Đột biến gen và bệnh phân tử (DI TRUYỀN học NGƯỜI SLIDE)

Điều chỉnh biểu hiện gen ở ngườiMọi TB trong 1 cơ thể có bộ gen giống nhau nhưng tùy mô, tùy GĐ, TB tổng hợp các P khác nhau Các bước điều chỉnh biểu hiện gen: B1: Từ ADN => mARN: điều

ĐB gen và bệnh phân tử

(Molecular Genetics of human

deseases)

- Gen cấu trúc => ĐB chất lượng

Gen vận hành, khởi động, điều chỉnh => ĐB số lượng.

Theo loại TB: TB SD, TB soma

Căn cứ vào biến đổi của ADN

Khuyết, Thêm, Thay thế, Đảo Nu.

- Thay, đảo Nu=> thay 1aa (ĐB điểm, ĐB sai nghĩa)

- Mất, thêm Nu=> đổi các bộ 3 mã hoá (ĐB khung)

Ví dụ:  globin có 146 aa, ĐB thêm 2 Nu vào sau mã

144 => Hb Cranston có 157 aa.

Mất, thêm nx 3 Nu=> mất, thêm 1/ nhiều aa.

Nếu UAA, UGA, UAG (mã vô nghĩa) => thành mã hoá

aa thì => polypeptid dài thêm.

VD:  globin có 141 aa, ĐB mã UAA => CAA mã hoá

a glutamic =>  globin dài thêm 31 aa ĐB có thể xẩy

ra với gen cấu trúc, gen điều chỉnh hoặc vùng khởi

đầu.

Mã kết thúc: UAA, UAG, UGA

Căn cứ vào tính chất của proteinĐBG ở P không phải là enzym.

ĐBG ở P là enzym.

Căn cứ vào nguyên nhân của ĐB:

ĐB tự nhiên: Chưa rõ ng nhân của ĐB.

ĐB cảm ứng: có ng nhân gây nên ĐB.

Căn cứ vào kiểu tác động của gen:

ĐB đơn gen

Đột biến đa gen.

- Đột biến đa nhân tố.

Mô hình cấu trúc và điều chỉnh biểu hiện gen ở người

Mô hình cấu trúc

- Gen cấu trúc có intron và exon.

- Vị trí đầu của gen có mã ATG, cuối có TAA, TAG hoặc TGA.

- Trước exon đầu và sau exon cuối có vùng

không dịch mã.

- 5’GT và 3’AG của intron là vị trí nhận nối

- mARN tiền thân có cả intron và exon

- mARN thuần thục sẽ đi từ nhân ra tế báo

chất

Vùng kiểm soát biểu hiện gen (vùng khởi đầu: promotor)

Chức năng, đặc điểm vùng khởi đầu

- Xác định vị trí bắt đầu phiên mã.

- Kiểm soát số lượng mARN.

- ở người thường có hộp TATA có 25 - 30

Nu, định khu ở -75 - 80, có chức năng

tăng hiệu quả phiên mã

Có vị trí gắn thêm polyA cách dấu hiệu AATAAA

18-20 Nu PolyA bảo vệ mARN từ nhân ra tế bào chất và trong quá trình dịch mã

Điều chỉnh biểu hiện gen ở người

Mọi TB trong 1 cơ thể có bộ gen giống nhau nhưng tùy

mô, tùy GĐ, TB tổng hợp các P khác nhau

Các bước điều chỉnh biểu hiện gen:

B1: Từ ADN => mARN: điều chỉnh bằng yếu tố kiểm

soát phiên mã, cho phép khi nào phiên mã, kiểm soát

chất lượng phiên mã.

B2: Từ mARN tiền thân => mARN thuần thục: điều

chỉnh bằng yếu tố kiểm soát thành thục ARN.

B3: mARN thuần thục đi ra tế bào chất: điều chỉnh bằng yếu tố kiểm soát vận chuyển ARN.

Điều chỉnh biểu hiện gen ở người

B4: mARN dịch mã thành P: điều chỉnh bằng

yếu tố kiểm soát dịch mã.

B5: Giáng cấp mARN nhờ yếu tố kiểm soát giáng cấp

B6: Hoạt hóa hay ức chế P mới được tạo ra nhờ yếu tố kiểm soát hoạt tính P.

RL quá trình điều chỉnh => bệnh phân tử

Gen của chuỗi , , , , trên NST 11

Gen của chuỗi zeta,  trên NST 16.

Tùy GĐ, các globin, tạo các Hb tương ứng.

2 Bệnh HB

2.1 Do thay thế 1 aa

: 141 aa, : 146 aa

HbA1: GAA hoặc GAG => 2A 2A.

