57
CHƯƠNG III: ĐỘT BIẾN GEN VÀ HẬU QUẢ
1. KHÁI NIỆM
Đột biến gen là những biến đổi trong cấu trúc của gen, liên quan tới
một hoặc một số cặp nuclêôtit, xảy ra tại một điểm nào đó của phân tử
ADN. Thường gặp các dạng mất, thêm, thay thế vị trí một cặp nuclêôtit.
2. NGUYÊN NHÂN VÀ CƠ CHẾ
Đột biến gen phát sinh do các tác nhân đột biến lý hoá trong ngoại
cảnh hoặc gây rối loạn trong quá trình sinh lý, hoá sinh của tế bào gây nên
những sai sót trong quá trình tự nhân đôi của ADN, hoặc làm đứt phân tử
ADN, hoặc nối đoạn bị đứt vào ADN ở vị trí mới.
Đột biến gen không chỉ phụ thuộc vào loại tác nhân, cường độ, liều
lượng của tác nhân mà còn tuỳ thuộc đặc điểm cấu trúc của gen. Có những
gen bền vững, ít bị đột biến. Có những gen dễ đột biến, sinh ra nhiều alen.
Sự biến đổi của 1 nuclêôtit nào đó thoạt đầu xảy ra trên một mạch
của ADN dưới dạng tiền đột biến. Lúc này enzim sửa chữa có thể sửa sai
làm cho tiền đột biến trở lại dạng ban đầu. Nếu sai sót không được sửa chữa
thì qua lần tự sao tiếp theo nuclêôtit lắp sai sẽ liên kết với nuclêôtit bổ sung
với nó làm phát sinh đột biến gen.
3. HẬU QUẢ
Biến đổi trong dãy nuclêôtit của gen cấu trúc sẽ dẫn tới sự biến đổi
trong cấu trúc của ARN thông tin và cuối cùng là sự biến đổi trong cấu trúc
của prôtêin tương ứng.
Đột biến thay thế hay đảo vị trí một cặp nuclêôtit chỉ ảnh hưởng tới
một axit amin trong chuỗi pôlipeptit. Đột biến mất hoặc thêm một cặp
nuclêôtit sẽ làm thay đổi các bộ ba mã hoá trên ADN từ điểm xảy ra đột
biến cho đến cuối gen và do đó làm thay đổi cấu tạo của chuỗi pôlipeptit từ
điểm có nuclêôtit bị mất hoặc thêm.
58
Đột biến gen cấu trúc biểu hiện thành một biến đổi đột ngột gián
đoạn về một hoặc một số tính trạng nào đó, trên một hoặc một số ít cá thể
nào đó.
Đột biến gen gây rối loạn trong quá trình sinh tổng hợp prôtêin, đặc
biệt la` đột biến ở các gen quy định cấu trúc các enzim, cho nên đa số đột
biến gen thường có hại cho cơ thể. Tuy nhiên, có những đột biến gen là
trung tính (không có hại, cũng không có lợi), một số ít trường hợp là có lợi.
4. SỰ BIỂU HIỆN CỦA ĐỘT BIẾN GEN
Đột biến gen khi đã phát sinh sẽ được "tái bản" qua cơ chế tự nhân
đôi của ADN.
Nếu đột biến phát sinh trong giảm phân, nó sẽ xảy ra ở một tế bào
sinh dục nào đó (đột biến giao tử), qua thụ tinh đi vào hợp tử. Nếu đó la` đột
biến trội, nó sẽ biểu hiện trên kiểu hình của cơ thể mang đột biến đó. Nếu đó
la` đột biến lặn, nó sẽ đi vào hợp tử trong cặp gen dị hợp và bị gen trội
tương ứng át đi. Qua giao phối, đột biến lặn tiếp tục tồn tại trong quần thể ở
trạng thái dị hợp và không biểu hiện. Nếu gặp tổ hợp đồng hợp thì nó mới
biểu hiện thành kiểu hình.
