạng quan sát kính hiển vi quang học - Gian kỳ: + Trong nhân có hạt lấm bắt màu phẩm nhuộm gọi hạt nhiễm sắc + Các hạt kích thước lớn gọi khối nhiễm sắc + Các sợi dài mảnh gọi sợi nhiễm sắc chằng chịt mạng lưới gọi lưới nhiễm sắc - Kỳ giữa: + NST co ngắn cực đại, cho hình dạng rõ sau nhuộm màu quan sát KHV quang học + Mỗi NST dạng kép gồm chromatid liên kết với phần eo sơ cấp – phần tâm + Phần tâm chia NST thành nhánh: Nhánh ngắn (kí hiệu p), Nhánh dài (q)  Ở người, dựa vào vị trí tâm, chia NST thành loại: • • • NST tâm giữa: p = q NST tâm lệch: p < q NST tâm đầu: p ~ (p ngắn không đáng kể) (NST Y) NST tâm đầu + Đôi nối tiếp với nhánh p NST tâm đầu có thêm núm hình cầu nhỏ gọi vệ tinh (kí hiệu S) + Phần cuối chromatid gọi đầu mút + NST dạng kép có phận gọi tâm động (1 cấu trúc lớp hình lòng máng ngắn ơm lấy phần tâm), nơi bám thoi vơ sắc phân bào Vị trí tâm NST kỳ người A Tâm động B Vệ tinh Tâm Tâm lệch Tâm đầu II CẤU TRÚC SIÊU VI THỂ CỦA NHIỄM SẮC THỂ: - Khung xương NST: phân huy Histon, làm tiêu ADN, quan sát KHV điện tử thấy khung xương có dạng chữ X, cấu tạo khung protein (là protein có trọng lượng phân tử cao liên kết với ion Ca nồng độ thấp) hình chữ X - Trên khung có sợi Chromatin quấn thành vòng liên tục suốt chiều dài khung Cấu trúc sợi chromatin: - Sợi chromatin làm duỗi tối đa quan sát kính hiển vi điện tử sợi có dạng chuỗi hạt, xếp đặn theo chiều dài sợi mảnh Đường kính chuỗi hạt khoảng 10nm - Sợi chromatin quấn quanh khung xương NST nhiều vòng liên tục suốt chiều dài lõi, có đầu ra, đầu vào khác nhau, vòng có chiều dài khoảng 90kB - Dạng cuộn xoắn cấp thấp tạo thành sợi có đường kính = 30nm Sợi chromatin lại xoắn tiếp cấp cao Ở kỳ giữa: Nucleosom (10nm) xoắn 30nm xoắn 700nm xoắn chromatin (hệ siêu xoắn) Thành phần hóa học sợi Chromatin: - Chủ yếu AND (Mang thông tin di truyền), protein histon liên kết với AND protein HMG không liên kết thường xun với ADN - Ngồi có số loại Pr chiếm thiểu số: P enzym, P cấu trúc, P điều chỉnh tương tác với P Cấu trúc không gian thành phần sợi chromatin: - Sợi chromatin có hình chuỗi hạt, sợi sợi ADN, hạt hạt histon xung quanh có cuộn AND - ADN sợi kép, có phần tự do, phần liên kết với histon (phần cuộn) tạo thành hạt (Nucleosom) - Histon H1 không tham gia cấu tạo nucleosome mà dính bên ngồi Nucleosom Nucleosom: - Có dạng hình cầu, ĐK = 10nm liên kết với nucleosom bên cạnh sợi đk 3nm, dài 14nm - Tâm Protein, đc cấu tạo phân tử protein Histon: 2H 2A, 2H2B giàu lizin, 2H3, 2H4 giàu arginine, tạo thành đĩa histon có đường kính 54Å - Sợi ADN cuộn quanh tâm có khoảng 220 cặp Nucleotid, phần cuộn vòng dài 140 cặp Nu Liên