Tài liệu Đột biến lệch bội (aneuploidy) docx

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

Đột biến lệch bội

(aneuploidy)

Trong tự nhiên, thỉnh thoảng ta bắt gặp các cá thể có số lượng nhiễm sắc thể không 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 quá trình giảm phân hoặc nguyên phân Sự không 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 không 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 không 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 không quan tâm Sự không phân tách cũng có thể xảy ra

trong nguyên phân gây ra các thể khảm về các tế bào bình thường và lệch bội

Các thể ba được biết đến ở nhiều loài 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 loài cây trồng

như ngô, lúa gạo và lúa mỳ nhằm xác định các nhiễm sắc thể mang các gene khác nhau Ở hình 3.28b còn 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) Quả bình thường của cà độc dược Datura (trên cùng) và 12 kiểu thể ba khác nhau, mỗi

kiểu có một vẻ ngoài 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 bông 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 mô tả cách đây chừng 160 năm, nói chung có các đặc trưng là trì độn và vẻ ngoài 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)

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 hoành) (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 không sống được

khi còn 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

Ngoài ra, sự không 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

vô sinh, thân hình cao không cân đối Kiểu

nhân của cá thể mắc hội chứng Klinefelter được

mô 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 không 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 không cân đối, cổ

ngắn Còn 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