HbS: GUA hoặc GUG => 2A 26Valin.

Bệnh DT alen lặn NST thường.

Người SS: thiếu máu nặng, HC HbS không có khả năng gắn O2, Hb kết tụ tạo tinh thể trong HC => HC biến dạng thành hình liềm, mất tính linh hoạt, khó di chuyển qua các mạch nhỏ => tắc mạch, tổn thương tim, phổi, thận, đau xương Thường chết trước tuổi trưởng thành.

Chẩn đoán: bệnh HC hình liềm = điện di Hb, có thể chẩn đoán bằng phân tích ADN.

Phòng bệnh: tư vấn DT trước hôn nhân, phát hiện dị hợp tử để cho lời khuyên DT Hiện nay, có thể chẩn

đoán trước sinh HbS bằng phân tích ADN của TB ối hoặc sinh thiết tua rau.

HbA1: GAA hoặc GAG => 2A 2A.

Người đồng hợp lặn (CC) thiếu máu tan huyết nhẹ, lách to, máu nhiều HC hình bia và một ít HC nhỏ

Dị hợp (AC) không có triệu chứng vì chuỗi c tổng hợp chậm hơn các chuỗi  bình thường => HbA

nhiều hơn HbC.

HbC: AAA hoặc AAG => 2A 26Lizin.

Bệnh DT alen lặn NST thường.

Bệnh Hb C chủ yếu gặp ở Tây Phi và ở Mỹ

Chẩn đoán HbC bằng điện di Hb, người đồng hợp chỉ có HbC, người dị hợp có HbA và HbC Có thể chẩn đoán bằng phân tích ADN Chẩn đoán trước sinh HbC bằng phân tích ADN TB ối hoặc TB tua rau.

β26Glu globin mã là GAG bị ĐB thành AAG mã hóa

lyzin Bệnh DT lặn NST thường

Người (EE): không biểu hiện LS, đôi khi thiếu máu nhẹ,

HC nhỏ nhưng được bù bởi số lượng HC (7-8

triệu/mm3) Điện di Hb chỉ có HbE

Người dị hợp HbE (AE): không có biểu hiện LS, điện di

có cả HbA và HbE.

Thể phối hợp hoặc dị hợp kép HbE/ Thalassemia hoặc

HbE/ Thalassemia biểu hiện thiếu máu tan máu nặng, thể

dị hợp kép HbE/ Thalassemia hay gặp hơn HbE/

Thalassemia

HbE chủ yếu gặp ở Đông nam á: Lào, Campuchia,

Myanma, Thái lan, Việt Nam Việt nam: HbE gặp nhiều ở người Mường (7,15%); ở người Kinh là 3,16%

Phòng HbE: Phát hiện dị hợp, tư vấn DT trước hôn nhân và chẩn đoán trước sinh

HbM Methemoglobin

Hb vận chuyển O2 nhờ có Fe++ Fe++ khi thành Fe+++ thì Hb =>metHb không liên kết với O2 MetHb => Hb nhờ enzym metHb reductase Thiếu enzym này: metHb không => Hb gây xanh tím, RL vận chuyển O2.

- HbM Boston: 58His => 58Tyr

- HbM Saskatoon: 63His => 63Tyr

Trong Hb, His liên kết với Fe, khi His => Tyr => L kết Hb với Fe RL cản trở vận chuyển O2 của Hb

- HbM Milwaukee: 67Val => 67Glu => cản sự tiếp nhận

e của Fe, ảnh hưởng vận chuyển O2 của Hb

2.2.3 Một số loại Hb khác do thay 1aa

- Hb D (Punjab): 121Glu bị => 121Gly

- Hb D (Idaban): 87Threonin bị =>

87Lyz

- Hb Q: 74asparizin => 74His

- Hb Ottawa: 15Glu => 15Arg

- Hb Zurich: His => Arg

- Hb Bushwick: 74Gly bị => 7Val

2.3 Bệnh Hb do bất thường số lượng chuỗi

globin (bệnh thalassemia).