kết Nucleosom liền kề protein histon H1, tham gia kết đặc sợi chromatin - Các histon tập trung nhiều nhân có tính chất kiềm (pH>10), khối lượng nhỏ Các histon có tính bảo thủ đặc biệt H3 H4 Mối tương tác AND histon chủ yếu H3, H4 - Histon H1o protein tìm thấy TB TB nghỉ, tức khơng phân bào → thể tính chất quan trọng: khơng có H 1o TB phân chia Khi TB ngừng phân chia tự nhiên tác nhân làm ngừng phân bào H1o xuất hiện, đồng thời H1 giảm Một số protein khác: - Protein chiếm số lượng lớn: Protein HMG: có loại chính: HMG1, HMG2,HMG14, HMG17: + HMG1, HMG2: có mặt tỷ lệ tùy thuộc vào trạng thái TB, gian kỳ có mặt TB chất, di chuyển vào nhân pha S, đóng vai trò nhân đơi mã 10 Câu 42: ĐỘT BIẾN CẤU TRÚC NST (Khái niệm, Phân loại (kể tên)) ĐỘT BIẾN CHUYỂN ĐOẠN HÒA HỢP TÂM (Cơ chế, Hậu quả) Cụ thể ví dụ đột biến NST 14-21 I ĐỘT BIẾN CẤU TRÚC NST Khái niệm - Đột biến cấu trúc NST: Là biến đổi cấu trúc NST Các dạng đột biến thực chất xếp lại khối gen NST, làm thay đổi hình dạng cấu trúc NST - Các tác nhân vật lí (phóng xạ, hóa chất độc hại ), tác nhân sinh học (virus) gây nên đột biến cấu trúc NST Phân loại RLCT kiểu Chromatid - Đột biến Chromatid - Xảy sau nhân đôi + Khuyết màu đơn + Đứt đơn + Trao đổi chromatid RLCT kiểu NST - Đột biến Chromatid - Xảy trước nhân đôi (Ở G1, thời kỳ sớm S, G2) + Khuyết màu kép + Đứt kép + Mất đoạn + Đảo đoạn + NST tâm + Chuyển đoạn + Nhân đoạn + ST II CHUYỂN ĐOẠN HÒA HỢP TÂM Cơ chế Chỉ xảy với NST tâm đầu NST bị đứt ngang qua miền gần tâm  NST bất thường NST nhỏ NST nhỏ bị tiêu biến  chất liệu di truyền Hậu quả - Các TB kỳ có 45 NST - Thiếu NST tâm đầu thay vào NST tâm lớn NST tâm lệch NST tâm nhỏ - Người mang NST chuyển đoạn hòa hợp tâm thường có kiểu hình bình thường Cơ chế phát sinh hội chứng down chuyển đoạn t(14,21) - Bố mẹ trẻ mắc HC Down chuyển đoạn t(14,21) người lành mang NST chuyển đoạn cân NST 14 NST 21: Do tác động tác nhân gây đột biến, xảy chuyển đoạn hòa hợp tâm NST số 14 NST 21 + Nhánh dài NST 14 gắn với nhánh dài có tâm NST 21, tạo thành NST chuyển đoạn t(14,21) + nhánh ngắn NST nối lại với  NST nhỏ, chứa gen nên bị tiêu biến  Người bố mẹ có NST: 45,XX (XY), t(14,21) 76 - Trong giảm phân: Mẹ 45,XX,t(14;21) I Giao tử 22,X,t(14;21) Tinh trùng 23,Y II Giao tử Giao tử 23,X 23,X,t(14;21),+14 23,Y 23,Y 46,XY 46,XY,t(14;21),+14 Giao tử 22,X,-14 23,Y 45,XY,-14 Giao tử 23,X,t(14;21),+21 23,Y 46,XY,t(14;21),+21 Giao tử 22,X,-21 23,Y 45,XY,-21 Giao tử 24,X,t(14:21),+21,+14 23,Y 47,XY,t(14:21),+21,+14 Giao tử 21,X,-21,-14 23,Y 44,XY,-21,-14 III IV Hợp tử 45,XY,t(14;21) Người lành mang NST chuyển đoạn Bình thường Trisomy 14q →Chết, xảy