Tài liệu Đột biến lệch bội (aneuploidy) docx

Đột biến lệch bội
(aneuploidy)
Trong tự nhiên, thỉnh thoảng ta bắt gặp các cá
thể có số lượng nhiễm sắc thể khơng phải là bội
số của số nhiễm sắc thể đơn bội, do chúng bị
thừa hoặc thiếu một hoặc vài nhiễm sắc thể cụ
thể nào đó. Đó là các thể lệch bội hay thể dị bội
(aneuploids).


Sự không phân tách xảy ra trong giảm phân
I (bên trái) và giảm phân II (bên phải) với
các giao tử được tạo ra.
Nguyên nhân của hiện tượng lệch bội là sự
không phân tách (nondisjunction) của hai nhiễm
sắc thể tương đồng trong q trình giảm phân
hoặc ngun phân. Sự khơng phân tách trong
giảm phân tự nó được coi là kết quả của sự kết
cặp không đúng cách của các nhiễm sắc thể
tương đồng trong giảm phân sớm đến nỗi các
tâm động không đối diện nhau trên mặt phẳng
kỳ giữa, hoặc là khơng hình thành được hình
chéo. Kết quả là cả hai nhiễm sắc thể cùng đi về
một cực, làm cho một tế bào con thừa một
nhiễm sắc thể và tế bào con kia khơng có nhiễm
sắc thể đó. Khi các giao tử bất thường (n + 1) và
(n − 1) này thụ tinh với các giao tử bình thường
(n) sẽ sinh ra các hợp tử có bộ nhiễm sắc thể bất
thường tương ứng: thừa một chiếc (2n + 1), gọi
là thể ba (trisomy) và thiếu một chiếc (2n − 1),
gọi là thể một (monosomy). Sự không phân tách

phổ biến nhất là trong giảm phân I, nhưng cũng


có thể xảy ra cả trong giảm phân II . Các kiểu tổ
hợp nhiễm sắc thể khác như 2n + 2 (thể bốn:
tetrasomy) hoặc 2n − 2 (thể không: nullisomy)
cũng có thể xảy ra, nhưng ở đây ta khơng quan
tâm. Sự khơng phân tách cũng có thể xảy ra
trong ngun phân gây ra các thể khảm về các tế
bào bình thường và lệch bội.
Các thể ba được biết đến ở nhiều lồi. Ở thực
vật, ví dụ điển hình đó là một loạt các thể ba với
những đặc tính kỳ lạ ở loài cà độc dược Datura
stramonium được Alfred Blakeslee nghiên cứu
vào khoảng năm 1920. Thực ra, người ta đã phát
hiện được tất cả các thể ba về từng nhiễm sắc
thể trong số 12 nhiễm sắc thể khác nhau ở loài
này; và mỗi thể ba có một kiểu hình đặc trưng,
thể hiện rõ nhất là ở vỏ quả. Điều đó chứng tỏ
các nhiễm sắc thể khác nhau có các hiệu quả di
truyền khác nhau lên tính trạng này. Các thể ba
cũng được nghiên cứu ở nhiều lồi cây trồng
như ngơ, lúa gạo và lúa mỳ nhằm xác định các
nhiễm sắc thể mang các gene khác nhau. Ở hình
3.28b cịn cho thấy hiệu quả di truyền của các


thể khuyết nhiễm liên quan 7 nhiễm sắc thể khác
nhau đối với kiểu bông ở ba giống lúa mỳ khác
nhau (A, B và D).

(a)

(b)

(a) Quả bình thường của cà độc dược Datura
(trên cùng) và 12 kiểu thể ba khác nhau, mỗi
kiểu có một vẻ ngồi và tên gọi khác nhau.
(b) Các thể khuyết nhiễm liên quan 7 nhiễm
sắc thể khác nhau ở ba bộ gen lúa mỳ (A, B
và D) cho các hiệu quả di truyền khác nhau
đối với kiểu hình bơng so với dạng bình
thường (hình cuối).
Ở người, việc phân tích các thành phần nhiễm
sắc thể của các trường hợp sẩy thai tự phát cho
thấy hầu như tất cả các thể một và nhiều thể ba