-  thalassemia: chuỗi  giảm hoặc không tạo thành

-  thalassemia: chuỗi  giảm/không tạo thành

Bình thường: số chuỗi  và  globin được SX cân bằng để tạo phức hợp 22, thể tích HC 100 3

Người  thalassemia: thiếu chuỗi , chuỗi  SX bình

thường Khi  vẫn tổng hợp, vẫn tạo 1 ít 22 Chuỗi  nhiều => HbH (4) HC HbH tạo những thể bất thường => giảm vận chuyển oxy HC giảm thể tích (50-80 3) và số lượng gây thiếu máu

Nếu  SX quá => tạo 4, Hb này không tan, tủa trong HC,

HC bị huỷ ở tuỷ xương và lách Với  thalassemia HC

giảm kích thước (50-80 3), số lượng

2.3.1 Bệnh  thalassemia

Cơ chế: Do trao đổi chéo không cân => mất 1 gen  Do mất đoạn lớn NST16 =>mất 2 gen  Do ĐB vô nghĩa, do ĐB

khung => mất chức năng của gen 

=> không hoặc giảm tổng hợp 

Bệnh DT lặn NST thường.

Các thể bệnh:

- 1 trong 4 alen không hoạt động, kiểu gen: /- hoặc

-/ Người bệnh thường không có triệu chứng Thể bệnh này gọi là  thalassemia 2.

2/4 alen không hoạt động, gọi là  thalassemia thể nhẹ hoặc

 thalassemia 1 Người bệnh có thể tích HC giảm, không có biểu hiện LS

Kiểu gen: / ; hoặc -/-: 2 gen ĐB ở 2 NST.

- 3/4 alen không hoạt động: -/- -: Người bệnh thiếu

máu vừa hoặc nặng ngay lúc mới sinh, trong máu có

HbH (4), thể tích HC thấp khoảng 503 (BT là

1003)

- Người bệnh không có gen  nào, KG ( / ): bệnh khắc nghiệt nhất; HC có Hb Bart’s (4) không vận chuyển được oxy gây phù bào thai => chết ngay GĐ bào thai hoặc khi mới sinh.

 thalassemia gặp ở Địa trung Hải, châu Phi và Đông nam á.

Phòng bệnh: Tư vấn DT trước hôn nhân: phát hiện người dị hợp cho lời khuyên DT để hạn chế sinh ra thể đồng hợp nặng Chẩn đoán trước sinh để hạn chế sinh con bị bệnh.

2.3.2 Bệnh  thalassemia

β thalassemia: giảm/không tổng hợp chuỗi β

Bệnh DT alen lặn trên NST thường.

Do giảm tổng hợp β => tăng γ và α để tạo HbF

( α 2 γ 2), tăng tổng hợp δ tạo HbA2 ( α 2 δ 2) =>

người bệnh có HbF và HbA2 nhiều hơn người

bình thường.

Gen β globin ở NST 11, nếu cả 2 gen β đều bị ĐB, không SX được β globin, khi đó gọi là β o

thalassemia, người bệnh không có HbA Nếu 1

hoặc 2 gen β bị ĐB nhưng vẫn SX một ít β globin, khi đó gọi là β + thalassemia.

Phân loại  thalassemia theo thể bệnh:

Nay đã phát hiện >150 loại ĐB gen  globin

- thalassemia thể nhẹ: Người bệnh có kiểu gen

dị hợp, 1 gen BT và 1 gen ĐB + hoặc o, do

gen  globin bình thường vẫn SX 1 số lượng lớn

 globin, nên người bệnh không có biểu hiện

Điện di Hb có tăng HbA2

-  thalassemia thể trung gian có bất thường cả hai gen  globin, nhưng 1 hoặc cả 2 gen ĐB nhẹ, vẫn còn SX được  globin Người bệnh có thiếu máu nhẹ, chưa cầầ̀n truyền máu Điện di Hb có tăng HbF và HbA2.

- thalassemia thể nặng: 2 gen  globin ĐB Có thể o hoặc

+ tuỳ  globin không hoặc còn SX 1 lượng nhỏ Người bệnh thiếu máu nặng, màng xương mỏng => dễ gẫy xương bệnh lý,

biến dạng xương mặt, xương sọ, gan, lách to vì phải tăng SX

TB máu Hb chủ yếu là HbF Bệnh biểu hiện rất sớm ngay năm đầu của cuộc sống.

- Thể phối hợp  T với HbE: thiếu máu nặng các triệu chứng tương tự thể nặng Điện di Hb có chủ yếu HbF và HbE

Điều trị, tiên lượng: chủ yếu điều trị triệu chứng bằng

truyền máu Ghép tuỷ, liệu pháp gen ở mô tuỷ là các PP mới được áp dụng.

Phòng bệnh: phát hiện dị hợp, tư vấn DT trước hôn nhân, trước sinh để hạn chếế́ sinh con bệnh T.

3 ĐB gen gây RL đông máu

Quá trình đông máu có hơn 12 yếu tố bản chất là P tham gia Khi cơ thể thiếu 1 yếu tố => RL đông máu.