thai Monosomi 14 →Chết, xảy thai Trisomy 21q →Down chuyển đoạn Monosomy 21 →Chết, xảy thai Trisomy 14q, 21q →Chết, xảy thai Monossomy 14,21 →Chết, xảy thai Như vậy: 1/3 sinh Down : 2/3 sinh kiểu hình bình thường (1/3 bình thường hồn toàn : 1/3 người lành mang NST chuyển đoạn) 77 Câu 43: HỘI CHỨNG DOWN TRISOMI 21 (Cơ chế phát sinh, BHLS, chẩn đoán xác định) - Hay gặp hội chứng có biểu rối loạn NST trẻ sơ sinh sống - Gặp khoảng 1/700 - 1/800 trẻ sơ sinh Khơng có khác chủng tộc, tầng lớp XH giới - Nam : Nữ = : CƠ CHẾ PHÁT SINH - HC Down thuần: Bộ NST có NST 21 CT Karyotyp: 47, XX (XY), +21 - Có chế phát sinh: + Trong giảm phân: Cặp NST 21 khơng phân ly, tạo giao tử có 24 NST (trong có NST 21) Giao tử kết hợp với giao tử bình thường (23 NST) tạo hợp tử có 47 NST (trong có NST 21)  Down Giao tử lệch bội 80 - 90% phát sinh từ thể mẹ: 24, X, +21 x 23, Y→ 47, XY, + 21 24,Y,+21 x 23,Y →47,XY,+21 + Trong trình phân cắt hợp tử: NST 21 không phân chia, tạo hợp tử Trong đó, hợp tử có NST 21, hợp tử có NST 21 (bị tiêu biến) Hợp tử 47 NST mang NST 21 phát triển thành thể Down 46, XX (46, XY) 47, XX, +21 (47, XY, +21 Lần phân cắt I 45, XX, -21 (45, XY, -21) (Down thuần) (Tiêu biến) + Bố mẹ trẻ mắc HC Down chuyển đoạn t(14,21) người lành mang NST chuyển đoạn Giao tử Mẹ 45,XX,t(21;21) 22,X,-21 Giao tử 23,X,t(21;21) →100% sinh Down Tinh trùng 23,Y Hợp tử 45,XY,-21 23,Y 46,XY,t(21;21) Monosomy 21 →chết, xảy thai Trisomy 21 BIỂU HIỆN LÂM SÀNG: Đa dị tật: - Đầu nhỏ, ngắn, mặt tròn, gốc mũi tẹt, khe mắt xếch, nếp quạt, hẹp, vòm cung cao, lưỡi to dầy hay nứt nẻ, thường thè làm cho miệng khơng đóng kín (nửa mở) - Tai nhỏ, có biến dạng, vị trí thấp - Cổ ngắn, gáy phẳng rộng - Bàn tay rộng, ngón ngắn - Chậm phát triển trí tuệ, số IQ trung bình khoảng 30 - 50 Giảm trương lực nhão dây chằng - Nếp vân da bàn tay: Nếp ngang lòng bàn tay, gặp bàn tay Chạc trục vị trí cao, thường gặp vị trí t” Tần số hoa vân mô út tăng - Thường gặp dị tật tim, tần số xếp theo thứ tự Thơng liên thất, thơng liên nhĩ, ống động mạch Dị tật ống tiêu hóa: chủ yếu Hẹp tá tràng, khơng hậu mơn phình to đại tràng CHẨN ĐOÁN XÁC ĐỊNH 78 - Dựa vào triệu chứng lâm sàng: Tương đối dễ, nhiên khó khăn với trẻ sơ sinh - Dựa vào kết xét nghiệm di truyền TB học với phương pháp nhuộm băng G + XN: Lập Karyotyp người nhuộm thường hay nhuộm băng + Kết quả: CT Karyotyp: 47, XX, +21 47, XY, +21 79 Câu 44: HỘI CHỨNG EDWARD (Cơ chế phát sinh, BHLS, chẩn đoán xác định) 1/4000 - 1/8000 trẻ sơ sinh Nam: Nữ = 1: CƠ CHẾ BỆNH SINH - Trong giảm phân: Cặp NST số 18 không phân ly, tạo giao tử có 24 NST (trong có NST 18) Giao tử kết hợp với giao