Khi đột biến xảy ra trong nguyên phân, nó sẽ phát sinh trong một tế
bào sinh dưỡng (đột biến xôma) rồi được nhân lên trong một mô, có thể biểu
hiện ở một phần cơ thể, tạo nên thể khảm. Ví dụ trên một cây hoa giấy có
những cành hoa trắng xen với những cành hoa đỏ.
Đột biến xôma có thể được nhân lên bằng sinh sản sinh dưỡng nhưng
không thể di truyền qua sinh sản hữu tính.
Đột biến cấu trúc của gen đòi hỏi một số điều kiện mới biểu hiện trên
kiểu hình của cơ thể. Vì vậy cần phân biệt, đột biến là những biến đổi trong
vật chất di truyền, với thể đột biến là những cá thể mang đột biến đã biểu
hiện ở kiểu hình.
59
PHẦN III: DI TRUYỀN Y HỌC
CHƯƠNG I: VAI TRÒ CỦA DI TRUYỀN TRONG Y HỌC
1. DI TRUYỀN Y HỌC LÀ GÌ ?
Di
truyền
y
học
là
ngành
học
nhằm
ứng
dụng
di
truyền
học
vào
y
học, bao gồm:
-
Nghiên cứu sự di truyền của bệnh trong các gia đình.
-
Xác định vị trí đặc hiệu của các gen trên nhiễm sắc thể (NST).
-
Phân tích cơ chế phân tử trong quá trình sinh bệnh của gen đột biến.
-
Chẩn đoán và điều trị các bệnh di truyền.
-
Tư vấn di truyền
2. VAI TRÒ CỦA DI TRUYỀN Y HỌC ĐỐI VỚI CÔNG TÁC CHĂM
SÓC SỨC KHỎE
Bệnh di truyền hiện nay chiếm một tỷ lệ không nhỏ trong các bệnh
được gặp ở trẻ em và người lớn. Tỷ lệ này sẽ ngày mỗi tăng cùng với sự
hiểu biết ngày càng nhiều của chúng ta về cơ sở di truyền của các bệnh.
Di truyền học cung cấp những kiến thức cơ bản về nền tảng sinh học
dẫn đến sự hình thành cơ thể do đó giúp chúng ta có thể hiểu tốt hơn và
sâu hơn về quá trình sinh bệnh. Trong nhiều trường hợp những hiểu biết
này có thể giúp ngăn ngừa bệnh hoặc giúp cho việc điều trị chúng trở nên
hiệu quả hơn.
2.1. CÁC LOẠI BỆNH DI TRUYỀN
Những thay đổi của vật chất di truyền hoặc sự kết hợp giữa chúng và
các yếu tố khác có thể gây ra các bệnh di truyền. Những bệnh này được
chia thành 4 nhóm chính như sau (bảng 1)
- Các bất thường NST (chromosome disorders): xảy ra khi toàn bộ NST
hoặc một phần của chúng bị mất đi, nhân lên v.v....
60
- Các
bất
thường
đơn
gen
(single
-
gene
disorder):
xảy
ra
khi một gen
bị đột biến. Trường hợp này thường được gọi là các bất thường kiểu
Mendel.
- Các bất thường di truyền đa yếu tố (multifactorial disorders): Đây là
nhóm bệnh gây
ra
ra
bởi
sự
kết
hợp
giữa
yếu
tố
di truyền và yếu tố
môi trường. Rất nhiều dị
tật
bẩm
sinh
và nhiều tình trạng bệnh mãn tính ở
người lớn thuộc về nhóm này .
- Các bất thường di truyền của ti thể (mitochondrial disorders): Chỉ chiếm
một lượng nhỏ gây ra do bất thường của ADN trong các ti thể có trong bào
tương của tế bào.
