Bài giảng phương pháp nghiên cứu di truyền

Một số khái niệm của DTH • Kiểu gen — toàn bộ các gen trong tế bào sinh vật.. Phân tích cụ thể 1 dạng di truyền ngoài NST di truyền ti thể 2.. Phân tích được qui luật di truyền của bệ

1

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU DI TRUYỀN

ĐHYD TP.HCM KHOA KHOA HỌC CƠ BẢN - BỘ MÔN SINH HỌC

ThS Trần Khánh Linh Email: trankhanhlinh08@yahoo.com - ĐTDĐ: 0985274284

4/14/2014

2

Sau khi học bài này, sinh viên phải :

số kiểu di truyền khơng theo thuyết nhiễm sắc thể

vấn di truyền

biểu hiện tính trạng

ứng dụng trong chẩn đốn trước sinh

MỤC TIÊU TỔNG QUÁT

4/14/2014

Phần 1

Mở rộng di truyền học Mendel

Di truyền ngoài nhiễm sắc thể

Mở rộng di truyền học Mendel

Mục tiêu cụ thể:

1 Tóm tắt được PP thí nghiệm của Mendel

2 Định nghĩa được một số khái niệm của DTH

3 Phân biệt các kiểu di truyền theo thuyết

5

Grêgo Menden sinh ngày 22/7/1822

tại Môravi thuộc Tiệp Khắc cũ

Học hết trung học 1843, ông vào tu

viện Phoma tại Bruno vùng Bôhêm

7

Có thể trồng ở một

khu vực nhỏ

 Tạo ra nhiều cây con

 Tạo cây thuần chủng

8

Sự sinh sản ở thực vật có hoa

•Phấn hoa có chứa hạt phấn

–Được tạo ra bởi nhị hoa

•Bầu noãn có chứa noãn

–Ở bên trong hoa

Thụ phấn mang hạt phấn tới noãn để thụ tinh

Tự thụ phấn có thể xảy ra ở cùng 1 hoa

Thụ phấn chéo có th ể xảy ra giữa các hoa khác nhau

1 Các thí nghiệm của Mendel

9

•Mendel thụ phấn hoa bằng tay bằng cách sử dụng một cọ sơn nhỏ

•Ông có thể cắt nhị hoa để ngăn sự tự thụ phấn

•Ông nghiên cứu các tính trạng qua nhiều thế hệ

•

1 Các thí nghiệm của Mendel

12

Tám tính trạng ở cây đậu

• Dạng hạt - Tr ơn (R) or nh ăn (r)

• Màu hạt Vàng (Y) or Xanh (y)

• Vỏ quả - Tr ơn (V) or nh ăn (v)

• Màu vỏ - Xanh (G) or Vàng (g)

• Màu vỏ hạt -Xám (A) or Trắng (a)

• Vị trí hoa - Quanh trục (F) or Đỉnh (f)

• Chiều cao cây - Cao (L) or thấp (l)

1 Các thí nghiệm của Mendel

2 Một số khái niệm của DTH

• Kiểu gen — toàn bộ các gen trong tế bào sinh vật

• Kiểu hình — toàn bộ tính trạng và đặc tính cơ thể

• Gen alen ≠ gen không alen

• Alen — trạng thái ≠ của 1 gen (trội or lặn)

• Lưỡng bội — 2n

• Đơn bội — n

• Đồng hợp tử — 2 alen # của cùng 1 gen

• Dị hợp tử — mang 2 alen khác nhau của cùng 1 gen.

• Dòng thuần — con sinh ra hoàn toàn giống bố mẹ

• Phân tích cơ thể lai —theo dõi thế hệ con cháu của

–F : con (thế hệ lai)  F1 : đời con thứ nhất

F2 :đời sau của F1

2 Một số khái niệm của DTH

2 Một số khái niệm của DTH

Kiểu gen của alen:

16

 Alen – hai dạng của 1 gen (trội & lặn)

 Trội – mạnh hơn biểu hiện ở thể lai; kí hiệu một

3 Các kiểu di truyền theo thuyết

b Một số qui luật di truyền sau Mendel

- Liên kết gen - Hoán vị gen

- Di truyền liên kết giới tính

20 4/14/2014

a Các qui luật di truyền của Mendel

Định luật 3 [PLĐL]