đều là các dạng gây chết thai. Tuy nhiên, một số
trường hợp vẫn được sinh ra với các hội chứng
khác nhau. Phổ biến nhất là hội chứng Down,
thể ba nhiễm sắc thể 21, với tần số 1/700 số trẻ
sơ sinh và thường tỷ lệ với tuổi tác người mẹ,
đặc biệt là từ độ tuổi 35 trở đi (Hình 3.29). Hội
chứng Down được mơ tả cách đây chừng 160
năm, nói chung có các đặc trưng là trì độn và vẻ
ngồi chung dễ thấy như: đầu to, trán vát, khe
mắt xếch, lưỡi hay thè ra ..., thường tử vong ở
độ tuổi 10-40 và hiếm khi sinh sản.
Cơ sở nhiễm sắc thể của hội chứng Down được

khám phá đầu tiên vào năm 1959. Kiểu nhân
của những người này được cho thấy ở các hình
3.29c và 3.30a. Danh pháp hiện hành để chỉ cá
thể có thể ba 21 là (47, +21), trong đó con số 47
chỉ toàn bộ số nhiễm sắc thể và +21 chỉ ra rằng
có ba bản sao của nhiễm sắc thể 21. Trong số
những người mắc hội chứng Down, chỉ có
chừng 5% là kiểu nhân dị hợp về chuyển đoạn
thuận nghịch như đã nói trước đây, và hầu hết
(khoảng 95% trường hợp) là kết quả của sự


không phân tách trong giảm phân. Một kết quả
nghiên cứu gần đây cho thấy đặc điểm
karyotype của các trường hợp Down ở nước ta,
như sau: 91% thể trisomy 21 thuần, 6% thể
chuyển đoạn như đã nói ở trên và 3% là thể
khảm (Nguyễn Văn Rực 2004).

(a)

(b)

(c)


Hội chứng Down
(a) Một cháu bé mắc hội chứng Down (trái) với
đặc điểm cấu tạo bàn tay. (b) Một đồ thị về nguy
cơ mắc hội chứng Down tính trên 1.000 trẻ sơ

sinh (trục tung) liên quan với các độ tuổi người
mẹ (trục hồnh). (c) Sự hình thành các trứng
thừa và thiếu NST 21 (trái) và sự thụ tinh giữa
trứng thừa NST 21 với tinh trùng bình thường
tạo ra thể ba 21.
Các thể ba nhiễm sắc thể thường khác là rất
hiếm, chủ yếu là bởi vì chúng khơng sống được


khi cịn là thai nhi. Ví dụ, hội chứng Patau, thể
ba 13 (47, +13), có tần số sẩy thai là 1/33, tần số
bắt gặp là 1/15.000 trẻ sơ sinh, và sống chưa
đầy sáu tháng. Trường hợp khác là hội chứng
Edward, thể ba 18 (47, + 18), tần số bắt gặp ở
trẻ sơ sinh là 1/5.000 và sống không đến một
năm.


(a)

(b)


(c)
Kiểu nhân của một số thể đột biến lệch bội
thường gặp.
(a) Kiểu nhân người nữ mắc hội chứng Down
(47, XX, +21);(b) Kiểu nhân người mắc hội
chứng Klinefelter (47, XXY). (c) Một trình bày
đơn giản kiểu nhân của những người mắc hội

chứng Turner và Kleinfelter.
Ngồi ra, sự khơng phân tách của các nhiễm sắc
thể giới tính ở người gây ra một số kiểu nhiễm
sắc thể bất thường phổ biến như: XO, XXX,
XXY và XYY. Chẳng hạn, hội chứng
Klinefelter XXY (hay 47, XXY) bắt gặp ở trẻ sơ
sinh với tần số khoảng 1/2.000; đây là trường


hợp của những người nam có các đặc điểm như
vơ sinh, thân hình cao khơng cân đối... Kiểu
nhân của cá thể mắc hội chứng Klinefelter được
mơ tả ở hình b.
Những người mắc hội chứng XYY (có thể gọi là
"siêu nam"), xuất hiện với tần số khoảng
1/1.000 trong số các trẻ nam sơ sinh; những cá
thể này khơng có vẻ gì là bệnh tật, sức sống và
sinh sản bình thường. Các nghiên cứu xa hơn
cho thấy dường như những người này có
khuynh hướng phạm tội, có thể có tương quan
tối thiểu với hành vi. Tần số các cá thể XYY bị
ngồi tù cao đáng kể so với cộng đồng dân cư nói
chung; tuy nhiên, chưa tới 5% tổng số các cá thể
XYY là được giáo dục dạy dỗ đàng hoàng. Hội
chứng Turner XO (hay 45, X) xuất hiện ở trẻ sơ
sinh với tần số chừng 1/5.000 và tần số sẩy thai
khoảng 1/18; đây là trường hợp của những
người nữ vô sinh, lùn khơng cân đối, cổ
ngắn...Cịn hội chứng "siêu nữ" XXX (hay 47,
XXX) bắt gặp ở trẻ sơ sinh với tần số khoảng

1/700; hầu như tất cả những người nữ mắc hội
chứng này đều vô sinh.