Phổ biến kiến thức di truyền ( phần đại cương), 1 bài/tuần

http://ghr.nlm.nih.gov/handbook/howgeneswork/protein
Thế nào là protein và chúng giữ nhiệm vụ gì ?

Protein là hợp chất cao phân tử giữ nhiều vai trò nòng cốt trong cơ thể. Hầu hết chúng làm việc trong tế bào đáp ứng yêu cầu của các bào quan và mô trong cơ thể về cấu trúc, chức năng và điều hòa.

Protein  có dạng mạch thẳng hình thành từ hàng trăm hoặc hàng ngàn đơn vị nhỏ gọi là amino acid liên kết với nhau. Có 20 loại amino acid khác nhau có thể được kết hợp để hình thành một protein. Trình tự amino acid xác định cấu trúc không gian 3 chiều của  protein và chức năng chuyên biệt của chúng.

Các chức năng của protein được mô tả theo thứ tự chữ cái la tinh như sau:

Kháng thể (Antibody): kháng thể sẽ bám vào các phân tử ngoại lai như virus và vi khuẩn nhằm bảo vệ cơ thể. Ví dụ: Immunoglobulin G (IgG)

Enzyme: enzyme xúc tác cho hầu hết các phản ứng hóa học xảy ra trong tế bào. Chúng cũng giúp đỡ hình thành những phân tử mới bằng cách đọc thông tin di truyền lưu trữ trong DNA .  Ví dụ: Phenylalanine hydroxylase



Thông tin (Messenger ): protein thông tin, như một số loại hormone, truyền tải tín hiệu để phối hợp các quá trình sinh học  giữa các tế bào, mô, cơ quan khác nhau.  Ví dụ: hormone tăng trưởng (Growth hormone )


Thành phần cấu trúc (Structural component): những protein này cung cấp cấu trúc và nuôi dưỡng tế bào. Trong một phạm vi lớn hơn, chúng còn cho phép tế bào di chuyển.  Ví dụ: Actin



Vận chuyển/ Dự trữ (Transport/storage): các protein này bám vào những nguyên tử và phân tử nhỏ bên trong tế bào và lưu thông trong cơ thể.  Ví dụ: Ferritin
 
http://ghr.nlm.nih.gov/handbook/howgeneswork/makingprotein
Bằng cách nào gen điều khiển sự sản xuất protein ?

Hầu hết gen chứa thông tin để hình thành nên những phân tử có chức năng gọi là protein ( Một vài gen sản xuất những phân tử khác giúp tế bào lắp ráp protein). Chuyến du hành từ gen tới protein khá phức tạp và được điều khiển chặt chẽ bên trong tế bào. Chúng chứa đựng hai bước chính: phiên mã (transcription ) và dịch mã (translation). Đồng thời, phiên mã và dịch mã được coi là biểu hiện gen.

Trong suốt quá trình phiên mã, thông tin lưu trữ trong gen của  DNA được chuyển tải sang cho một phân tử tương tự là RNA (ribonucleic acid) trong nhân tế bào. Cả RNA lẫn DNA đều được hình thành từ mạch  nucleotide base, nhưng chúng hơi khác nhau về đặc tính hóa học. Loại protein mà chứa đựng thông tin hình thành protein gọi là RNA thông tin (mRNA), vì chúng mang thông tin, hoặc thông điệp được gửi từ nhân tới tế bào chất.

Bước tiếp theo là dịch mã xảy ra trong tế bào chất. mRNA tương tác với một phức hệ đặc biệt gọi là ribosome, máy giải mã trình tự base mRNA Mỗi trình tự gồm 3 base, gọi là codon, thường mã hóa cho một amino acid riêng biệt (amono acid là đơn vi cấu tạo của protein). Một loại RNA khác gọi là RNA vận chuyển (tRNA) chuyên mang những amono acid đặc trưng tới ribosome để lắp ráp thành protein.. Protein tiếp tục được lắp ráp cho đến khi ribosome tiếp xúc với mã kết thúc  (“stop” codon), một trình tự 3 base mà không mã hóa amino acid nào.

Dòng thông tin từ DNA qua RNA tới protein là một trong những qui tắc cơ bản của sinh học phân tử. Nó quan trọng đến nỗi mà đôi khi được gọi là thuyết trung tâm (“central dogma”).
 
http://ghr.nlm.nih.gov/handbook/howgeneswork/cellsdivide
Tế bào phân chia như thế nào ?

Có hai kiểu phân bào: nguyên phân (mitosis) và giảm phân (meiosis). Hầu như mọi thời điểm đều có phân bào (“cell division” ), tức là nguyên phân, quá trình tạo nên những tế bào mới cho cơ thể. Giảm phân là kiểu phân bào tạo nên tế bào trứng và tinh trùng.

Nguyên phân là quá trình mang tính nguyên tắc đối với sự sống. Trong nguyên phân,một tế bào nhân đôi tất cả các thành phần, kể cả NST, và phân ly thành hai tế bào anh em xác định. Do quá trình này ?quá ?thiết yếu, nên các bước của nguyên phân đều được điều khiển cẩn thận bởi một số gen. Khi nguyên phân không được điều khiển chính xác, ?những vấn đề sức khỏe phát sinh và kết quả dẫn tới ung thư.

Một kiểu phân bào khác, giảm phân, đảm bảo cho mỗi người có cùng số NST ở mỗi thế hệ. Đó là một quá trình hai bước làm giảm bớt số NST xuống còn một nửa - từ 46 xuống còn 23 - ?ở ?tế bào trứng và tinh trùng. Khi trứng và tinh trùng kết hợp lại lúc thụ tinh, mỗi tế bào góp 23 NST vì thể kết quả là hợp tử có 46 NST như thường lệ. Giảm phân còn cho phép biến đổi di truyền thông qua quá trình tái tổ hợp DNA khi tế bào phân chia.
 
http://ghr.nlm.nih.gov/handbook/inh...t;jsessionid=01CB6EC672B55AEE2B55220D8FC98582
Nếu trong gia đình tôi có mang một rối loạn di truyền, khả năng con tôi mắc rối loạn là bao nhiêu?

Khi một gia đình được chẩn đoán là có mang rối loạn di truyền hay bệnh di truyền, các thành viên của gia đình thường muốn biết có bao nhiêu phần trăm khả năng những đứa con của họ nhiễm bệnh. Trong một số trường hợp, điều này có thể khó dự đoán bởi có thể có nhiều tác nhân ảnh hưởng tới khả năng một người nhiễm rồi loạn di truyền. Điều quan trọng là cơ chế gì đã gây ra rối loạn đó từ đó sẽ quyết định khả năng mắc bệnh di truyền ở thế hệ sau. Chẳng hạn:

. ?Di truyền trội NST thường: một người bị ảnh hưởng bởi rối loạn trội NST thường truyền lại gen đột biến cho con họ với xác suất 50%. Cơ hội để đứa con không thừa hưởng đột biến cũng là 50%.

. ?Di truyền lặn NST thường: hai người không bị ảnh hưởng mà mỗi người mang một bản sao của gen đột biến đối với rối loạn lặn NST thường thì đứa con bị ảnh hưởng của rối loạn ( thể mang đột biến) với xác suất 25%. Cơ hội đứa con không bị ảnh hưởng nhưng mang rối loạn là 50%, cơ hội đứa con không bị ảnh hưởng và không mang rối loạn là 25%.

. ?Di truyền trội liên kết với X: cơ hội truyền rối loạn trôi liên kết với X khác nhau giữa đàn ông và đàn bà vì đàn ông có một NST X và một NST Y, còn đàn bà có hai NST X. Người đàn ông truyền NST Y cho tất cả con trai và NST X cho tất cả con gái. Vì thế, những đứa con trai của người đàn ông mắc rối loạn trội liên kết với X sẽ không bị ảnh hưởng, nhưng tất cả những đứa con gái sẽ thừa hưởng rối loạn. Người đàn bà truyền lại NST X này hoặc NST X khác cho mỗi đứa con. Vì thế, người đàn bà mắc rối loạn trội liên kết với X thì con trai hay con gái trong bào thai đều có khả năng mắc phải là 50%.

. ?Di truyền lặn liên kết với X: do có sự khác nhau giữa các NST giới tính, xác suất truyền rối loạn lặn liên kết với NST X cũng khác nhau giữa đàn ông và đàn bà. Những đứa con trai của người đàn ông mắc rối loạn lặn liên kết với NST X sẽ không bị ảnh hưởng, và những đứa con gái của người đàn ông ấy sẽ mang một bản sao của gen đột biến. Trong mỗi bào thai, người đàn bà mắc rối loạn lặn liên kết với NST X có 50% cơ hội con trai mắc phải rối loạn, và 50% cơ hội con gái mang một bản sao của gen đột biến.

