Tài liệu Nhiễm sắc thể Y và chất nhiễm sắc giới tính của người pdf

Nhiễm sắc thể Y và chất
nhiễm sắc giới tính của người


1. Nhiễm sắc thể Y của người
Trái ngược với nhiễm sắc thể X, nhiễm
sắc thể Y hoàn toàn nhỏ và chứa rất ít
gene. Phần lớn chiều dài của nhiễm sắc
thể Y không xảy ra tái tổ hợp là chất dị
nhiễm sắc. Các đoạn lặp DNA của nó đã
được xem xét tỉ mỉ.
Các vùng tương đồng của cặp nhiễm sắc
thể XY được định vị ở mỗi đầu của
nhiễm sắc thể Y. Các vùng này kết cặp
và tái tổ hợp với nhiễm sắc thể X trong
kỳ đầu của giảm phân I. Chúng được gọi
là các vùng nhiễm sắc thể thường giả
(pseudoautosomal region-PAR) bởi vì
bất kỳ gene nào định vị trong các vùng
này (cho đến nay chỉ mới phát hiện được
9 gene) đều được di truyền hoàn toàn
giống như gene trên nhiễm sắc thể
thường. Nam có hai bản sao của các gene
này: một ở trong PAR của Y và một ở
trong vùng tương đồng của X.

Khoảng 95% chiều dài của Y nằm giữa
các PAR tạo ra vùng không tiếp hợp
(non- recombining region-NRY). Gần 80
gene đã được tìm thấy ở đây. Chúng
được xếp thành 2 nhóm chính. Các gene

thuộc nhóm thứ nhất (mã hoá các protein
sử dụng cho tất cả các tế bào (cả hai
giới)) được bểu hiện ở nhiều mô. Các
gene giữ nhà này (housekeeping gene) có
thể tương đồng trên X mà tránh khỏi sự
bất hoạt X ở nữ. Các gene thuộc nhóm
thứ hai mã hoá các protein hoạt động
chức năng chỉ ở trong tinh hoàn và không
có thể tương đồng trên X. Một gene có
vai trò quan trọng trong nhóm này là
SRY (sex-determing region Y). SRY
định vị trên cánh ngắn nằm ở bên ngoài
PAR và gây ra các khả năng biến đổi
phôi thành nam giới.
2. Chất nhiễm sắc giới tính của người
Đã từ lâu người ta đã biết rằng nữ có hai
nhiễm sắc thể X trong khi đó nam chỉ có
một nhiễm sắc thể X. Như vậy mỗi gene
liên kết với nhiễm sắc thể X có hai bản
sao đối với nữ và một bản sao đối với
nam. Nếu tất cả các gene trên nhiễm sắc
thể X đều hoạt động thì ở nữ hàm lượng
các các sản phẩm (như enzym chẳng hạn)
do các gene này mã hóa phải nhiều gấp
đôi nam. Trong thực tế hàm lượng các
sản phẩm trên đều bằng nhau ở cả hai
giới. Có thể giải thích điều này như thế
nào ?
Vào đầu thập niên 1960, Mary Lyon đã
giả thuyết rằng một nhiễm sắc thể X

trong mỗi tế bào soma của nữ bị bất hoạt.
Hiện tượng này dẫn đến kết quả được gọi
là " sự bù đắp về liều lượng gene" (Gene
dosage compensation) làm cho sản phẩm
của gene liên kết với nhiễm sắc thể X của
nam và nữ ngang nhau. Giả thuyết Lyon
cho rằng sự bất hoạt nhiễm sắc thể X xảy
ra sớm trong giai đoạn phát triển phôi ở
giống cái. Ở một số tế bào, nhiễm sắc thể
X bị bất hoạt có nguồn góc từ bố, trong
khi ở những tế bào khác nhiễm sắc thể X
bị bất hoạt có nguồn gốc từ mẹ. Quá trình
bất hoạt này là ngẫu nhiên. Khi một
nhiễm sắc thể X bị bất hoạt trong một tế
bào, nó sẽ duy trì sự bất hoạt này ở tất cả
các thế hệ tế bào con cháu. Như vậy sự
bất hoạt nhiễm sắc thể X là ngẫu nhiên
nhưng lại được cố định.
Sự bất hoạt nhiễm sắc thể X sẽ dẫn đến
kết quả là ở tất cả cơ thể cái bình thường
có hai quần thể tế bào phân biệt: một
quần thể có nhiễm sắc thể X hoạt động
nhận được từ bố và một quần thể có
nhiễm sắc thể X hoạt động nhận được từ
mẹ. Với hai quần thể tế bào này, giống
cái là dạng khảm đối với nhiễm sắc thể
X, giống đực chỉ có một bản sao của
nhiễm sắc thể X là dạng bán hợp tử
(hemizygous) đối với nhiễm sắc thể X.
Giả thuyết Lyon đã đưa ra một số bằng

