ĐB gen bệnh phân tử (Molecular Genetics of human deseases) ĐB gen 1.1 Khái niệm ĐBG: thay đổi cấu trúc ADN => tạo sản phẩm bất thường/ không tổng hợp/ tổng hợp thiếu/ nhiều => bất thường cho thể => bệnh DT phân tử 1.2 Phõn loại ĐBG ĐB số, chất lượng - Gen cấu trúc => ĐB chất lượng Gen vận hành, khởi động, điều chỉnh => ĐB số lượng Theo loại TB: TB SD, TB soma Căn vào biến đổi ADN Khuyết, Thêm, Thay thế, Đảo Nu - Thay, đảo Nu=> thay 1aa (ĐB điểm, ĐB sai nghĩa) - Mất, thêm Nu=> đổi mã hố (ĐB khung) Ví dụ: globin có 146 aa, ĐB thêm Nu vào sau mã 144 => Hb Cranston có 157 aa Mất, thêm nx Nu=> mất, thêm 1/ nhiều aa Nếu UAA, UGA, UAG (mã vơ nghĩa) => thành mã hố aa => polypeptid dài thêm VD: globin có 141 aa, ĐB mã UAA => CAA mã hoá a glutamic => globin dài thêm 31 aa ĐB xẩy với gen cấu trúc, gen điều chỉnh vùng khởi đầu Mã kết thúc: UAA, UAG, UGA Căn vào tính chất protein ĐBG P enzym ĐBG P enzym Căn vào nguyên nhân ĐB: ĐB tự nhiên: Chưa rõ ng nhân ĐB ĐB cảm ứng: có ng nhân gây nên ĐB Căn vào kiểu tác động gen: ĐB đơn gen Đột biến đa gen - Đột biến đa nhân tố Mơ hình cấu trúc điều chỉnh biểu gen người Mơ hình cấu trúc - Gen cấu trúc có intron exon - Vị trí đầu gen có mã ATG, cuối có TAA, TAG TGA - Trước exon đầu sau exon cuối có vùng khơng dịch mã - 5’GT 3’AG intron vị trí nhận nối - mARN tiền thân có intron exon - mARN thục từ nhân tế báo chất Vùng kiểm soát biểu gen (vùng khởi đầu: promotor) Chức năng, đặc điểm vùng khởi đầu - Xác định vị trí bắt đầu phiên mã - Kiểm sốt số lượng mARN - người thường có hộp TATA có 25 - 30 Nu, định khu -75 - 80, có chức tăng hiệu phiên mã Vùng khởi đầu cịn có: - Vị trí bắt đầu phiên mã - Vị trí gắn cho yếu tố đặc hiệu mơ: cho phép gen cấu trúc mô mở hoạt động - Vị trí gắn cho yếu tố kích thích phiên mã: làm tăng q trình phiên mã cho gen kề bên - Vị trí gắn cho thành phần đặc hiệu promotor khác để điều hòa HĐ gen Vùng 3’ gen: Có vị trí gắn thêm polyA cách dấu hiệu AATAAA 1820 Nu PolyA bảo vệ mARN từ nhân tế bào chất trình dịch mã Tăng hiệu phiên mã N h ữ n g th n h p h ầ n p r o m o to r đặc h iƯu k h ¸ c Cấu trúc gen Eukaryota M · k Õt th ó c T A A , T G A h o Ỉc T A G V ị tr í b đầ u s a o m · V Þ tr Ý g ¾n c h o y Õu tè k Ýc h th Ýc h s a o m · V Þ trí g ắn đặc h iệu m ô Hộp C CAAT M Ã k h i đầ u A T G H é p T A TA V Þ tr Ý th ª m p o ly A Sao m · mARN tiỊn th ©n Nèi exon mARN th u Ç n th c Điều chỉnh biểu gen người Mọi TB thể có gen giống tùy mô, tùy GĐ, TB tổng hợp P khác Các bước điều chỉnh biểu gen: B1: Từ ADN => mARN: điều chỉnh yếu tố kiểm soát phiên mã, cho phép phiên mã, kiểm soát chất lượng phiên mã B2: Từ mARN tiền thân => mARN thục: điều chỉnh yếu tố kiểm soát thành thục ARN B3: mARN thục tế bào