. ?Di truyền trội tương đương ( đồng trội): Trong sự di truyền đồng trội, mỗi bố mẹ góp một bản sao của riêng một gen, và cả hai bản sao đều ảnh hưởng tới kết quả tính trạng di truyền.Cơ hội nhiễm rối loan di truyền đồng trội, và những tính trạng đặc trưng của rối loạn tùy thuộc bản sao nào của gen được truyền từ bố mẹ cho con cái.
Di truyền ti thể: Ti thể, trung tâm sản xuất năng lượng của tế bào, mỗi ti thể chứa một ít DNA. Rối loạn di truyền ti thể là kết quả của những đột biến trong DNA ti thể. Mặc dù rối loạn ti thể có thể ảnh hưởng tới cả nam và nữ, nhưng chỉ nữ có khả năng truyền đột biến trong DNA ti thể cho con cái. Một người đàn bà mắc rối loạn gây ra do những thay đổi trong DNA ti thể sẽ truyến đột biến cho tất cả con trai và con gái của bà ấy, nhưng đứa con của người đàn ông mắc rối loạn như thế sẽ không thừa hưởng đột biến.

Điều quan trọng cần chú ý là cơ hội truyền một rối loạn di truyền (gene gây bệnh) là tương đối cân bằng với mỗi một lần sinh nở. Chẳng hạn, nếu một cặp vợ chồng có đứa con mắc rối loạn lặn NST thường, khả năng đứa con khác mắc rối loạn vẫn là 25% ( hoặc 1/4). Nghĩa là, khi đã sinh một đứa con mắc bệnh thì không thể giảm được khả năng mắc bệnh của những đứa trẻ tương lai. Ngược lại, khi gia đình đã sinh một đứa trẻ khỏe mạnh thì không chắc rằng những đứa trẻ tiếp theo cũng khỏe mạnh như vậy.

Mặc dù khả năng thừa hưởng rối loạn di truyền thể hiện khá rõ ràng, các yếu tố như lịch sử gia đình và những kết quả thử nghiệm di truyền đôi lúc có thể làm thay đổi xác suất. Hơn nữa, một số người với căn bệnh gây ra do đột biến không bao giờ gặp phải vấn đề nào về sức khỏe hoặc thí nghiệm rối loạn chỉ có những triệu chứng mang tính ôn hòa. Nếu bệnh hoạt động trong một gia đình không có đặc điểm di truyền rõ ràng, dự đoán khả năng một người thực sự mắc phải rối loạn có thể trở nên đặc biệt khó khăn.

Đánh giá xác suất mắc phải hoặc truyền một rối loạn di truyền có thể khá phức tạp. Các chuyên gia di truyền học có thể giúp đỡ mọi người hiểu xác suất và giúp đỡ thông báo những quyết định về sức khỏe của họ.
 
Đột biến gen, key concept

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/...mga[book]+AND+110401[uid]&rid=mga.chapter.984

Đột biến gen

. Đột biến gen là quá trình nhờ đó các gen thay thế một alen này bằng alen khác.
. Đột biến gen có thể tự động xảy ra do vài cơ chế khác nhau, bao gồm cả những lỗi trong sao chép DNA và  những hư hỏng tự động trong DNA.
. Đột biến gen tiêu biểu cho sự gia tăng tần số đột biến, thường bằng cách biến đổi DNA.
. Các hệ thống sửa sai sinh học loại bỏ nhiều biến đổi đột biến tiềm tàng trong DNA.
. Tế bào thiếu  hệ thống sửa sai  chắc chắn có tốc độ đột biến cao hơn bình thường.
. Đột biến thuận (Forward mutations) là những biến đổi khác xa so với  alen kiểu dại, và đột biến nghịch ( reverse mutations ) là những biến đổi trở lại alen kiểu dại.
. Đột biến có thể dẫn tới làm giảm chức năng của một gen hay tạo ra chức năng mới.
. Một quá trình sinh học có thể được phân tích  về mặt di truyên kỵ luỡng nếu đột biến thu được ảnh hưởng tới quá trình.
 
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/...book]+AND+110401[uid]&rid=mga.section.996#997

Cơ chế phân tử của đột biến

Trong đột biến gen, một alen của gen biến đổi thành alen khác. Vì một thay đổi như thế diễn ra bên trong một gen riêng biệt, và tại một vị trí của NST ("điểm"), nên một  đột biến gen đôi khi được gọi là một đột biến điểm. Thuật ngữ này được đưa ra trước khi mà người ta biết đến trình tự DNA, do đó trước kia thuật ngữ này là cơ sở khả dĩ để tìm hiểu cơ sở phân tử của hiện tượng đột biến.  Ngày nay đột biến điểm thường được ám chỉ như những thay đổi của riêng một cặp base DNA hoặc thay đổi một số lượng nhỏ các cặp base kề nhau. Trong chương này, chúng ta tập trung vào những đột biến điểm kểu như thế.

Những phương thức khả dĩ của đột biến điểm có thể làm biến đổi gen kiểu dại là rất rộng và gồm nhiều hướng tác động khác nhau tới cấu trúc và trình tự của riêng một gen. Tuy nhiên, một điều luôn luôn đúng là đột biến làm hạn chế hoặc mất chức năng gen ( đột biến làm giảm chức năng, loss-of-function mutations) là loại đột biến hay gặp. Lý do  khá đơn giản, thật dễ dàng phá vỡ cơ chế hoạt động hơn nhiều so với thay đổi cơ chế hoạt động bằng thay đổi ngẫu nhiên hoặc di dời một trong các thành phần của cơ chế. Cùng một lí do, đột biến làm gia tăng hoặc biến đổi cách hoạt động của một gen hoặc nơi mà nó biểu hiện ( đột biến làm tăng chức năng, (gain-of-function mutations) thì hiếm hơn.


______________________________
Ngoài lề: phá dễ hơn xây mới, đúng chưa? Ví dụ: hack một website dễ hơn nhiều so với thiết kế và duy trì sự phát triển của một webiste...miễn bàn 8)
 
Những thay đổi ở mức DNA
Những thuật ngữ về các loại đột biến điểm liệt kê ở bảng 7-1, bảng trình bày những kiểu biến đột DNA chính và tác động đến chức năng của gen ở mức protein.

Ở mức DNA, có hai loại biến đổi đột biến điểm chính: thế base và thêm hay mất base. Thế base là những đột biến trong đó một cặp base bị thay thế bằng cặp base khác. Thế base lại có thể được chia thành hai dạng chính đồng chuyển ( transitions ) và đảo chuyển ( transversions). Để mô tả chúng, ta xem xét cách thức một đột biến biến đổi trình tự base của một mạch DNA (biến đổi bổ trợ sẽ diễn ra ở mạch khác). Thay đổi vị trí là  sự thay thế một base bằng base khác có cùng  tính chất hóa học (purine được thay bằng purine: thay A bởi G hay G bởi A; pyrimidine được thay bằng pyrimidine: thay C bởi T hay T bởi C). Đảo chuyển là sự thay thế ngược lại của một base thuộc loại hóa chất này bằng base của loại hóa chất khác (pyrimidine được thay bằng purine: C bởi A, C bởi G, T bởi A, T bởi G; purine được thay bằng pyrimidine: A bởi C, A bởi T, G bởi C, G bởi T). Trong việc mô tả những thay đổi cùng loại ở mức mạch kép DNA, chúng ta phải nói rõ các thành viên của cặp base: ví dụ về đồng chuyển sẽ là G-C ----> A-T; đảo chuyển sẽ là G-C----> T-A.


Đột biến thêm hay mất thực sự là đột biến của cặp nucleotide;tuy nhiên, theo qui ước gọi là thêm hay mất cặp base. Giản tiện nhất thì những đột biến này là thêm cặp base đơn  (single-base-pair additions ) hay mất cặp base đơn (single-base-pair deletions). Có nhiều ví dụ về sự phát sinh đồng thời đột biến thêm hay mất  nhiều cặp base ((tại cùng thời điểm. Như chúng ta sẽ thấy một lát nữa trong chương này, những cơ chế chọn lựa sản sinh đột biến thêm hay mất nhiều cặp base nào đó là nguyên nhân gây ra nhiều bệnh di truyền nào đó ở ngừơi.

Những hệ quả về mặt chức năng của các loại đột biến điểm khác nhau đó là gì ? Trứoc hết, xem xét những gì xảy ra khi đột biến hướng tới phần mã hóa polypeptide của gen (polypeptidecoding part of a gene). Đối với đột biến thế base đơn, có hai hệ quả khả dĩ về khía cạnh mã di truyền: thoái hóa mã và sự hiện hữu của codon ở điểm tận cùng phiên mã.

1. Thế im lặng (Silent substitutions): đột biến thay đổi một codon mã hóa amino acid này thành một codon khác mã hóa amino acid cùng loại.

2. Đột biến sai nghĩa (Missense mutations):codon mã hóa amino acid này bị thay bằng codon mã  hóa amino acid khác.

3. Đột biến vô nghĩa (Nonsense mutations): codon mã hóa amino acid bị thay bằng codon kết thúc dịch mã ( termination (stop) codon).

Thế im lặng không bao giờ biến đổi trình tự amino acid của mạch polypeptide. Một số tác động của đột biến sai nghĩa và vô nghĩa trên mạch polypeptide sẽ khác nhau trong một số trường hợp cơ bản. Chẳng hạn,  nếu một đột biến sau nghĩa gây ra sự thế amino acid bằng một cơ chất cùng loại, gọi là thế cùng loại (synonymous substitution), thì sẽ ít tác động tới cấu trúc và chức năng của protein. Biến đổi mà hóa chất khác cơ chất amino acid, gọi là thế khác loại (nonsynonymous substitutions), chúng dễ phát sinh những thay đổi trong cấu trúc và chức năng của protein hơn. Đột biến vô nghĩa sẽ dẫn tới  sự kết thúc chưa hoàn chỉnh của dịch mã (premature termination of translation). Do đó, chúng ta phải xét tác động tới chức năng protein. Điển hình, khi đột biến xảy ra làm đóng đầu tận cùng 3' của khung đọc mở (the open reading frame), thì một phần chức năng của mạch polpeptide tạo thành bị ngắt bớt, đột biến vô nghĩa sẽ tạo ra sản phẩm protein hoàn toàn bất hoạt.