tử bình thường 23 NST  Edward (47, XX(XY),+18) - Trong trình phân cắt hợp tử: Có phân cắt khơng đồng cặp NST số 18 + Lần phân cắt I : tạo Edward : + Lần phân cắt II; tạo thể khảm (chiếm 10%):  Edward thể khảm: 46,XX/47,XX,+18 46,XY/47,XY,+18 - Do đột biến chuyển đoạn NST thể nhiễm kép: 48,XXY,+18 BIỂU HIỆN LÂM SÀNG - Thai thường có rau bé, đa ối - Trẻ sinh thường nhẹ cân, thường già tháng >42 tuần - Có trán hẹp, sọ dài to, khe mắt hẹp - Tai vị trí thấp, quăn nhọn nên trông gống tai chồn - Miệng bé, hàm nhỏ lùi sau - Bàn tay đặc biệt (bàn tay kì dị): Ngón quặp vào lòng bàn tay, bàn tay nắm lại, ngón trỏ chum lên ngón nhẫn - Bàn chân vẹo - Nếp vân da đặc biệt: Tần số ân cung cao đầu ngón tay (7-10 ngón) Thường có nếp ngang đơn độc, chạc ba trục thường vị trí t’ t” - Dị tật kèm theo: Thường có dị tật tim, quan sinh dục, thoát vị rốn 80 CHẨN ĐOÁN XÁC ĐỊNH - Dựa vào triệu chứng lâm sàng, đặc biệt bàn tay trẻ bị bệnh - Dựa vào kết xét nghiệm di truyền TB học 81 Câu 45: HỘI CHỨNG PATAU (Cơ chế phát sinh, BHLS, chẩn đoán xác định) - 1/5000 - 1/10000 trẻ sơ sinh - Nữ mắc bệnh nhiều Nam - Khoảng 80% Thể ba nhiễm thuần: 47,XX(XY),+13 - 20% Thể khảm: 46,XX(XY)/47,XX(XY),+13 Hoặc chuyển đoạn 13/13 bố mẹ truyền cho phát sinh CƠ CHẾ PHÁT SINH BIỂU HIỆN LÂM SÀNG - Đầu nhỏ - Nhãn cầu nhỏ hay khơng có nhãn cầu - Tai vị trí thấp biến dạng Thường bị điếc - Sứt mơi bên, nứt - Đôi bàn chân vẹo, ngón bàn tay bàn chân - Tâm thần vận động phát triển - Nếp vân da thường có nếp ngang đơn độc, chạc ba trục vị trí t” - Dị tật kèm theo: Thường có dị tật tim, ống tiêu hóa - BCĐNTT có nhiều phần phụ lồi có cuống khơng có cuống CHẨN ĐOÁN XÁC ĐỊNH 82 Câu 46: HỘI CHỨNG TURNER (Cơ chế phát sinh, BHLS, chẩn đoán xác định) Karyotyp: 45,XO Tần số: 1/3000 trẻ gái lúc sinh - 55% trường hợp có Karyotyp 45,XO - 10% trường hợp dạng khảm: 45,XO/46,XX 45,XO/47,XXX CƠ CHẾ PHÁT SINH - Trong trình giảm phân: cặp NST giới không phân ly tạo giao tử, đó: giao tử chứa NST giới, giao tử không chứa NST giới Giao tử không chứa NST giới kết hợp với giao tử bình thường chứa NST X - Trong trình phân cắt hợp tử: +Lần phân cắt 1: phân cắt không cặp xảy cặp NST giới tính: Hoặc 47,XXX khơng tiêu biến  Turner thể khảm: 45, XO / 47, XXX + Lần phân cắt thứ trở đi: - Thất lạc NST giới tính: + Trong chu kỳ TB, kỳ sau NST giới không bám vào thoi vô sắc, không di chuyển cực tế bào, nằm lơ lửng tế bào chất tiêu biến đi, tế bào bị thiểu NST + Có thể xảy giảm phân trình phân cắt tạo hợp tử - Đột biến cấu trúc NST giới tính gây đoạn NST X Y →gây thiếu hụt gen NST X Y BIỂU HIỆN LÂM SÀNG - Ở giai đoạn sơ sinh: Chưa có nhiều biểu nên