Khi ta lai hai cơ thể TC khác nhau khác nhau về hai hay nhiều cặp TT tương phản thì sự DT của cặp TT này không phụ thuộc vào sự DT của cặp TT kia

21 4/14/2014

a Các qui luật di truyền của Mendel

– Các gen trên cùng NST liên kết với nhau # Gen

trong cùng nhóm = nhóm gen liên kết  nhóm gen

LK ~ số NST đơn bội(n)

– Khi giảm phân, Gen trong cùng nhóm di truyền

cùng nhau Hạn chế biến dị tổ hợp và đảm bảo DT bền vững nhóm tính trạng

Liên kết gen

22 4/14/2014

b Các qui luật di truyền sau Mendel

– Gen chiếm 1 locus trên NST  có thể đổi chỗ do trao đổi chéo  HVG

– HVG tăng cường biến dị tổ hợp,tổ hợp lại nhóm gen quí có lợi cho tiến hóa-chọn giống

– Tần số hoán vị xác định khoảng cách giữa các alen  lực liên kết gen

• Tần số lớn  gen cách xa  lực liên kết yếu

• Tần số nhỏ  gen gần nhau  lực lkết mạnh

23 4/14/2014

Hoán vị gen

b Các qui luật di truyền sau Mendel

NST thường: là các cặp NST giống nhau ở 2 giống

đực, cái : NST tương đồng

NST giới tính: là các cặp NST khác nhau ở 2 giống

đực, cái : chỉ tương đồng ở 1 giới

Giảm phân tạo giao tử

• Khi 2 NST giới tính giống nhau  1 loại giao tử

• Khi 2 NST giới tính khác nhau  2 loại giao tử

24 4/14/2014

Di truyền liên kết giới tính

b Các qui luật di truyền sau Mendel

25 4/14/2014

Di truyền liên kết giới tính

b Các qui luật di truyền sau Mendel

Khái niệm: sự di truyền các tính trạng có gen nằm

trên NST giới tính

• Gen trên X : gen nằm trên NST X & không có alen

trên Y sẽ di truyền chéo

• Gen trên Y : gen nằm trên NST Y & không có alen

trên X sẽ di truyền thẳng

Di truyền ngoài nhiễm sắc thể

Mục tiêu cụ thể:

1 Phân tích cụ thể 1 dạng di truyền ngoài NST

(di truyền ti thể)

2 Mô tả cấu trúc bộ gen ti thể

3 Ứng dụng kiến thức để giải thích kết quả xét

nghiệm nhận dạng pháp y theo dòng mẹ

27 4/14/2014

b Một dạng di truyền ngoài NST

Di truyền ti thể

Ở người, bộ gen

ti thể di truyền theo dòng mẹ rất nghiêm ngặt

Hình: Sự di truyền mtDNA

Cấu trúc bộ gen ti thể

b Một dạng di truyền ngoài NST

Di truyền ti thể

b Một dạng di truyền ngoài NST

Di truyền ti thể

Di truyền ti thể

Cảm ơn các bạn đã lắng

nghe 

Câu hỏi ?

1

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU DI TRUYỀN

ĐHYD TP.HCM KHOA KHOA HỌC CƠ BẢN - BỘ MÔN SINH HỌC

ThS Trần Khánh Linh Email: trankhanhlinh08@yahoo.com - ĐTDĐ: 0985274284

4/14/2014

2

Sau khi học bài này, sinh viên phải :

số kiểu di truyền khơng theo thuyết nhiễm sắc thể

vấn di truyền

biểu hiện tính trạng

ứng dụng trong chẩn đốn trước sinh

MỤC TIÊU TỔNG QUÁT

4/14/2014

Phương pháp nghiên cứu phả hệ

Mục tiêu cụ thể:

1 Vẽ được sơ đồ phả hệ

2 Phân tích được qui luật di truyền của

bệnh/tính trạng trong sơ đồ phả hệ

3 Dùng toán xác suất để xác định khả năng

mắc bệnh của thế hệ tiếp theo

4 Xác định được người mang gen bệnh lặn

5 Ứng dụng phân tích 1 trường hợp tư vấn di

truyền trước sinh (bệnh Duchene)

5

Nam giới

Nữ giới Không phân định được giới Người lành

Người bệnh Người có h/chứng không đầy đủ Người mang gen bệnh lặn

Đương sự

Các ký hiệu dùng để lập bảng phả hệ

4/14/2014

6

Chết Chết thai / chết dưới 1 năm

Vợ chồng Hai vợ (hai chồng) Hôn nhân cùng huyết thống

Bố mẹ

Và Các con

7

? ?