Tương tự đột biến vô nghĩa, thêm hay mất base đơn có những hệ quả trên trình tự polypeptide mà kéo dài ra xa kể từ điểm đột biến. Vì trình tự mRNA được " đọc" bởi bộ máy dịch mã trong các nhóm mà mỗi nhóm gồm ba cặp base (codon), thêm hay mất một cặp base đơn DNA  sẽ làm thay đổi khung đọc kể từ vị trí thêm hay mất và kéo dài đến đầu carboxyl tận cùng của protein. Vì vậy, những tổn hại này gọi là đột biến lệch khung đọc  (frameshift mutations). Những đột biến này làm cho trình tự amino acid xuôi dòng dịch mã kể từ điểm đột biến phát sinh không còn quan hệ gì với trình tự tổ chức amino acid  (original amino acid sequence). Vì vậy, đột biến lệch khung đọc đại diện sự mất hoàn toàn cấu trúc và chức năng của protein bình thường.


Bây giờ hãy quay lại những đột biến xảy ra trong trình tự điều hòa và những trình tự không mã hóa khác. Những phần của gen không mã hóa protein chứa đựng nhiều điểm chức năng thiết yếu khác. Ở mức DNA, có những điểm  chuyên biệt mà protein điều hòa phiên mã phải bám vào. Ở mức RNA, cũng có nhiều trình tự chức năng quan trọng như điểm bám ribosome (ribosome-binding sites ) của  các mRNA vi khuẩn và điểm tự co thắt  (self-ligating sites ) của sự cắt intron ở mRNA  eukaryot.

Sự phân nhánh của các đột biến trong những đoạn khác đoạn mã hóa polypeptide khó dự đoán hơn nhiều. Thông thường, hệ quả chức năng của bất kì đột biến điểm nào ( thế hoặc thêm hay mất) trong một vùng tùy thuộc vào vị trí hoặc nó có phá vỡ điểm mang chức năng không. Đột biến phá vỡ những điểm ấy có khả năng làm thay đổi biểu hiện của một gen về số lượng sản phẩm biểu hiện tại một thời điểm nào đó hoặc trong phản ứng đáp ứng những tín hiệu môi trường nào đó hay trong ?các mô nào đó. Điều quan trọng cần nhận thấy là những đột biến mang tính điều hòa như thế sẽ ảnh hưởng số lượng sản phẩm protein của một gen, nhưng chúng sẽ không làm biến đổi cấu trúc của protein. Hơn nữa, một số đột biến đủ mạnh làm bất hoạt hoàn toàn chức năng ( như điểm bám polymerase ?hay sự cắt intron) và gây chết.
 
Phổ biến kiến thức di truyền (phần đại cươn

Huỳnh Như Ngọc Hiển said:
http://ghr.nlm.nih.gov/handbook/mutationsanddisorders/neutralmutations

Có phải tất cả các gen đột biến đều ảnh hưởng tới sức khỏe và sự phát triển không ?

Không; chỉ một phần nhỏ đột biến gây ra các bệnh di truyền còn hầu hết không ảnh hưởng gì tới sức khỏe và sự phát triển. Chẳng hạn, một số đột biến biến đổi trình tự base DNA của gen nhưng không làm thay đổi chức năng của protein tạo nên từ gen đột biến.

Thường, đột biến gen là nguyên nhân của bệnh di truyền được sửa sai bởi hệ thống enzyme sửa sai trước khi gen đó biểu hiện ( tức là hình thành nên protein). Mỗi tế bào gồm một số con đường sửa sai khác nhau trong đó enzyme nhận biết và sửa các lỗi trong DNA. Vì DNA có thể sai hỏng hoặc đột biến theo nhiều cách nên sửa sai DNA là một quá trình quan trọng ngăn ngừa cơ thể khỏi bệnh tật.


Một phần rất nhỏ của tất cả các đột biến thực sự có một hiệu ứng tích cực. Những đột biến này dẫn tới những phiên bản mới của protein mà giúp cơ thể và các thế hệ tương lai đáp ứng tốt hơn trước những thay đổi của môi trường. Chẳng hạn, một đột biến có lợi giúp cơ thể chống lại một chủng vi khuẩn mới.


Chào ông anh .anh cho em hỏi trong bài anh đã đề cập đến hệ thống enzim sửa sai các lỗi của ADN vậy anh cho em hỏi các enzim đó từ đâu và nó về đâu sau khi sửa lỗi.Và làm cách nào nó nhận diện được đoạn gen bị lỗi
 
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/...ga[book]+AND+101039[uid]&rid=iga.section.2751

Hệ thống sửa sai sinh học


Như đã thảo luận từ trước, có nhiều nguy hiểm tiềm tàng đối với tính bảo thủ trong sao chép DNA. Không chỉ tồn tại một tỉ số sai sót trong sao chép DNA, mà còn những sai sót tự động thúc đẩy hơn nữa các sai sót. Ngoài ra, các đột biến trong môi trường có thể làm hỏng hóc DNA và gia tăng rất nhiều tốc độ đột biến.

Tế bào sống chứa đựng hàng loạt hệ thống  enzyme sửa sai mà sửa sai DNA theo khá nhiều cách. Sự thiếu vắng hệ thống này có thể khiến tốc độ đột biến cao hơn. Một số bệnh ở người như một số loại ung thư nào đó được cho là do sai sót trong sửa sai DNA, như chúng ta sẽ thấy một lát nữa. Trước hết hãy kiểm định một số con đường sửa sai đặc thù và sau đó xem xét tế bào hợp nhất những hệ thống này vào trong một chiến lược sửa sai chung như thế nào.

Chúng ta có thể chia các con đường sửa sai thành một vài loại.

Phòng ngừa lỗi trước khi chúng phát sinh

Một số hệ thống enzyme sửa sai trung hòa những thành phần hư hỏng tiềm tàng ngay trước khi chúng tương tác với DNA. Một ví dụ  về  hệ thống kiểu như thế là sử khử độc  gốc superoxide  (detoxification of superoxide radicals ) phát sinh trong quá trình oxi hóa hỏng hóc của  DNA:  enzyme superoxide dismutase xúc tác sự kết hợp gốc superoxide vào  hydrogen peroxide, sau đó  enzyme  lần lượt xúc tác sự chuyển hydrogen peroxide vào nước. Một con đường phòng ngừa lỗi khác phụ thuộc sự sản xuất protein của gen đột biến T: enzyme ngăn sự hợp nhất của 8-oxodG, phát sinh do sự oxi hóa dGTP, vào DNA bằng cách thủy phân  triphosphate của 8-oxodG  trở lại là monophosphate.

Điều khiển ngược lại sai hỏng (Direct reversal of damage)

Một con đường khá đơn giản để khắc phục thương tổn, mỗi khi nó xảy ra, là điều khiển ngược nó, do đó làm phục hồi base bình thường. Điều khiển ngược này không phải luôn xảy ra, vì một số loại hư hỏng có khả năng không cho đảo ngược.  Tuy nhiên trong một vài trường hợp, thương tổn có thể được sửa sai theo cách này. Một trường hợp là đột biến photodimer gây ra bởi tia UV. Cyclobutane pyrimidine photodimer  có thể được sửa sai bởi  photolyase mà được tìm thấy ở vi khuẩn và những tế bào   eukaryote bậc thấp nhưng không thấy ở người. Enzyme bám vào photodimer và cắt bỏ nó, trong sự hiện diện của ánh sáng trắng truyền tới các base. Enzyme không thể điều hành trong bóng đêm, vì thế yêu cầu phài có những con đường sửa sai khác để di dời thương tổn do tia UV.  Một  photolyase đảo ngược 4-6 sản phẩm phôtn hóa vừa được phát hiện ở thực vật và Drosophila.


Alkyltransferases cũng là enzyme tham gia một phần trong điều khiển ngược sai hỏng. Chúng di chuyển các nhóm alkyl nào đó mà được thêm vào   những  vị trí O-6 của guanine bởi các đại diện như NG và EMS. Methyltransferase
ở E.Coli đã được nghiên cứu tường tận. Enzyme chuyển nhóm methyl từ  O-6-methylguanine đến một cysteine thừa trên protein. Khi điều này xảy ra, enzyme bị bất hoạt vì thế hệ thống sửa sai trở nên bão hòa nếu cường độ alkyl hóa dủ lớn.

Những con đường sửa sai cắt bớt

Sửa sai cắt bớt thông thường (General excision repair)

Thuật ngữ này còn gọi là sửa sai cắt bớt nucleotide, hệ thống sửa sai này bao gồm cả việc phá vỡ cầu nối  phosphodiester ngay bên cạnh thương tổn, trên cùng một mạch, kết quả là cắt một đoạn oligonucleotide. Sự cắt bớt này giải phóng một cái lỗ hổng mà được phủ kín bởi hệ sửa sai tổng hợp và ligase bịt kín lỗ hỏng. Ở  prokaryote, 12 hay 13 nu được chuyển đi, ở  eukaryote, từ 27 đến 29 nucleotide bị loại bỏ. Bức tranh 16-27 miêu tả mô hình mẫu cho mỗi trường hợp.