khó nhận biết Các dấu hiệu để nhận biết Trẻ nhẹ cân, chiều dài thể ngắn, thừa da gáy, phù bạch huyết mu bàn tay bàn chân Các đặc điểm phát siêu âm thai - Ở giai đoạn lớn trưởng thành: 83 + Trẻ em gái có người thấp, chậm lớn + Phần đầu mặt: Hàm nhỏ, cằm nhỏ, sụp mi, tai vị trí thấp, mép xệ, tóc mọc thấp xuống tận gáy, cổ ngắn rộng, có nếp da thừa cổ hình cánh bướm nối liền từ xương chũm xuống đến mỏm vai + Cẳng tay cong ngoài, ngắn đốt bàn 5, da có nhiều nốt ruồi, móng tay giảm sản lồi + Nhi tính đến tuổi dậy thì, tuyến vú khơng phát triển, quan sinh dục lơng mu, khơng có lơng nách Tuyến sinh dục không phát triển, soi ổ bụng thường thấy dải màu trắng nhạt Tử cung nhỏ, chẽ đôi Giới tính thứ cấp khơng phát triển, vơ kinh ngun phát thứ phát, đơi có tượng nam hóa + Trên 50% trường hợp có hẹp ĐMC, 40 - 60% có dị tật hệ thống tiết niệu (thận hình móng ngựa, bàng quang chẽ đơi, thận ứ nước) + Xương: Dị dạng đầu gối, cổ tay bàn tay Mâm chày thường hạ thấp, chếch xuống vào trong, triệu chứng rõ lúc tuổi Tuổi xương chậu chậm phát triển + Nội tiết: Khơng có giảm Estrogen Pregnandiol, tăng FSH, có trường hợp FSH bình thường Lượng 17 - cetosteroid thường thấp + Nếp vân da: Tần số hoa vân mô út tăng, giảm mô Tổng số vân ngón tăng + Tâm thần: Thường thiểu trí tuệ nhẹ, có trường hợp bình thường 84 Câu 47: HỘI CHỨNG KLINEFELTER - Karyotyp: 47,XXY Tần số: 1/1000 trẻ sơ sinh nam - 80% trường hợp có Karyotyp: 47,XXY - Những trường hợp lại trạng thái khảm: 46,XY/47,XXY; 46XX/47,XXY 45,X/46,XY/47,XXY CƠ CHẾ BỆNH SINH - Trong giảm phân: Cặp NST giới không phân ly tạo giao tử Trong giao tử có NST giới, giao tử khơng có NST giới Giao tử có NST giới kết hợp với giao tử bình thường  HC Klinefelter - Trong trình phân cắt hợp tử: Có phân cắt ko đồng xảy cặp NST giới XY + Lần phân cắt 1:  Klinefelter + Lần phân cắt 2: →sự thêm vào hay nhiều NST giới tính gây rối loạn kiểu hình BIỂU HIỆN LÂM SÀNG - Ở giai đoạn sơ sinh trẻ nhỏ: Rất khó nhận biết khơng có dị dạng quan trọng, có dị dạng khơng đặc hiệu tinh hồn lạc chỗ, lỗ đái lệch thấp, dương vật phát triển - Ở giai đoạn dậy thì: Trong nhiều trường hợp người cao, chân tay dài, có trường hợp có hình thái nam bình thường triệu chứng thường thấy tinh hồn khơng phát triển, mào tinh hồn nhiều lớn tinh hoàn, khoảng 35 - 50% trường hợp có chứng vú to Giới tính nam phát triển, khơng râu, lơng mu, dương vật bé, tình dục giảm - Tăng tiết FSH, tiết 17 - cetosteroid bình thường giảm - Trí tuệ: Phát triển bình thường, có trường hợp suy giảm - Nếp vân da: Giảm tổng số vân đầu ngón tay, tăng tần số vân cung; chạc ba trục lệch phía bờ trụ bàn tay, tăng tần số