Con sinh đôi một hợp tử Con sinh đôi hai hợp tử Không rõ kiểu sinh đôi Con nuôi

4/14/2014

9

 Đặc điểm DT trội, lặn NST thường

 Đặc điểm DT trung gian NST thường

 Đặc điểm DT trội, lặn NST giới tính

Phân tích phả hệ

4/14/2014

10

Đặc điểm DT trội NST thường

Dính ngón tay Dính cả ngón tay và ngón chân

11

Đặc điểm DT lặn NST thường

Gia hệ bệnh Phenylceton – niệu

4/14/2014

12

Đặc điểm DT trung gian NST thường

Mức độ nặng nhẹ của bệnh phụ thuộc vào KG

• Người đồng HT mang cả hai alen bệnh thì bệnh

13

Bệnh beta thalassaemia

M giảm hoặc không tổng hợp chuỗi beta globin

  không ảnh hưởng

Gồm 2 loại chính theo kiểu gien

 M/M  thiếu máu nặng, phải truyền máu

 M/  thiếu máu nhẹ, không có biểu

hiện trên lâm sàng

4/14/2014

14

Đặc điểm DT trội NSTGT X

Bệnh biểu hiện liên tục qua các thế hệ

Bệnh xuất hiện ở cả 2 giới tỉ lệ ≈ nhau

Bố bị bệnh :

+ con gái sẽ mắc bệnh,

+ con trai không mắc bệnh

Mẹ bị bệnh :

+ 50% số con trai và gái lành

+ 50% số con trai và gái bị bệnh

4/14/2014

15

Phả hệ bệnh còi xương do giảm phosphate máu

4/14/2014

Đặc điểm DT trội NSTGT X

16

 Tỉ lệ mắc bệnh ở nam giới > nữ giới

 Dòng DT bệnh về nam giới có tính chất đứt đoạn, ngắt quãng

bệnh tới cháu ngoại)

Bệnh loạn dưỡng cơ Duchenne

Là bệnh đơn gen, di truyền lặn, liên kết nhiễm sắc thể X

Lần đầu tiên được ghi nhận bởi nhà thần kinh học người Pháp Guillaume Duchenne (1860s)

Bệnh phổ biến nhất (1/3500 bé trai) và nguy

hiểm nhất trong các bệnh về cơ (yếu cơ tiến triển

18 4/14/2014

Mô tả bệnh

19 4/14/2014

Bệnh loạn dưỡng cơ Duchenne

Biểu hiện bệnh

 Trẻ biết đi muộn, từ 2-5

tuổi xuất hiện các triệu chứng:

đi nghiêng ngã, dễ té, khó leo

thang, khó đi bằng đầu ngón

chân, chậm phát triển trí tuệ

 Từ 7-12 tuổi, bệnh tiến

triển: yếu cơ và thoái hoá cơ,

bắt đầu ở chân, đến đùi và

hông  không thể đi, thay đổi

tư thế khó và chậm, có biểu

hiện về tim và hô hấp

 Thường chết trước 25 tuổi

20 4/14/2014

Bệnh loạn dưỡng cơ Duchenne

- Dày sừng lông bàn chân

- Chứng nhiều lông ở tai

4/14/2014

Đặc điểm DT trên NSTGT Y

PP nghiên cứu con sinh đôi

Mục tiêu cụ thể:

1 Phân biệt được 2 loại sinh đôi khác nhau

2 Áp dụng toán xác suất tính tỉ lệ sinh con cùng

giới, khác giới

3 Phân tích khái niệm độ tương hợp

4 Tính được hệ số di truyền (chỉ số H) dựa trên

độ tương hợp

5 Phân tích một số bệnh để xác định mức độ di

truyền, tác động của môi trường

24

và tác động của môi trường đến sự hình thành các tính chất của cơ thể

yếu tố di truyền đối với một tính trạng hoặc một bệnh nào đó

4/14/2014

PP nghiên cứu con sinh đôi

25

Phân loại đa thai

 Đa thai : là hiện tượng sinh 2, 3, 4…

 Đa thai một hợp tử (HT) :