Ở E.Coli, sự sản xuất các gen uvrA, B, và C tạo ra sự cắt bớt  nuclease (excinuclease). Protein UvrA, nhận ra hư hỏng trên DNA, kết hợp thành một phức hợp với UvrB và dẫn tiểu đơn vị UvrB tới điểm sai hỏng trước khi phân tách. Protein UvrC bám vào UvrB. Mỗi tiểu đơn gây ra một vết cắt. Đoạn DNA ngắn gồm 12 đơn phân bị tháo gỡ và phóng thích bởi một protein khác, helicase II.  Bức tranh 16-27 cho củng cố chi tiết những hiện tượng cắt bớt này.

Sự  excinuclease ở người phức tạp hơn nhiều khi đối chiếu vời vi khuẩn, gồm ít nhất 17 protein. Tuy nhiên, những bước cơ bản giống với E.Coli.

Móc nối phiên mã và sửa sai   (Coupling of transcription and repair)

Liên quan tới TFIIH, một nhân tố phiên mã,  nhấn mạnh một sự thật rằng phiên mã và sửa sai được kết nối trong sửa sai cắt bỏ. Ở cả eukaryote và prokaryote, có sự ưu tiên sửa sai mạch được phiên mã của DNA trong biểu hiện hoạt động gen. Bức tranh 16-28 mô tả sinh động cơ chế móc nối này.

Những con đường cắt bỏ chuyên biệt

Những thương tổn nào đó là quá tinh vi đủ để gây nên một tổn hại lớn được nhận ra bởi uvrABC - mã hóa hệ thống sửa sai cắt bớt thông thường và đối chiếu nó với tế bào bậc cao. Vì thế, nhấn mạnh con đường này là thật cần thiết.

Con đường sửa sai DNA glycosylase ( sửa sai cắt bỏ base  (base-excision repair) ). DNA glycosylase không tách cầu nối phosphodiester  nhưng thay vào đó tách cầu nối  N-glycosidic (base đường), giải phóng base đã biến đổi và truyền đạt một điểm  apurinic hay  apyrimidinic , đều gọi là điểm AP vì chúng là những hóa chất tương đương ( quan sát Bức tranh 16-7). Bước đầu được trình bày ở bức tranh 16-29. Kết quả là điểm AP sau đó được sửa sai bởi con đường sửa sai  AP endonuclease.

Số lượng DNA glycosylase hiện có. Một,  uracil-DNA glycosylase, di chuyển uracil khỏi DNA. Những uracil thừa, kết quả sự khử amin tự động của cytosine ( Bức tranh 16 -  8) có thể dẫn tới chuyển vị C---> T  nếu không được sửa sai.  Khả năng là phần bắt cặp tự nhiên của adenine trong DNA là thymine ( 5-methyluracil), ít gặp hơn là uracil,  từ đó cho phép nhận ra và cắt bớt những uracil  thừa. Nếu uracil là một thành phần bình thường của DNA, thì hệ thống sửa sai sẽ không thể sửa sai.

Ngoài ra còn có glycosylase  nhận ra và cắt bỏ  hypoxanthine, sản phẩm khử amin của adenine. Những glycosylase khác di chuyển các base đã alkyl hóa khác ( như 3-methyladenine, 3-methylguanine, và  7-methylguanine), mở vòng purine, oxi hóa base hỏng hóc, và , trong một số cơ thể, là UV photodimer. Nhiều glycosylase mới vẫn còn đang được khám phá.

Con đường sửa sai  AP endonuclease . Tất cả tế bào đều chứa endonuclease, enzyme gắn vào bên trái đằng sau điểm  tự động làm giảm purine hay pyrimidine thừa. AP endonuclease sống còn đối với tế  bào, nên đã được chú ý từ khá sớm, sự khử tự động  purine là hiện tượng tương đối thường xuyên. Những enzyme này nhận ra mạch đổ vỡ bằng cách tách cầu nối  phosphodiester tại điểm AP. Cầu nối được tách ra này khởi xướng một quá trình sửa sai cắt bỏ trung gian bởi ba enzyme khác nữa  exonuclease ,  DNA polymerase I, và DNA ligase  ( H 16-30).

Do hiệu quả của con đường sửa sai AP endonuclease, nên nó có thể coi là bước sau cùng của các đường sửa sai khác. Vì vậy, nếu một cặp base sai hỏng được cắt bỏ, một điểm AP sống, thì AP endonuclease có thể hoàn toàn hồi phục  trở lại kiểu dại. Đây là những gì xảy ra trong con đường sửa sai DNA glycosylase.

Postreplication repair

Hệ thống GO. Hai glycosylase, sản phẩm của gen  mutM và mutY, phối hợp hoạt động để ngăn đột biến phát sinh từ 8-oxodG, hoặc GO, thương tổn trong DNA ( quan sát H 16-10) Cùng với sản phẩm của gen mutT được đề cập sớm hơn, các glycosylase tạo thành hệ thống GO. Khi thương tổn được truyền đạt trong DNA bởi sự  sai hỏng oxi hóa tự động , thì một glycosylase mã hóa bởi mutM  thực hiện di dời thương tổn (H 16-31). Vẫn  tiếp tục còn một số  thương tổn GO và bắt cặp với  adenine. Một glycosylase thứ hai, sản phẩm của gen mutY, di dời adenine từ điểm bắt cặp chuyên biệt này, dẫn tới hồi phục chính xác cytosine bằng hệ sửa sai tổng hợp ( khởi xướng bởi DNA polymerase I ) và theo sau là di dời thương tổn GO bởi sản phẩm mutM.

Sản phẩm mutM ngăn sự hợp nhất GO từ A.  Bản đối chiếu các sản phẩm gen của mutT, mutY, và mutM ở người vừa được phát hiện.

Sửa sai sau sao chép (Postreplication repair)

Sửa sai bắt cặp ( Mismatch repair)

Một số con đường sửa sai có khả năng nhận ra lỗi ngay cả sau khi sao chép DNA vừa mới  hoàn tất. Một hệ thống như thế,  thuật ngữ là hệ thống bắt cặp sửa sai  (mismatch repair system), có thể phát hiện các lỗi sai xảy ra trong sao chép DNA. Đề xuất bạn thiết kế một hệ thống enzyme  có thể sửa lỗi trong sao chép. Hệ thống này phải như thế nào ? Phải có ít nhất ba thứ sau:

1. Nhận ra lỗi bắt cặp base sai.

2. Xác định base nào bắt cặp sai với base khác.

3. Cắt bỏ base không đúng và mang tới hệ thống sửa sai.

Điểm thứ hai là đặc tính thiết yếu của một hệ thống như thế. Nếu nó không có khả năng phân biệt giữa base đúng và không đúng, thì hệ thống bắt cặp sửa sai không thể xác định được base nào để cắt bỏ. Chẳng hạn, nếu như lỗi bắt cặp G T xảy ra như một lỗi sao chép, làm cách nào hệ thống xác định G hay T không đúng ?  Cả hai đều là base bình thường trong DNA. Nhưng lỗi sao chép sản sinh lỗi bắt cặp sai trên mạch tổng hợp mới, nên base trên mạch này phải được nhận ra và cắt bỏ.

Để phân biệt cái cũ, mạch khuôn từ mạch mới tổng hợp, hệ thống bắt cặp sửa sai ở vi khuẩn trải qua giai đoạn trì hoãn sau sao chép trình tự methyl hóa.



Enzyme methyl hóa là adenine methylase, tạo nên   6-methyladenine  trên mỗi mạch. Tuy nhiên, sự methyl hóa adenine diễn ra vài phút để nhận ra  và biến đổi  kéo căng mạch mới tổng hợp GATC ra. Lúc ngừng, hệ thống bắt cặp sửa sai có thể điều hành vì bây giờ nó có thể phân biệt mạch cũ với mạch mới bằng khung methyl hóa.  Methyl hóa vị trí số 6 của adenine không ảnh hưởng tới bắt cặp base, và nó cung cấp một đầu thuận lợi có thể được phát hiện bởi hệ thống enzyme khác. H16-32 cho thấy chỉa ba sao chép trong sự bắt cặp không  xứng đôi. Chú ý rằng mạch cũ được methyl hóa ở trình tự GATC bên phải đằng sau sự tái bản.
                                       
Khi điểm  bắt cặp không xứng đôi vừa được xác định, hệ thống bắt cặp sửa sai  xứng đôi (mismatch repair system ) sửa lỗi lại cho đúng. H16-33 miêu tả  hệ thống bắt cặp sửa sai xứng đôi  ở E.coli.

Hệ thống bắt cặp sửa  sai xứng đôi cũng đặc trưng ở người. Hai trong các protein, hMSH2 và hMLH1, rất giống bản đối chiếu ở vi khuẩn, MutS và MutL, một cách tương ứng. H16-34 miêu tả bằng cách nào protein hMSH2, cùng với protein bám GT ( GT-binding protein (GTBP) ), bám vào chỗ bắt cặp không xứng đôi và phục hồi các thành phần khác của hệ thống,  hPMS2 và hMLH1, tác động bắt cặp của bắt cặp không xứng đôi.