chất: điều chỉnh yếu tố kiểm soát vận chuyển ARN Điều chỉnh biểu gen người B4: mARN dịch mã thành P: điều chỉnh yếu tố kiểm soát dịch mã B5: Giáng cấp mARN nhờ yếu tố kiểm soát giáng cấp B6: Hoạt hóa hay ức chế P tạo nhờ yếu tố kiểm sốt hoạt tính P RL trình điều chỉnh => bệnh phân tử Bệnh DT lặn LK X Tần số: Thế giới có 400 triệu người thiếu G6PD, tần số cao châu Phi, Địa Trung hải, 2% châu Triệu chứng: tan máu xuất sau 2-3 ngày dùng thuốc kèm đau đầu, bụng, thắt lưng, sốt, khó thở, vàng da, nước tiểu nâu đen mê, vơ niệu Chẩn đốn: định tính, định lượng G6PD Bệnh đái tháo đường Là nhóm bệnh RLCH glucose, đường máu cao, xuất đường niệu - Đái tháo đường phụ thuộc insulin (typ 1) Xuất người trẻ tuổi, tuỵ khơng SX insulin, tỷ lệ tương hợp 30 -50% (có vai trị mơi trường) Tỷ lệ bệnh 0,3 - 0,5%, anh chị bệnh tái mắc em: - 6%, me bệnh tái mắc 1-3%, bố bệnh => -6% Gen mã hoá insulin NST 11 Gần thấy bệnh Lquan số gen HLA, khoảng 95% BN có alen HLA-DR3 HLA-DR4 - Đái tháo đường không phụ thuộc insulin (typ 2) Chiếm 90% BN ĐTĐ, người lớn tuổi Nguy tái mắc 10-15% Tần số mắc quần thể: 2-5% Có loại DT trội Do ĐB gen glucokinase Bệnh tăng cholesterol huyết có tính chất gia đình Người bệnh có Chol cao: 400-1000 mg/ml huyết tương ( 200mg/100ml), lipid tăng: 1300-1800mg/100ml (chủ yếu photpholipid, lipid trung tính) Những hạt màu vàng xuất sớm tĩnh mạch Bệnh giảm số receptor LDL bề mặt TB, thu nhận Chol TB giảm đi, tăng lượng Chol máu Gen bệnh NST 19, dài 45kb có 18 exon, 17 intron Gen quy định protein 839 aa Hơn 600 đột biến khác phát hiện, xếp thành nhóm sau đây, tùy thuộc vào hoạt tính receptor LDL Nhóm 1: Các ĐB => receptor LDL không phát được, dạng dị hợp tử xuất 50% receptor LDL bình thường Nhóm 2: Các ĐB => receptor LDL SX khơng rời khỏi LNSC Nhóm 3: Các ĐB => receptor LDL SX khơng có khả gắn vào LDL Nhóm 4: Các ĐB => receptor LDL bình thường, khơng di chuyển đến chỗ tiếp nhận màng TB => không đưa LDL vào TB (ĐB hiếm) Nhóm 5: Các ĐB => receptor LDL không tách khỏi LDL sau vào TB Receptor không quay lại bề mặt bị giáng cấp Mỗi loại ĐB làm giảm số lượng tính chất receptor LDL, làm giảm lượng LDL vào TB, tăng Chol huyết Tăng Chol huyết gia đình DT trội NST thường Sự hiểu biết chế dẫn đến tăng Chol gia đình giúp cho điều trị bệnh có hiệu Chế độ ăn làm giảm 1520% Chol huyết Tăng Chol có tính gia đình Bệnh rối loạn chuyển hố mucopolysaccharid (Mucopolysaccharidose: MPS) Mucopolysaccharid hợp chất carbohydrat protein có trọng lượng phân tử cao, có tổ chức liên kết da, xương, sụn, giác mạc số mucopolysaccharid (glycosaminoglycan) quan trọng acid hyaluronic, chondroitin sunphat A C, chondroitin sunphat B (dermatan sulphat), keratan sulphat heparan sulphat Do