1 trứng thụ tinh với 1 tinh trùng -> 1 HT

HT phân chia -> 2 hoặc nhiều phôi

 Đa thai nhiều hợp tử (HT):

2/n trứng thụ tinh với 2/n tinh trùng -> 2/n HT khác nhau

4/14/2014

PP nghiên cứu con sinh đôi

27

Sinh đôi hai hợp tử (Dizygotic twins – DZ)

Trứng Tinh trùng Trứng Tinh trùng

Hợp tử Hợp tử

Phôi Phôi

50% giống nhau

v ề d i t r u y ề n

Đa thai nhiều hợp tử

4/14/2014

28

Đa thai 1 hợp tử Đa thai 2 hợp tử

4/14/2014

Có 2 kiểu sinh đôi

Kiểu SĐ 1 HT (MZ – Monozygotic twins) Kiểu SĐ 2 HT (DZ – Dizygotic twins)

29

Ở người, xs đẻ con trai là ½, con gái là ½

Trong hiện tượng sinh đôi hai hợp tử :

Xác suất để cặp SĐ cùng là 2 con trai :

30

Xác suất để cặp SĐ cùng giới = tổng xác suất cùng sinh gái hoặc cùng sinh trai

Xác suất để cặp SĐ khác giới = tổng của xác suất hai sự kiện

p = p(trai1, gái2) + p(gái1, trai2) = ¼ + ¼ = ½

số lần SĐ cùng giới (50%)

4/14/2014

PP nghiên cứu con sinh đôi

Phát hiện các biến dị xảy ra do yếu tố

MT , các nhân tố cụ thể của MT làm tăng lên hoặc giảm đi sự biểu hiện của TThoặc bệnh DT đã có trước…

4/14/2014

PP nghiên cứu con sinh đôi

32

Một tính trạng hoặc 1 bệnh nào đó biểu hiện

- Ở 2 thành viên của cặp SĐ  tương hợp

- Ở 1 thành viên của cặp SĐ  ko tương hợp

34

Màu da chịu ảnh hưởng của yếu tố di truyền và

yếu tố môi trường

4/14/2014

PP nghiên cứu con sinh đôi

35

% số cặp MZ tương hợp - % số cặp DZ tương hợp

100 - % số cặp DZ tương hợp

36

Ví dụ 1 : Khi điều tra về sự di truyền của hệ nhóm

37

Ví dụ 2 : Qua điều tra về một chứng bệnh loạn tâm

thần, người ta thấy 80% các cặp sinh đôi MZ là

38

Độ tương hợp

4/14/2014

PP nghiên cứu tế bào

Mục tiêu cụ thể:

1 Tóm tắt được qui trình xét nghiệm NST

2 Phân tích được kết quả xét nghiệm NST

3 Viết được karyotype của 1 số bệnh di truyền

4 So sánh ưu điểm giữa PP xét nghiệm NST và

FISH để ứng dụng trong chẩn đoán di truyền

5 Hệ thống các PPNC tế bào, ứng dụng trong

chẩn đoán trước sinh

40

Thực hiện tiêu bản NST

Nguyên tắc chung:

- Dùng những mô có các tế bào đang phân chia

- Thêm colchicine  ngăn cản sự hình thành thoi

phân bào  tb dừng lại ở gđ kỳ giữa

- Thêm dung dịch muối  dùng sốc nhược trương

42

Phương pháp xét nghiệm NST

PP nghiên cứu tế bào

• Phân tích các sai lệch số lượng, cấu trúc NST

• Chọn và đánh dấu tọa độ những cụm kỳ giữa đẹp,

rõ rồi sau đó chụp ảnh

Phương pháp xét nghiệm NST

PP nghiên cứu tế bào

45

Nhóm E (16,17,18): NST dưới trung bình, tâm lệch Nhóm F (19,20): NST nhỏ, tâm giữa