Sửa sai  tái tổ hợp  (Recombinational repair)

Gen recA, có vai trò trong bỏ qua  SOS  ( SOS bypass) (H16-19), cũng tham gia một phần vào sửa sai sau sao chép. Ở đây hệ thống sao chép DNA tránh né  UV photodimer hay bản sao thương tổn khác và tái khởi động quá khứ bản sao, rời khỏi mạch đơn trống. Trong sửa sai tái tổ hợp chỗ trống được vá bởi sự cắt DNA từ phân tử chị em (H16-35a). Quá trình này dường như dẫn tới một số lỗi.  Ngược lại, bỏ qua  SOS, là gen đột biến cao độ, được mô ta sớm hơn. Ở đây hệ thống sao chép tiếp tục quá khứ hóa thương tổn (H 16-19 và 16-35b), chấp nhận những nucleotide đối với mạch mới tổng hợp.

Chiến lược sửa sai

bây giờ chúng ta có thể đánh giá toàn bộ chiến lược hệ thống sửa sai sử dụng bởi tế bào. Rất nhiều hệ thống sửa sai khác nhau có hiệu lực đối với tế bào được tổng kết ở bảng 16-2. Nó sẽ trở nên thuận  lợi nếu enzyme sử dụng để điều khiển ngược mỗi sai hỏng. Tuy nhiên, một số hóa chất là không thể, và rất nhiều loại sai hỏng DNA không thể lường trước. Vì thế, một hệ thống sửa sai cắt bỏ thông thường được dùng dể di dời bất kì loại base sai hỏng nào gây  ra  làm vặn vẹo điểm nhận ra trong cấu trúc xoắn kép. Khi sai hỏng quá tinh vi để gây ra một vặn vẹo như thế, các hệ thống cắt bỏ chuyên biệt, glycosylase, hoặc hệ thống di dời được thiết lập. Để loại bỏ các lỗi sao chép, hệ thống bắt cặp sửa sai không xứng đôi sau sao chép điều hành; sau cùng, các hệ thống tái tổ hợp sau sao chép loại bỏ chỗ trống từ bản sao sai hỏng và tránh né các hệ thống sửa sai khác.

Số con đường gây ra trong đáp ứng với sai hỏng, như hệ thống SOS và nhiều protein tham gia sửa sai akyl hóa đã được thảo luận trước đây.

                                      THÔNG  TIN
        các enzyme sửa sai đóng vai trò thiết yếu làm giảm sai hỏng di truyền trong tế bào sống. Tế bào có nhiều con đường sửa sai khác nhau điều khiển loại bỏ những lỗi đột biến tiềm tàng.


Đột biến
Khi mô tả hệ thống sửa sai chỉ ra. tế bào bình thường được chương trình hóa để ngăn ngừa lỗi. Quá trình sửa sai có hiệu ứng đến nỗi tần số thế base  (basesubstitution rate ) thấp ở mức 109 đến 1010/ cặp base/ tế bào/ thế hệ ở E.coli. Tuy nhiên, chủng đột biến gia tăng  tần số đột biến ngẫu nhiên đã được phát hện. Những chủng như vậy thuật ngữ gọi là chủng đột biến. Trong hiều trường hợp, kiểu hình đột biến dẫn tới hệ thống sửa sai khuyết. Ở người, sửa sai khuyết thường dẫn tới nhiều bệnh nghiêm trọng.

Ở E.coli, locus đột biến mutH, mutL, mutU, và mutS tác động tới nhiều bộ phận của hệ thống sửa sai sau sao chép (H 16-33), như một locus kiềm chế, đặc hiệu với enzyme deoxyadenosine methylase.  Những chủng bị kiềm chế không thể methyl hóa adenine ở trình tự GATC (H 16-32), và do đó hệ thống sửa sai bắt cặp ghép đôi không thể phân biệt giữa mạch khuôn và mạch mới tổng hợp. Điều này làm tăng tần số đột biến ngẫu nhiên.

Đột biến ở locus mutY dẫn tới đảo chuyển GC---->TA, vì nhiều bắt cặp GA và bắt cặp  8-oxodGA  không được sửa sai. Gen mutM mã hóa glycosylase di dời 8-oxodG. Chủng thiếu mutM là chủng đột biến đối với  đảo chuyển GC---->TA. Chủng có t mutT có tần số đảo chuyển AT--->GC cao, do chúng thiếu hoạt động ngăn ngừa sự hợp nhất của  8-oxodG với adenine.

Chủng Ung (-) thiếu enzyme uracil DNA glycosylase. Chủng đột biến không thể cắt uracil , kết quả của sự khử amine, kết quả là  mức độ đồng chuyển C--->T cao. Locus mutD chịu trách nhiệm cho một tần số đột biến rất cao ( ít nhất ba chỉ dẫn quan trọng cao hơn bình thường ) Đột biến tại locus này ảnh hưởng tới chức năng đọc và sửa của DNA polymerase III.
 
Huỳnh Như Ngọc Hiển said:
http://ghr.nlm.nih.gov/handbook/inheritance/riskassessment;jsessionid=01CB6EC672B55AEE2B55220D8FC98582
Nếu một rối loạn di truyền hoạt động trong gia đình tôi, khả năng con tôi mắc rối loạn là bao nhiêu ?


Khi rối loạn di truyền được chẩn đoán là có trong một gia đình, các thành viên của gia đình thường muốn biết có thật họ hay con họ nhiễm bệnh. Điều này có thể khó dự đoán trong một số trường hợp bởi có nhiều tác nhân ảnh hưởng tới khả năng một người nhiễm rồi loạn di truyền. Điều quan trọng là rối loạn đó di truyền như thế nào. Chẳng hạn:

Điều quan trọng cần chú ý là cơ hội truyền một rối loạn di truyền cân bằng thích hợp với mỗi thai nhi. Chẳng hạn,  nếu một cặp vợ chồng có đứa con mắc rối loạn lặn NST thường, khả năng đứa con khác mắc rối loạn vẫn là 25% ( hoặc 1/4). Có một đứa con mắc rối loạn thì không thể " bảo vệ" được tương lai đứa trẻ bởi sự di truyến rối loạn. Tóm lại, có một đứa con không mắc rối loạn không có nghĩa là tương lai đứa trẻ sẽ rõ ràng không bị ảnh hưởng.

Mặc dù khả năng thừa hưởng rối loạn di truyền thể hiện khá rõ ràng, các yếu tố như lịch sử gia đình và những kết quả thử nghiệm di truyền đôi lúc có thể làm thay đổi xác suất. Hơn nữa, một số người với căn bệnh gây ra do đột biến không bao giờ gặp phải vấn đề nào về sức khỏe hoặc thí nghiệm rối loạn chỉ có những triệu chứng mang tính ôn hòa. Nếu bệnh hoạt động trong một gia đình không có đặc điểm di truyền rõ ràng, dự đoán khả năng một người thực sự mắc phải rối loạn có thể trở nên đặc biệt khó khăn.

Đánh giá xác suất mắc phải hoặc truyền một rối loạn di truyền có thể khá phức tạp.  Các chuyên gia di truyền học có thể giúp đỡ mọi người hiểu xác suất và giúp đỡ thông báo những quyết định về sức khỏe của họ.


Phần này Hiển dịch chưa thoát được ý. Anh nghĩ là do em đã quá coi trọng việc giữ vững thứ tự các bộ phận trong câu gốc tiếng Anh. Ở tiếng Anh ng ta thường hay dùng lối nói bị động trong khi tiếng Việt thì câu chủ động sẽ dễ hiểu hơn. Anh sửa lại ở trên VLOS, em xem nếu thấy đồng ý thì sửa lại tại bài của em.

Nếu trong gia đình tôi có mang một rối loạn di truyền, khả năng con tôi mắc rối loạn là bao nhiêu?

Anh nghĩ nếu có thể Hiển và bạn nào quan tâm có thể dịch hết bài trong cuốn sách này vì kiến thức khá cơ bản và hữu ích cho mọi đối tượng.
 
http://ghr.nlm.nih.gov/handbook/howgeneswork/geneonoff
Cơ chế đóng mở gen trong tế bào ?

Mở là những hoạt động tức thời của tế bào ?chỉ ?do một phần nhỏ các gen. ?Đóng là ?giai đoạn các gen biểu hiện. Quá trình đóng mở gen được biết đến như diều hòa gen ?(gene regulation). Điều hòa gen là một phần quan trọng của sự phát triển bình thường. Gen đóng mở theo nhiều phương thức khác nhau trong suốt quá trình phát triển, chẳng hạn, cách tạo nên tế bào não nhìn bao quát và hoạt động khác biệt so với một tế bào sống hay một tế bào cơ. Điều hòa gen còn cho phép tế bào phản ứng nhanh lẹ với những thay đổi của môi trường xung quanh. Mặc dù chúng ta biết rằng điều hòa gen là thiết yếu đối với sự sống, song quá trình phức tạp này vẫn chưa được hiểu một cách tường tận.