RLCH mucopolysaccharid => nhóm bệnh ĐĐ: giảm khả giáng cấp nhiều loại glycosaminoglycan => tích chất 10 loại thiếu enzym => dạng MPS dạng MPS phân biệt biểu lâm sàng, XN hoá sinh, XN phân tử Lâm sàng chung: mặt thô kệch, biến dạng xương, gan to, lách to, chậm phát triển trí tuệ, lệch khớp phức hợp dạng MPS: HC Hurler: thiếu enzym -L-iduronidase DT AR, gen 22q1.1 T chứng: mặt thô, gan lách to, lệch khớp phức hợp, đục nhân mắt, chậm trí tuệ Dermatan sulphat heparan sulphat ứ mơ HC Hunter: thiếu enzym iduronate sulphatase DT XR (Xq2.7) Triệu chứng: mặt thô, gan lách to, lệch khớp phức hợp Dermatan sulphat heparan sulphat ứ đọng mô HC Sanfilippo: thiếu enzym heparan - L sulphatase loại A, ∝-N-acetyl-D-glucosaminidase loại B DT AR Heparan sulphat ứ đọng mơ RL hành vi, chậm trí tuệ, lệch khớp phức hợp HC Morquio: thiếu enzym Galactosamin-6sulphatase DT AR Bệnh xuất lúc - tuổi với biểu thấp, loạn sản xương, điếc, đục thuỷ tinh thể Keratan sulphat ứ đọng mô HC Maroteaux-Lamy: thiếu enzym arylsulphatase B DT AR Bệnh xuất lúc - tuổi Có biến dạng xương, ứ đọng dermatan chondroitin sulphat hợp HC Sly: thiếu enzym Glucuronidase DT AR Bệnh xuất lúc tuổi, có biến dạng xương, chậm trí tuệ, ứ đọng dermatan heparan sulphat II Bệnh sản enzym Gen điều chỉnh SX chất kìm hãm bất hoạt + chất đồng kìm hãm => chất kìm hãm HĐ Khi gen điều chỉnh, vị trí vận hành gen khởi đầu ĐB => khơng có chất kìm hãm HĐ => vị trí vận hành khơng bị kìm hãm => q sản men Bênh porphyrin cấp Glycin A aminolevulinic Sucinyl CoA AAL dehydrotase Porphobilinogen AAL synthetase Protoporphyrin A. amino β acetoadipinic Hem Re O Pr St St E1 R Glyxin St E2 B E3 C Protopo rphyrin He m CoR Bệnh tổng hợp nhiều enzym Bình thường Hem chất đồng kìm hãm Hem đủ: Hem dư +chất kìm hãm bất hoạt R => chất kìm hãm HĐ => ngừng SX AAL synthetase ĐB gen Re O: dùng thuốc bacbituric, sulfonamid, meprobamat => thuốc chiếm chỗ Hem => khơng có chất kìm hãm HĐ => SX liên tục men Biểu hiện: đau bụng cấp sau dùng thuốc, viêm nhiều dây thần kinh, RL tâm thần, nước tiểu đỏ (có nhiều uroporphyrin Chẩn đốn: XN porphyrin máu niệu Phịng: chẩn đốn trước sinh ... ĐB Căn vào kiểu tác động gen: ĐB đơn gen Đột biến đa gen - Đột biến đa nhân tố Mơ hình cấu trúc điều chỉnh biểu gen người Mơ hình cấu trúc - Gen cấu trúc có intron exon - Vị trí đầu gen có mã... điều chỉnh => bệnh phân tử Bệnh phân tử Bệnh HB: Hb cấu tạo = chuỗi globin & phân tử Hem, globin gắn với Hem Tạo globin có polypeptid: Zeta (), epsilon (), (), (), (), delta () Gen chuỗi ,... gọi β+ thalassemia Phân loại thalassemia theo thể bệnh: Nay phát >150 loại ĐB gen globin - thalassemia thể nhẹ: Người bệnh có kiểu gen dị hợp, gen BT gen ĐB + o, gen globin bình thường