nếp ngang đơn độc - Mô học: Ở trẻ em, mô học tinh hồn bình thường Ở tuổi dậy thì, ống sinh tinh bị xơ hóa; số ống chứa TB Steroli Những TB Leydig tụ tập thành đám lớn Người bị Klinefelter thường khơng có tinh trùng 85 Câu 48: Khái niệm sàng lọc, chẩn đoán trước sinh? Các xét nghiệm: Đối tượng áp dụng? Phương pháp lấy mẫu? Ưu điểm, nhược điểm? Kết quả đạt được? I SÀNG LỌC BỆNH TẬT DI TRUYỀN - Sàng lọc bệnh tật di truyền: Là phương pháp nhằm phát người có nguy cao mắc bệnh, tật di truyền, có nguy cao sinh BTBS Kết sàng lọc khơng cung cấp chẩn đốn xác định mà nhằm phát người có nguy cao, sở thực tiếp XN khác để có chẩn đoán xác định - Điều kiện sàng lọc: + Áp dụng với bệnh tật nặng cần can thiệp y tế + Có XN chẩn đốn xác định sàng lọc (+) (nguy cao) + Có biện pháp can thiệp với trường hợp mắc bệnh + Kỹ thuật đơn giản, thực cộng đồng, giá cộng đồng chấp nhận - Bao gồm: SÀNG LỌC TRƯỚC SINH SÀNG LỌC SƠ SINH Trẻ sơ sinh Đối tượng áp Phụ nữ mang thai dụng Mục đích Ngăn ngừa không cho đứa Phát bệnh trẻ BTBS di truyền trẻ sơ sinh: • Suy giáp bẩm sinh • Phenylceton niệu • Galactose máu Các phương - Tuổi bố mẹ: Mẹ > 35, Bố > 55 pháp sàng lọc  Tăng nguy sinh dị tật - Siêu âm: Có thể phát bất thường cấu tạo biểu sớm từ giai đoạn thai - Định lượng sản phẩm thai huyết mẹ: +) Triple test (AFP, HCG, uE 3): Tiến hành tuần thai 15 – 18 • Edward: Cả XN thấp • Down: AFP + uE3 giảm, HCG tăng +) Combined test SÀNG LỌC TRONG CỘNG ĐỒNG Cộng đồng Phát người dị hợp tử  Có ý nghĩa lớn phòng chống bệnh tật di truyền - Suy giáp bẩm sinh: Phân tích ADN kỹ Định lượng TSH thuật liên quan - Phenylceton niệu Galatose máu: Test Guthrie Susi II CHẨN ĐOÁN TRƯỚC SINH Là phương pháp nhằm phát sớm bệnh, tật di truyền thai nhi Qua đề giải pháp xử trí kịp thời, tư vấn di truyền cho cá nhân, gia đình, hạn chế đời đứa trẻ bị khuyết tật, góp phần thực ưu sinh học cho nòi giống Các đối tượng cần chẩn đốn trước sinh - Kết xét nghiệm sàng lọc (+) 86 - Bố mẹ cao tuổi: Mẹ > 35 tuổi, Bố > 55 tuổi - Mang nguồn gen bệnh NST bệnh: + Tiền sử sinh dị tật + Bố mẹ chẩn đoán mang gen bệnh NST chuyển đoạn di truyền + Gia đình có người bị bệnh tật di truyền - Tiếp xúc tác nhân đột biến: Nghề, chế độ sinh hoạt, ăn uống, sốt virus Những phương pháp lấy bệnh phẩm để chẩn đốn trước sinh - Chọc dò dịch ối: + Tiến hành vào tuần 16 – 18 + Dịch ối dùng để: • • • • • Phát vật thể Barr, vật thể Y Định lượng Hormon có nước ối Làm tiêu NST Phân tích ADN XN sinh hóa, XN enzym, + Hạn chế: • • Phải tiến hành từ tuần 15 trở đi, lúc thai to (nhiều nước ối, nhiều TB bong vào nước ối hơn, tỷ lệ sảy thai tự nhiên bắt đầu giảm) Tỷ lệ sảy thai