Điều hòa gen có thể xảy ra tại bất kì thời điểm nào trong suốt quá trình biểu hiện gen, nhưng thông thường hầu hết xảy ra ở mức độ phiên mã (khi thông tin trên gen của DNA được chuyển sang cho mRNA). Những tín hiệu đến từ môi trường hay các tế bào khác kích hoạt các protein gọi là ?nhân tố phiên mã ?(transcription factor). Những protein này bám vào vùng điều hòa của gen và làm gia tăng hoặc làm giảm mức độ phiên mã. Bằng cách điều khiển mức độ phiên mã, quá trình này có thể xác định số lượng sản phẩm protein hình thành bởi gen tại bất kì thởi điểm bắt đầu nào.
 
http://ghr.nlm.nih.gov/handbook/howgeneswork/genesanddivision

Gen điếu khiển tăng trưởng và phân bào như thế nào ?

Khá nhiều loại gen khác nhau liên quan trong điều khiển tăng trưởng và phân bào. Chu trình tế bào là cách thức tự nhân đôi của tế bào trong cơ thể theo từng bước một. Sự điều hòa chặt chẽ của quá trình này đảm bảo khi phân bào DNA được sao chép hoàn toàn, bất kì lỗi sai hỏng nào trong DNA đều được sửa sai. Chu trình có những  điểm kiểm soát (checkpoint) còn gọi là điểm giới hạn  (restriction point), cho phép gen nào đó kiểm tra lỗi và buộc chu trình dừng lại để sửa sai nếu xảy ra sai hỏng.

Nếu tế bào mang lỗi trong DNA mà không thể sửa sai, tế bào có thể trải qua quá trình chết tế bào  (apoptosis). Apoptosis là một quá trình thông thường xuyên suốt cuộc sống  giúp cơ thể giải phóng những thứ tế bào không cần. Tế bào trải qua một phần apoptosis và được tái tạo mới bởi một loại tế bào máu không màu gọi là macrophage.  Apotosis bảo vệ tế bào bằng cách dọn dẹp các tế bào sai hỏng di truyền mà có thể dẫn tới ung thư, và đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của phôi và duy trì mô trưởng thành.

Ung thư là kết quả từ sự phá vỡ sự điều hòa bình thường của chu trình tế bào. Khi chu trình tiến hành mà không được kiểm soát, tế bào có thể phân chia không có chỉ dẫn và  do đó tích lũy các khuyết tật di ruyền mà có thể dẫn tới khối u ung thư.
 
http://ghr.nlm.nih.gov/handbook/howgeneswork/genelocation
Bằng cách nào các nhà di truyền học biểu thị vị trí của gen ?

Nhà di truyền học sử dụng bản đồ để mô tả vị trí của một gen riêng biệt trên NST. Bản đồ vị trí di truyền tế bào (cytogenetic location ) được sử dụng để mô tả vị trí gen. Bản đồ vị trí  di truyền tế bào dựa trên  vệt  đặc biệt của các dải băng (band)  tạo nên khi nhuộm NST với những hóa chất nào đó. Bản đồ vị trí di truyền phân tử (molecular location), mô tả chính xác vị trí của gen trên NST. Bản đồ vị trí di truyền phân tử dựa trên trình tự khung sườn của DNA (cặp base) hình thành NST.

Bản đồ di truyền tế bào (Cytogenetic location)
Các nhà di truyền học sử dụng một tiêu chuẩn mô tả gen trên bản đồ di truyền tế bào. Trong hầu hết trường hợp, vị trí được mô tả là vị trí của một băng riêng biệt trên NST nhuộm màu:

17q12

Vị trí còn được viết dựa trên độ rộng của băng, nếu khó biết chính xác vị trí:

17q12-q21

Thông tin và các con số  thể tái tổ hợp cung cấp " địa chỉ" của gen trên NST. Địa chỉ được xác định dựa trên một số mục:

.  NST mà gen có thể được tìm thấy. Con số  hoặc thông tin đầu tiên được sử dụng để mô tả vị trí gen hiện diện trong NST. NST từ 1 tới 22 (NST thường) được minh họa bởi con số NST. NST giới tính được minh họa bằng chữ X hay Y.

.  Cánh của NST. Mỗi NST được chia thành hai phần (cánh) dựa trên một vị trí thu hẹp (co thắt) gọi là tâm động. Theo qui ước, cánh ngắn hơn gọi là p, cánh dài hơn gọi là q. Cánh NST là phần thứ hai trong địa chỉ của gen. Chẳng hạn, 5q là cánh dài của NST số 5, và Xp là cánh ngắn của NST X.

.  Vị trí của gen trên cánh p hay cánh q. Vị trí của gen dựa trên các vệt sáng tối đặc biệt của băng xuất hiện khi NST được nhuộm màu theo cách nào đó. Vị trí thường được minh họa bằng hai con số A-rập (đại diện vùng và băng), đôi kho cho phép dấu phẩy ở số thập phân và một hay nhiều con số A-rập nữa (đại diện cho các băng con bên trong khu vực sáng hay tối). Con số chỉ vị trí gen tăng lên với khảng cách từ tâm động. Chẳng hạn: 14q21 biểu thị vị trí 21 trên cánh dài của NST 14. 14q21 gần tâm động hơn 14q22.

Đôi khi, tiếp vị ngữ "cen" hay "ter" cũng được sử dụng để mô tả vị trí gen trên bản đồ  vị trí di truyền tế bào.  'Cen" chỉ gen rất gần tâm động. Chẳng hạn, 16pcen tham khảo là cánh ngắn của NST 16 gần tâm động. "Tel" là đầu mút, biểu thị gen rất gần đầu tận cùng của cánh p hay q. Chẳng hạn, 14qter tham khảo là mút của cánh dài NST 14 . ("tel" cũng được sử dụng để mô tả vị trí gen. "Tel" là telomere, đầu tận cùng của mỗi NST. Tiếp vị ngữ "tel" và "ter" tham khảo là cùng vị trí.

Vị trí phân tử

Kế hoạch hệ gen người ?(The Human Genome Project), một cuộc nghiên cứu quốc tế cố gắng hoàn tất trong 2003, ?đã xác định trình tự các cặp base của mỗi NST người. Trình tự thông tin này cho phép các nhà nghiên cứu cung cấp nhiều địa chỉ chuyên biệt hơn bản đồ vị trí di truyền tế bào cho nhiều gen. Một địa chỉ phân tử của gen chỉ định rất chính xác vị trí của gen nếu xét thuật ngữ gen là các cặp base. Chẳng hạn, địa chỉ phân tử của gen APOE trên NST 19 bắt đầu với cặp base thứ 50, 100, 901 và kết thúc với cặp base thứ 50, 104, 488. Kích thước này mô tả vị trí chính xác của gen trên NST 19 và chiều dài của gen (3,588 cặp base). Biết vị trí phân tử của gen còn cho phép các nhà nghiên cứu xác định một cách chính xác khoảng cách giữa gen này với gen khác trên NST.

Các nhóm nhà nghiên cứu khác nhau thường đưa ra những giá trị hơi khác nhau đối với vị trí phân tử của gen. Các nhà nghiên cứu làm sáng tỏ trình tự hệ gen người bằng cách sử dụng khá nhiều phương pháp, kết quả có thể có những khác biệt nhỏ về địa chỉ phân tử của gen. Chẳng hạn, National Center for Biotechnology Information (NCBI) xác định vị trí phân tử của gen APOE từ cặp base thứ 50, 100, 901 đến cặp base thứ 50, 104, 488 trên NST 19. Cơ sở dữ liệu Ensemb xác định vị trí của gen này từ cặp base thứ 50, 100, 879 tới cặp base thứ 50, 104, 489 trên NST 19. Ngay cả những địa chỉ này cũng không đúng; chúng đại diện cho những giải thích khác nhau của cùng một dữ liệu. Để cho chặt chẽ, Genetics Home Reference lấy dữ liệu từ NCBI cho vị trí phân tử của gen.
 
http://ghr.nlm.nih.gov/handbook/therapy/genetherapy

Liệu pháp gen là gì ?

Liệu pháp gen là  một kĩ thuật thử nghiệm mà sử dụng gen để điều trị hoặc phòng ngừa bệnh tật. Trong tương lai, kĩ thuật này cho phép các bác sĩ điều trị khuyết tật bằng cách thêm một gen vào các tế bào người bệnh  thay vì dùng thuốc hay phẫu thuật. Các nhà nghiên cứu đang thử nghiệm nhiều hướng đối với liệu pháp gen, bao gồm:

.   Thế gen đột biến gây bệnh bằng bản sao bình thường của gen đó.

.   Làm bất hoạt, hoặc " hạ đo ván", gen đột biến sai chức năng.

.   Đưa một gen mới vào cơ thể giúp chống lại bệnh.

Mặc dù liệu pháp gen là một kế hoạch điều trị hứa hẹn thích hợp với phần đông các bệnh ( kể cả các dị tật bẩm sinh, một số loại ung thư,  và những sự nhiễm virus nào đó), song kĩ thuật này khá mạo hiểm và vẫn còn chưa được nghiên cứu chắc chắn là an toàn và hiệu quả. Liệu pháp gen hiện tại đang được chỉ định thử nghiệm  để điều trị  bệnh nan y.
 
http://ghr.nlm.nih.gov/handbook/howgeneswork/genefamilies

Thế nào là họ gen ?