Nhóm G (21,22,Y): NST nhỏ, tâm đầu

Nhóm A (1,2,3): NST lớn, tâm giữa / gần giữa Nhóm B (4,5): NST lớn, tâm lệch

Nhóm C (6 -> 12, X): NST trung bình, tâm lệch

Nhóm D (13,14,15): NST trung bình, tâm đầu

Phương pháp xét nghiệm NST

PP nghiên cứu tế bào

3 Các rối loạn về số lượng và cấu trúc NST

Ví dụ : 46, XY, del (5p) : nam bị mất 1 phần NST số 5

Thompson & Thompson, Genetics in Medicine, 7th ed, p 91

48

Karyotype 46,XY Karyotype 46,XX

Phân tích qua ảnh chụp Phương pháp xét nghiệm NST

PP nghiên cứu tế bào

49

Phân tích bộ NST

Phương pháp xét nghiệm NST

50

Phân tích bộ NST

Phương pháp xét nghiệm NST

51

Phân tích bộ NST

48-hour culture; overnight exposure to colcemid

Phương pháp xét nghiệm NST

ace – acentric : NST không tâm

dic – dicentric : NST 2 tâm

r – ring : NST vòng

54

del - deletion : mất đoạn

ins - insertion : thêm đoạn

inv - inversion : đảo đoạn

dup - duplication : lặp đoạn

t – translocation : chuyển đoạn

i - isochromosome : NST đều

[+/ –] số hiệu NST : thừa / thiếu cả NST

ký hiệu nhánh [+/-] : thừa / thiếu 1 phần

Bảng danh pháp NST

55

Nguyên tắc chung

Lai chuỗi ADN của NST cần khảo sát với chuỗi ADN của đoạn dò có gắn màu huỳnh quang.

PP lai tại chỗ phát huỳnh quang

Đoạn dò

Các tế bào ở gđ gian kỳ hoặc

kỳ giữa trên slide (tại chỗ)

Vi trường quan sát

(gian kỳ)

Đọc kết qủa bằng KHV huỳnh quang

Trisomi 21

PP lai tại chỗ phát huỳnh quang

mà Karyotyping không phát hiện được

Xác định được các trường hợp mất đoạn nhỏ

mà Karyotyping không phát hiện được

PP lai tại chỗ phát huỳnh quang

- âm tính với hội chứng Down

- âm tính với Trisomy 13

Mẫu này :

- dương tính với hội chứng Down

- âm tính với Trisomy 13

1 2 3 4

3 2 1 2 1 5 4 3 2 1 1 2

3 1 2 3 1

2, 3 4 1 2 3

60

Ví dụ: một số trường hợp mất đoạn nhỏ

• Trọng lực tăng nhanh chóng (1-6yr)

• Phát triển giới tính ko bình thường

• Chậm phát triển

Prader-Willi Syndrome (PWS)

63

Digeorge Syndrome (DGA)

• Cằm nhỏ, miệng rộng, môi dày, mắt sưng

• Trọng lượng lúc sinh thấp, tăng cân chậm

• Dễ bị kích độngHẹp động mạch chủ

• Có những bất thường về răng, thận

65

Ví dụ : 1 dạng bất thường cấu trúc NST mà karyotyping không phát hiện được

66

Cơ chế di truyền:

Trisomy 21 Monosomy 21

Bố mẹ bình thường

69

Một số phương pháp đã được dùng trong chẩn đoán trước sinh:

(1) Chọc dò dịch ối

(2) Sinh thiết tua nhau thai

(3) Lấy máu của bào thai

70

Chỉ định chẩn đoán trước sinh:

có nguy cơ sinh con bị trisomi 21, 13, 18

trường hợp bệnh DT lặn liên kết giới

tính

Tư vấn di truyền và chẩn đoán trước sinh

71

Tư vấn di truyền và chẩn đoán trước sinh

Qui trình tư vấn di truyền

Chẩn đoán bệnh Xác định bệnh bằng các xét nghiệm

Lập cây gia hệ Tính tỷ suất nguy cơ của thai

Chẩn đoán trước sinh Kết luận và cung cấp lời khuyên

Cảm ơn các bạn đã lắng

nghe 

Câu hỏi ?