3.1 Hemophilia A (bệnh ưa chẩy máu A)

Thiếu, không có yếu tố VIII, 1 P làm prothrombin =>

thrombin, fibrinogen => fibrin (yếu tố chính => đông

có tính chất gia đình chiếm 2/3 còn 1/3 do ĐB mới.

3.2 Bệnh hemophilia B

Hemophilia B còn gọi bệnh Christmas do ĐB gen =>

không tổng hợp được yếu tố IX Gen yếu tố IX ở Xq2.7 Yếu tố IX có 461 aa

Bệnh DT lặn NSTX Bệnh gặp chủ yếu ở nam T.số:

1/40.000 ở nam, ít gặp hơn hemophilia A

Triệu chứng bệnh tương tự hemophilia A nhưng nhẹ

Điều trị hemophilia A và B:

- Dùng huyết tương có yếu tố VIII, yếu tố IX

- Từ năm 1994, yếu tố VIII đã được sản xuất

trong vi khuẩn nhưng giá thành rất cao

- Liệu pháp gen điều trị Hemophilia A và B

đang được NC

Phòng bệnh: phát hiện người lành mang gen, tư vấn DT và chẩn đoán trước sinh ở những gia

đình có ĐB đã biết.

Bệnh RLCH bẩm sinh (Inborn errors of Metabolism)

File RLCH 1

I Bênh do thiếu hụt enzym

Có khoảng 3000 loại enzym

M C

B A

Gen 3 Gen2

Gen 1

Pr O

Re

E3 E2

E1

Ex ĐB gen 2 => E 2 thiếu:

- Thiếu/giảm C => thiếu/giảm M

- B tích tụ => nhiễm độc, thải ra nước tiểu.

- Hình thành, tăng chuyển hóa phụ.

- Nếu M là ch đồng kìm hãm => B càng thừa

(b) H.acid oxydase

DOPA

Melanin

(c) Tyrozinase

Bệnh Phenylxeton niệu

DT lặn NST 12

Do thiếu Phenylalanin hydroxylase:

- Tích phenylalanin, ứ P ở não tủy, mô, máu (: 1-3, bệnh

20-60mg/100ml)

- P => A P.pyruvic (xuất hiện ở nước tiểu)

Biểu hiện: Đầu nhỏ, chậm trí tuệ: IQ< 20, chậm nói, chậm

lớn, da trắng bệch Tần số: 1/10000 TE châu Âu.

1.2 Các thể phenylxeton niệu khác.

Phe => tyr cần cofactor BH4 (tetrahydrobiopterin) BH4

bị oxy hóa tạo BH2 BH2 nhờ dthryterin redunetase (DHR) lại => BH4

Phe ============ => Tyr

=> Bệnh phenylxeton niệu typ IV do thiếu DHR, hoặc RL

tổng hợp BH2 => trẻ chết trước 1 tuổi, điều trị bằng tiết chế không hiệu quả Thể này gọi thể gây chết Có thể chuẩn đoán từ TB gan hoặc TB sợi nuôi cấy

Bệnh typV: do thiếu dihydrobiopterin synthetase, enzym

tổng hợp dihydrobiopterin

Bệnh alcapton niệu

DT lặn NST 12 Do thiếu homogentisic A oxydase trong

gan => Khg phân hủy A homogentisic thành A aceto axetic & A fumaric => có A homogentisic ở nước

tiểu.

BH4

P.hydroxylase

BH2

Galactonate Galactose Galactiol

GAL-1-P uridyl transferase

Glycolipids UDP-glalatose Glucoproteins

RLCH cacbohydrat

1 Galactose huyết

Galactoza +ATP =========> G-1P

Do thiếu galacto 1P uridyl transferase (gen ở NST 9) hoặc

galactokinase (ở NST 17) => galactose ứ trong máu và các mô.

ĐB 1 trong 2 gen => nôn, ỉa chảy, xơ gan, đục nhân mắt khi

bú sữa.

Người lớn có thêm pyroPPrylase.

Xử lý: chẩn đoán sớm, ăn sữa loại lactose

- Thiếu F kinase: F => F6P, nếu nhiều glucoza thì F khó

=>F6P => F máu tăng => F niệu

- Thiếu F1P aldolase => F máu tăng => F niệu.

Biểu hiện: nôn, hạ đường huyết.