Một họ gen là một nhóm các gen mà cùng tham gia những tính trạng quan trọng. ?Trong đa số các trường hợp, các gen trong họ gen ?đều có chung trình tự tương đồng của khung sườn DNA ( DNA building blocks (nucleotides). ?Những gen này cung cấp lời chỉ dẫn hình thành sản phẩm như protein có cùng cấu trúc hoặc chức năng. Số ít trường hợp khác, các gen không tương đồng được tập hợp vào một họ bởi sản phẩm protein hình thành từ những gen này hoạt động với nhau như ?đơn vị hoặc một phần của cùng quá trình.

Phân loại mỗi gen vào trong họ gen giúp đỡ các nhà nghiên cứu mô tả gen bằng cách nào tương tác với gen khác. Các nhà nghiên cứu có thể sử dụng họ gen để dự đoán chức năng của một gen mới được xác định dựa trên sự tương đồng của chúng với những gen đã biết. ?Sự tương đồng trong các gen của họ có thể được sử dụng để dự đoán khi nào và ở đâu một gen chuyên biệt được hoạt hóa (biểu hiện). Thêm vào đó, họ gen có lẽ cung cấp những manh mối nhằm xác định những gen nào liên quan tới bệnh nào.

Đôi khi không đủ manh mối để biết gen nào tham gia thành lập họ. Trong những trường hợp khác, ?các gen tỏ ra thích hợp hơn nhiều một họ gen. Không có định nghĩa về mặt hình thức để nhóm các gen lại trong cùng họ gen. Phân loại ?hệ thống cho gen tiếp tục mở rộng ?khi các nhà khoa học hiểu nhiều hơn về cấu trúc và chức năng của gen và mối quan hệ giữa chúng.
 
Huỳnh Như Ngọc Hiển said:
http://ghr.nlm.nih.gov/handbook/howgeneswork/genefamilies

Thế nào là họ gen ?

Một họ gen là một nhóm các gen mà cùng tham gia những tính trạng quan trọng.  Trong đa số các trường hợp, các gen trong họ gen  đều có chung trình tự tương đồng của khung sườn DNA ( DNA building blocks (nucleotides).  Những gen này cung cấp lời chỉ dẫn hình thành sản phẩm như protein có cùng cấu trúc hoặc chức năng. Số ít trường hợp khác, các gen không tương đồng được tập hợp vào một họ bởi sản phẩm protein hình thành từ những gen này hoạt động với nhau như  đơn vị hoặc một phần của cùng quá trình.

Phân loại mỗi gen vào trong họ gen giúp đỡ các nhà nghiên cứu mô tả gen bằng cách nào tương tác với gen khác. Các nhà nghiên cứu có thể sử dụng họ gen để dự đoán chức năng của một gen mới được xác định dựa trên sự tương đồng của chúng với những gen đã biết.  Sự tương đồng trong các gen của họ có thể được sử dụng để dự đoán khi nào và ở đâu một gen chuyên biệt được hoạt hóa (biểu hiện). Thêm vào đó, họ gen có lẽ cung cấp những manh mối nhằm xác định những gen nào liên quan tới bệnh nào.

Đôi khi không đủ manh mối để biết gen nào tham gia thành lập họ. Trong những trường hợp khác,  các gen tỏ ra thích hợp hơn nhiều một họ gen. Không có định nghĩa về mặt hình thức để nhóm các gen lại trong cùng họ gen. Phân loại  hệ thống cho gen tiếp tục mở rộng  khi các nhà khoa học hiểu nhiều hơn về cấu trúc và chức năng của gen và mối quan hệ giữa chúng.

Một họ gene là một nhóm các gene mà cùng tham gia quy định một tính trạng nhất định. Trong đa số các trường hợp, các gene trong họ gene đều có những phần trình tự tương đồng chung. Do đó, những sản phẩm (protein) từ các gene này sẽ có cấu trúc hoặc chức năng gần gũi và tương tự nhau. Tuy nhiên ở một số trường hợp cá biệt, các gene trong một họ gene lại không tương đồng về mặt trình tự và sản phẩm protein mà chúng phối hợp hoạt động với nhau thành một phức hệ đa thành phần để cùng đảm nhận một chức năng sống.

Việc sắp xếp và phân định mỗi gene vào trong những họ gene đã giúp đỡ các nhà nghiên cứu hình dung cách thức những gene này tương tác với nhau. Ngoài ra, các nhà nghiên cứu có thể sử dụng họ gene để dự đoán chức năng của một gene mới được xác định dựa trên sự tương đồng về trình tự của chúng với những gene đã biết. Sự tương đồng trong các gene của họ gene cũng có thể được sử dụng để dự đoán vị trí và thời điểm hoạt động của một gene chuyên biệt. Thêm vào đó, những manh mối xác định khả năng liên quan của một gen tới bệnh/ tính trạng nhất định cũng có thể khai thác thông qua nghiên cứu về họ gene.

Trong một số trường hợp, nhà khoa học không xác định đủ bằng chứng để khẳng định những gene nào tham gia thành lập một họ gene vì thực tế không có một định nghĩa hoặc tiêu chí rõ ràng về mặt hình thức để phân định các họ gene. Ở những trường hợp khác, một họ gene có lẽ thực tế thuộc một vài tập hợp họ gene nhỏ hơn. Những phân loại một cách hệ thống về các họ gene vẫn đang tiếp tục mở rộng mỗi khi các nhà khoa học thu nhận thêm những hiểu biết về cấu trúc và chức năng của gene và mối quan hệ giữa chúng.


Họ gene là gì?
 
http://ghr.nlm.nih.gov/handbook/inheritance/runsinfamily

Làm thế nào để biết trong gia đình có mang bệnh di truyền?

Một rối loạn nào đó được coi là "lưu hành trong một gia đình" nếu có nhiều hơn một người trong gia đình đó mang rối loạn. Một số bệnh mà ảnh hưởng tới đa số các thành viên trong gia đình gây ra bởi đột biến gen, có thể được di truyền (truyền lại từ bố mẹ đến con cái). Những hội chứng khác xuất hiện rồi lưu hành trong gia đình thì không di truyền. Thay vào đó, các nhân tố môi trường như thói quen ăn kiêng hay sự tương tác giữa các nhân tố môi trường và di truyền chịu trách nhiệm cho những bệnh loại này.

Thật không dễ dàng xác định có phải một rối loạn lưu hành trong gia đình di truyền hay không. Các chuyên gia di truyền sử dụng lịch sử gia đình người bệnh (một bản ghi thông tin sức khỏe tức thời và mở rộng của gia đình người đó) nhằm giúp đỡ xác định có phải rối loạn chứa đựng yếu tố di truyền hay không.
 
http://ghr.nlm.nih.gov/handbook/inheritance/familyhistory
Tại sao lại phải tìm hiểu tiền sử bệnh tật của gia đình mình

Lịch sử điều trị gia đình ( family medical history) hay tiền sử bệnh là bản ghi chép ?thông tin sức khỏe về một người và các mối  quan hệ riêng tư của người đó. Bản ghi hoàn chỉnh bao gồm thông tin  từ các mối quan hệ ba đời, kể cả con cái, anh chị em, cha mẹ, dì chú, cháu gái và cháu trai, ông bà, anh em họ.

Nhiều gia đình có những nét  chung như gen, môi trường, lối sống. Kết hợp lại, những yếu tố này có thể đưa ra các bằng chứng là bệnh đang lưu hành trong gia đình. Bằng cách chú ý tới hình thái  bệnh tật, các chuyên gia chăm sóc sức khỏe có thể xác định cá nhân, thành viên hoặc thế hệ nào ?trong gia đình  có thể làm tăng nguy cơ phát triển bệnh đó được không.

Dựa vào tiền sử bệnh có thể xác định ai dễ ?mắc các chứng bệnh phổ biến với tần số cao, như bệnh tim, cao huyết áp  (high blood pressure), đột quỵ  (stroke), ung thư, và tiểu đường (diabete). Sự tổ hợp các yếu tố di truyền, điều kiện môi trường và cách lựa chọn lối sống tác động gây ra những rối loạn phức tạp này. Tiền sử bệnh còn giúp thông tin về các ?rối loạn hiếm có gây ra bởi những đột biến tại một gen riêng biệt, như u xơ nang  (cystic fibrosis) và thiếu máu hồng cầu hình liềm (sickle cell anemia).

Tiền sử bệnh cung cấp thông tin về  những rủi ro  đặc biệt liên quan tới sức khỏe cá nhân, biểu hiện thành các triệu chứng lâm sàng nhưng không có nghĩa cá nhân đó bị  xác định là sẽ phát triển với rối loạn ấy. Mặt khác, một người mà lịch sử điều trị gia đình không mắc rối loạn có thể vẫn có khả năng mắc bệnh cao.

Tìm hiểu tiền sử bệnh cho phép chúng ta thao tác nhằm làm giảm hiểm họa cho người bệnh. Chẳng hạn một người đang có nguy cơ ?bệnh ung thư trở nặng hơn, các chuyên gia chăm sóc sức khỏe có thể đề nghị tăng tần số lọc ( frequent screening ) hơn nữa (như chụp rơnghen hay nội soi ruột) mammography or colonoscopy bắt đầu từ giai đoạn sớm. Các nhà cung cấp y tế cũng có thể khuyến khích rà soát và kiểm tra thường xuyên những cá nhân biểu hiện các triệu chứng lâm sàng của bệnh lưu hành trong gia đình. Mặt khác, thay đổi lối sống như chấp nhận chế độ ăn kiêng phù hợp, thường xuyên tập thể dục thể thao, và bỏ hút thuốc lá  cũng giúp nhiều người hạ thấp khả năng phát triển bệnh tim và những chứng bệnh thông thường khác.