chọc ối: 0,5 – 1% - Sinh thiết tua rau: + Thời điểm tốt tuần – 10 + Các tua rau dùng để: • Làm tiêu NST • Phân tích ADN • XN hóa sinh + Hạn chế: Tai biến sảy thai – % (cao chọc ối) Tuy nhiên áp dụng nhiều nước giới - Lấy máu cuống rốn thai nhi - Phân tách TB con, ADN từ máu mẹ Các xét nghiệm chẩn đoán trước sinh - Siêu âm bào thai: + Chẩn đoán bất thường hình thái, cấu trúc thai + Xác định giới tinh thai (siêu âm lúc > tháng – quan sin dục hình thành)  Phát bệnh di truyền liên kết giới - Di truyền Tế bào: Ni cấy TB thai, phân tích NST - FISH, kỹ thuật di truyền phân tử 87 88 Câu 49: Nguyên nhân (nêu ngắn gọn chế), tiên lượng khả sống, Quy trình sàng lọc chẩn đoán trước sinh Hội Chứng Down? Cơ chế hội chứng down (Thuần, Khảm, Chuyển đoạn) Tiên lượng khả sống - Người bị hội chứng Down thường bị chết sớm tật tim tật ống tiêu hóa, thường bị nhiễm khuẩn, dễ cảm ứng với bệnh bạch cầu - Trước khoảng 50% chết vòng năm đầu, số sống sót đến tuổi trưởng thành Hiện điều kiện XH, chăm sóc y tế cải thiện nên BN Down sống đến giai đoạn trưởng thành nhiều hơn, có số BN nữ sinh con, nam mắc hội chứng Down bị vơ sinh Quy trình sàng lọc + chẩn đoán trước sinh - Bước 1: Tiến hành Sàng lọc trước sinh tất cả Phụ nữ có thai: + Làm Triple test (AFP, HCG, uE3): Nếu thấy AFP + uE3 giảm, HCG tăng + SÂ bào thai: Nếu thấy khoảng sáng sau gáy ≥ 3mm tháng đầu Hoặc + Các cặp vợ chồng có tiền sử sảy thai liên tiếp đẻ dị tật, đặc biệt đẻ mắc Hội chứng Down + Vợ hay chồng người mang NST chuyển đoạn cân + Vợ hay chồng có tiếp xúc với tác nhân gây đột biến (các chất phóng xạ, hóa chất…)  Phân loại thai có nguy cao bị Hội chứng Down  Chuyển sang Bước - Bước 2: lấy bệnh phẩm để chẩn đoán trước sinh: + Chọc dò dịch ối: Tiến hành vào tuần 16 – 18 + Sinh thiết tua rau: Thời điểm tốt tuần – 10 + Lấy máu cuống rốn thai nhi + Phân tách TB con, ADN từ máu mẹ - Bước 3: làm xn để chẩn đốn xác định hội chứng down + Ni cấy TB ối để phân tích NST + Sinh thiết tua rau để phân tích NST  Karyotyp: ~ Hội chứng Down  Kết luận Hội chứng Down 89 ... tác động di truyền + H = 1: Tính trạng (bệnh) hồn tồn di truyền định + H: - 0,25: khơng có tính chất di truyền + H: 0,25 – 0,5: có tính chất di truyền + H: 0,5 – 0,75: có tính chất di truyền mạnh... KHẢO SÁT CON SINH ĐƠI - Mục đích: Đánh giá vai trò di truyền, tác động mơi trường đến hình thành tính trạng bệnh - Cơng thức tính độ di truyền Holzinger: Độ di truyền H = % số cặp sinh đôi hợp... 16: Các phương pháp nghiên cứu di truyền học người (Khái niệm chung, Mục đích, Ứng dụng, Nêu VD) Các nội dung nghiên cứu di truyền y học người? I DI TRUYỀN HỌC TẾ BÀO - Mục đích: quan