Tránh ăn fructoza

Glyceraldehyt+PPdioxyaceton

P.hexoseiosometase

Fructoza6P Fructoza1,6DP

F1,6DPtase Hexokinase

3 Tích glucogen

Kiểu DT Enzym thiếu

I (Von Gierke) AR Gluco 6PPtase

II (Pompe) AR glucosidase giảm hoạt tính

III (Fabre-Cori) AR amlyo-16 glucosidase

IV (Andersen) AR amylo 1,4-1,6

transglucosidase

V (Mac Ardle) AR PPrylase của cơ

VI (Hers) AR PPrylase của gan

VII (Tarui) AR PPfuctokinase của cơ

Bênh do thiếu enzym G6PD

Glucose-6-phosphat+ NADP====> 6phosphogluconat+

Đã phát hiện hơn 300 ĐB G6PD:

- Một số ĐB khg gây bệnh

- 1 số ĐB => thiếu G6PD,  không có biểu hiện LS

nhưng khi dùng thuốc oxy hoá: quinolin, primakin,

furadantin, kháng sinh, nitrofuran, phenaxetin,

piramidon, chloramphenicol, hoặc ăn đậu viciafaba

=> cơn tan máu do thiếu G6PD =>thiếu NADP-H2 =>

HC không đc bảo vệ

- 1 số ĐB G6PD xảy ra ở trung tâm HĐ của enzyme gây

thiếu máu mãn khắc nghiệt ngay khi không dùng

thuốc hoặc khg nhiễm trùng

Một số dạng ĐB G6PD

Loại % hoạt

tính G6PD HC

(68)=>Met Địa

Trung

hải

(188)=>Phe

Bệnh DT lặn LK X

Tần số: Thế giới có 400 triệu người thiếu G6PD, tần số

cao ở châu Phi, Địa Trung hải, 2% ở châu á

Triệu chứng: cơn tan máu xuất hiện sau 2-3 ngày dùng

thuốc kèm đau đầu, bụng, thắt lưng, sốt, khó thở, vàng

da, nước tiểu nâu đen có thể hôn mê, vô niệu

Chẩn đoán: định tính, định lượng G6PD

Bệnh đái tháo đường

Là nhóm bệnh RLCH glucose, đường máu cao, xuất hiện đường

niệu

- Đái tháo đường phụ thuộc insulin (typ 1)

Xuất hiện ở người trẻ tuổi, tuỵ không SX insulin, tỷ lệ tương

hợp 30 -50% (có vai trò của môi trường)

Tỷ lệ bệnh 0,3 - 0,5%, anh chị bệnh tái mắc ở em: 4 - 6%, me

bệnh tái mắc ở con 1-3%, bố bệnh => 4 -6%

Gen mã hoá insulin ở NST 11

Gần đây thấy bệnh Lquan 1 số gen HLA, khoảng 95% BN có

những alen HLA-DR3 hoặc HLA-DR4

- Đái tháo đường không phụ thuộc insulin (typ 2)

Chiếm 90% BN ĐTĐ, ở người lớn tuổi.

Nguy cơ tái mắc 10-15%.

Tần số mắc trong quần thể: 2-5%.

Có loại do 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 là photpholipid, lipid trung tính) Những hạt màu vàng xuất hiện sớm nhất ở tĩnh mạch

Bệnh do giảm số receptor LDL trên bề mặt TB, sự thu nhận

Chol của TB giảm đi, do vậy tăng lượng Chol trong

máu

Gen bệnh ở NST 19, dài 45kb có 18 exon, 17 intron Gen

quy định protein 839 aa Hơn 600 đột biến khác nhau đã được phát hiện, có thể xếp thành nhóm sau đây, tùy

thuộc vào hoạt tính receptor của LDL

Nhóm 1: Các ĐB => receptor LDL không phát hiện được, ở dạng dị hợp tử chỉ xuất hiện 50% receptor LDL bình thường.

Nhóm 2: Các ĐB => receptor LDL được SX không rời

khỏi LNSC

Nhóm 3: Các ĐB => receptor LDL được SX ra không có

khả năng gắn vào LDL

Nhóm 4: Các ĐB => receptor LDL bình thường, nhưng

không di chuyển được đến những chỗ tiếp nhận ở trên màng TB và => không đưa được LDL vào TB (ĐB này hiếm)

Nhóm 5: Các ĐB => receptor LDL không tách

khỏi LDL sau khi đã vào TB Receptor không quay lại được bề mặt và bị giáng cấp.

Mỗi loại ĐB làm giảm số lượng hoặc tính chất của

receptor LDL, do vậy làm giảm lượng LDL vào TB, tăng Chol huyết

Tăng Chol huyết gia đình DT trội NST thường Sự hiểu

biết cơ chế dẫn đến tăng Chol gia đình giúp cho sự

điều trị bệnh có hiệu quả Chế độ ăn chỉ làm giảm 20% Chol huyết