Trong
4
nhóm
trên
nhóm
các
bất
thường
đơn
gen,
là
nhóm
được
quan tâm nhiều nhất. Các bệnh thuộc nhóm này được phân loại dựa trên
cách thức di truyền của gen bệnh trong gia đình (kiểu gen trội trên NST
thường, kiểu lặn NST thường, kiểu di truyền liên kết với giới tính). Cho tới
nay con số các bệnh gây ra bởi kiểu rối loạn này đã lên đến 14.000 và vẫn
tiếp tục tăng trong thời gian tới.
Bảng 2: Tỷ lệ tương đối của một số bệnh di truyền phổ biến
Bệnh
Tỷ lệ tương đối
Bất
thường
NST
Hội chứng Down
Hội chứng Klinefelter
Hội chứng Turner
Di
truyền
đơn
gen
Bệnh teo cơ Duchene
Hemophilia A
Bệnh
di
truyền
đa
yếu
tố
Khe hở môi +/- hàm
Tật chân khoèo
Các khuyết tật tim bẩm sinh
Ung thư (mọi loại)
Ðái đường (type I và II)
Bệnh tim / đột quỵ
1/700 - 1/1000
1/1000 nam
1/2500 - 1/10000
nữ
1/3500 nam
1/10000 nam
1/500 - 1/1000
1/1000
1/200 - 1/500
1/3
1/10
1/3 - 1/5
61
Ngoài ra, rất nhiều bệnh là kết quả của sự tương tác giữa các yếu tố
di truyền và
không
di
truyền
(di
truyền
đa
yếu
tố)
ở
những
mức
độ
rất
khác
nhau
cho
phép
chúng
ta
nghĩ
rằng
bệnh
di
truyền
có
một
phạm
vi
phân bố rất rộng, từ chỗ hoàn toàn do yếu tố di truyền quy định như bệnh
xơ
nang,
bệnh
teo
cơ
Duchenne
(Duchenne
muscular
dystrophy)
cho
tới
chỗ chủ yếu là do yếu tố môi trường như các bệnh nhiễm trùng. Rất nhiều
loại bệnh có tỷ lệ mắc cao như các dị tật bẩm sinh, các bệnh tim mạch, cao
huyết áp, đái tháo đường, ung thư nằm trong khoảng giữa của hai cực này.
Chúng là kết quả của sự kết hợp ở các mức độ khác nhau của 2 yếu tố di
truyền và môi trường.
2.2. TÌNH HÌNH BỆNH DI TRUYỀN TRÊN LÂM SÀNG
Trong thực tế chúng ta đang đối mặt với các bệnh có nguyên nhân
môi
trường
như
suy
dinh
dưỡng,
điều
kiện
vệ
sinh
kém,
nhiễm
trùng
và
đây cũng chính là những nguyên nhân chính gây tử vong ở trẻ. Một nghiên
cứu
ở
các
bệnh
viện
Seatle
(Mỹ)
cho
thấy
27%
số
trẻ
em
nhập
viện
vì
bệnh
di
truyền,
một
nghiên
cứu
khác
ở
một
bệnh
viện
nhi
khoa
của
Mexico cho thấy 37,8% số trẻ nhập viện là do mắc bệnh di truyền hoặc có
liên quan đến di truyền.
Một
câu
hỏi
được
đặt
ra
là
tỷ
lệ
người
mắc
bệnh
di
truyền
tron
g quần thể là bao nhiêu ? Đây là một câu hỏi rất khó trả lời vì có rất nhiều
yếu tố làm cho tỉ lệ này trở nên không chính xác
như:
(1)
Một
số
bệnh phân bố theo chủng tộc như bệnh hồng cầu hình
liềm được gặp rất phổ biến ở Châu Phi, bệnh xơ nang được gặp phổ biến ở
Châu Âu.
(2) Một số bệnh do đột biến gen được gặp phổ biến hơn ở người lớn
tuổi như bệnh ung thư vú , ung thư đại tràng...
Do đó tỷ lệ mắc các bệnh này cao hơn ở những quần thể có độ tuổi
lớn hơn.