chứng, phần lớn nhận được từ các nghiên
cứu về động vật và người.
Các nghiên cứu của Di truyền học trong
thập kỷ 1940 đã cho thấy rằng các tế bào
gian kỳ của mèo cái thường chứa một
khối chất nhiễm sắc dày đặc bắt màu
thuốc nhuộm ở trong nhân tế bào. Các
khối này chưa bao giờ tìm thấy ở giống
đực. Chúng được gọi là thể Barr, do
Murray Barr, một nhà Di truyền học đã
mô tả chúng. Barr đã giải thích rằng thể
Barr tương ứng với một nhiễm sắc thể X
kết đặc cao. Trạng thái kết đặc này phản
ánh thực tế là ADN của nó được tái bản
chậm hơn ADN các nhiễm sắc thể khác
trong pha S.
Các nghiên cứu tiếp theo đã xác định
mARN được sao chép chỉ từ một nhiễm
sắc thể X trong tế bào của con cái bình
thường. Quá trình bất hoạt xảy ra khoảng
hai tuần sau khi thụ tinh. Quá trình được
khởi đầu ở một vị trí đơn (single
location) trên cánh dài của nhiễm sắc thể
X (trung tâm bất hoạt X) và sau đó trải
dài dọc theo nhiễm sắc thể. Sự bất hoạt
của nhiễm sắc thể X là thường xuyên đối
với tất cả các tế bào soma ở con cái,
nhưng nó phải trở nên hoạt hóa trong
dòng tế bào mầm của cơ thể cái, do vậy
mỗi tế bào trứng sẽ nhận được một bản

sao của nhiễm sắc thể X hoạt động.
Theo giả thuyết Lyon, số lượng thể Barr
trong các tế bào soma là luôn luôn bằng
số nhiễm sắc thể X trừ đi 1. Cơ thể cái
bình thường có một thể Barr trong tế bào
soma trong khi các con đực lại không có.
Nam bị hội chứng Klinefelter (XXY) có
một thể Bar. Dạng hội chứng này đã dẫn
đến một câu hỏi: Nếu nhiễm sắc thể X
thừa bị bất hoạt thì tại sao người mang
nhiễm sắc thể X thừa có kiểu hình không
bình thường ? Câu trả lời là sự bất hoạt
của nhiễm sắc thể X là không hoàn toàn.
Một vài vùng của nhiễm sắc thể X bất
hoạt vẫn hoạt động ở tất cả các bản sao.
Một nghiên cứu mới đây cho thấy 20%
gene của nhiễm sắc thể X bất hoạt có thể
vẫn hoạt động. Các gene này là tương
đồng với các gene trên nhiễm sắc thể Y
và các bản sao của chúng đã góp phần
tạo nên sự không bình thường của kiểu
hình.
Trung tâm bất hoạt X chứa gene cần thiết
cho sự bất hoạt có tên là XIST (X-
inactive specific transcript), gene này
được sao mã thành mARN 15-17 kb
nhưng không được dịch mã.
Một điểm đặc biệt khác của nhiễm sắc
thể X bất hoạt là sự methyl hóa, có khả
năng là sự methyl hóa chịu trách nhiệm

duy trì sự bất hoạt của một nhiễm sắc thể
X đặc biệt trong tế bào