Cách sớm nhất để  có được thông tin về ?tiền sử bệnh là đề cập đến những mối quan hệ ?sức khỏe của gia đình họ. Có phải là họ đã có vấn đề lâm sàng nào đó, và khi nào chúng phát sinh ? Cuộc sum họp gia đình có thể là thời khắc tốt để thảo luận những vấn đề này. Hơn nữa, lưu trữ bản ghi lâm sàng và những dữ liệu khác ( như ?lời cáo phó và giấy báo tử) có thể giúp hoàn tất lịch sử điều trị gia đình. Thật cần kíp  khi lưu giữ những thông tin cập nhật này để chia xẻ thường xuyên với chuyên gia chăm sóc sức khỏe.
 
Hội chứng Turner (Turner syndrome)
Tên khác:

Bonnevie-Ullrich syndrome; Gonadal dysgenesis; Monosomy X

Định nghĩa

Hội chứng turner là rối loạn di truyền chỉ xảy ra ở phụ nữ. Tế bào phụ nữ bình thường chứa hai NST X. Trong hội chứng Turner, tế bào mất ?một phần hay toàn bộ NST X.

Nguyên nhân

Con người có 46 NST. NST chứa đựng gen và DNA, ?gen và DNA là nền móng của cơ thể. Hai trong số 46 NST là NST giới tính, xác định mỗi người là nam hay nữ. Đàn bà có hai NST giới tính cùng loại, được qui ước là XX. Đàn ông có một giới tính NST X và một NST giới tính Y (qui ước là XY).

Đối với hội chứng Turner, phụ nữ   không chứa đủ  cặp gồm hai NST X hoàn chỉnh bình thường.Hầu như là, phụ nữ bệnh chỉ có một NST X. Số ít phụ nữ khác có thể có hai NST X, nhưng một trong hai không hoàn chỉnh. Đôi lúc,  phụ nữ có một số tế bào với hai NST X, một số tế bào với một NST X.

Hội chứng Turner xảy ra với tần số 1 trên 2,000 cá thể sinh ra.

Triệu chứng

Các triệu chứng có thể bao gồm một tổ hợp của:

.  Lùn.
.  Cổ có màng chân.
.  Mi mắt rũ xuống.
.  Chiều dày ngực rộng và dẹt ra như cái móc.
.   Không  phát triển  hay phát triển  không đầy đủ ở tuổi dậy thì, bao gồm lông mu và  ngực nhỏ.
.  Đôi mắt khô.
.   Không có kinh nguyệt.
.   Âm đạo khô ráo, có thể dẫn tới giao hợp đau đớn.

Dấu hiệu và thử nghiệm:

Hội chứng Turner có thể được chẩn đoán  (diagnosed ) vào bất kì giai đoạn nào của cuộc sống. Nó có thể được chẩn đoán trước lúc sinh nếu kiểu nhân ( karyotyping) được thực hiện trong suốt quá trình  thử nghiệm trước lúc sinh.

Bác sỹ sẽ thực hiện cuộc kiểm tra bệnh lý và tìm kiếm các dấu hiệu chưa phát triển. Những đứa trẻ mắc hội chứng này thường có bàn tay và bàn chân sưng vù.

Các thử nghiệm sau có thể được thực hiện:

.   Kiểu nhân.
.   Siêu âm cơ quan sinh sản và cật (thận, phần thân giữa lưng).
.   Kiểm tra khung chậu.
.   Cường độ hocmon tạo thể vàng trong huyết thanh (có thể cao).
.   Cường độ hocmon kích nang trứng trong huyết thanh (có thể cao).
.   Siêu âm tim.
.   MRI ngực.

Hội chứng Turner cũng có thể làm biến đổi kết quả của những thử nghiệm sau:

.  Estriol- nước tiểu
.  Estriol- huyết thanh
.  Estradiol

Điều trị:

Hocmon tăng trưởng có thể giúp trẻ em mắc hội chứng Turner cao hơn. Liệu pháp thay thế Estrogen đã thường bắt đầu khi các bé gái ở độ tuổi 12 hay 13.  Những trợ giúp này thúc đẩy sự tăng trưởng của  ngực, lông mu, và những đặc trưng sinh dục khác.

Phụ nữ mắc hội  chứng ao ước có con có thể được xem xét sử dụng trứng của người tặng.

Nhóm hỗ trợ:

Để mở rộng nguồn và thông tin tìm kiếm, xem:

Xã hội hội chứng Turner
www.turnersyndrome.org

Mong đợi:

Đối với những người mắc hội chứng Turner, sự chăm sóc cẩn thận của bác sỹ có thể đem lại cuộc sống bình thường cho họ.

Phức tạp:

.  Khuyết tật tim
.  Quả cật bất thường
.  Cao huyết áp
.  Béo phì
.  Bệnh tiểu đường
.  Hashimoto's thyroiditis
.  Bệnh đục nhân mắt
.  Viêm khớp
.  Chứng vẹo xương sống (trong thời thanh xuân)
.  Truyền nhiễm tai giữa - thông thường ống tai nhỏ dần từ tai giữa tới cuống họng.

Phòng ngừa:

Không có cách phòng ngừa.

Cập nhật : 12/11/2006

Brian Kirmse, MD, Mount Sinai School of Medicine, Department of Human Genetics, New York, NY. Review provided by VeriMed Healthcare Network.

http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/ency/article/000379.htm
 
http://ghr.nlm.nih.gov/handbook/inh...s;jsessionid=FC4226DC525B5B5BE181D71107092690
Bệnh tật trong gia đình có thể di truyền theo những kiểu nào?


Những đột biến trong một gen gây ra một số rối loạn di truyền. Những rối loạn này thường được truyền đạt theo cách thức không quá phức tạp, tùy thuộc gen liên quan:

Trội NST thường: Trong mỗi tế bào, một bản sao gen đột biến ?đủ khiến người mắc rối loạn trội NST thường bị ảnh hưởng. Mỗi cá thể bị ảnh hưởng thường có một bố mẹ bị ảnh hưởng. Rối loạn trội NST thường có thể xảy ra ở bất kì đời nào trong gia đình. VD: bệnh Hungtington, bệnh u xơ thần kinh (neurofibromatosis) týp 1.

Lặn NST thường: Khi một người mắc rối loạn lặn NST thường thì trong mỗi tế bào có hai bản sao của gen đột biến. Mỗi cá thể bị ảnh hưởng thường không có  bố mẹ bị ảnh hưởng, các ông bố bà mẹ này chỉ mang một bản sao của gen đột biến (có thể xem như ?thể mang).Trường hợp tiêu biểu, rối loạn lặn NST thường không gặp ở bất kì ?đời nào trong gia đình bị ảnh hưởng. VD: bệnh xơ nang (cystic fibrosis), thiếu máu hồng cầu hình liềm (sickle cell anemia).

Trội liên kết với X: Những đột biến trong gen nằm trên NST X gây ra rối loạn trội liên kết với X. Phụ nữ  bị ảnh hưởng thường xuyên hơn đàn ông, và khả năng truyền rối loạn trội liên kết với X khác nhau ở đàn ông và phụ nữ. Dấu hiệu nổi bật của di truyền liên kết với X là bố không thể truyền những tính trạng liên kết với X cho các con trai của họ ( không truyền từ đàn ông sang đàn ông). VD: hội chứng FXS ( fragile X syndrome).

Lặn liên kết với X: Rối loạn lặn liên kết với X cũng gây ra bởi những đột biến trong gen nằm trên NST X. Đàn ông  bị ảnh hưởng thường xuyên hơn phụ nữ, và khả năng truyền rối loạn trội liên kết với X khác nhau ở đàn ông và phụ nữ. Những gia đình mang rối loạn lặn liên kết với X trong mỗi thế hệ thường có đàn ông bị ảnh hưởng, nhưng hiếm có phụ nữ bị ảnh hưởng. Dấu hiệu nổi bật của di truyền liên kết với X là bố không thể truyền những tính trạng liên kết với X cho các con trai của họ ( không truyền từ đàn ông sang đàn ông).  VD: bệnh ưa chảy máu (hemophilia), Fabry.

Đồng trội: Trong di truyền đồng trội, hai bản sao khác nhau (alen) của gen có thể được biểu hiện, và mỗi bản sao hình thành nên một protein hơi khác nhau. Cả hai alen đều tác động đến tính trạng di truyền hoặc xác định các dấu hiệu của rối loạn di truyền. VD: nhóm máu ABO, khuyết  alpha-1 antitrypsin.

Thuộc về ti thể: Kiểu di truyền này, được biết đến như di truyền theo dòng mẹ, áp dụng cho gen nằm trong DNA ti thể. Ti thể là những cấu trúc trong tế bào chuyển hóa vật chất thành năng lượng, mỗi ti thể chứa đựng một lượng nhỏ DNA. Do chỉ tế bào trứng đóng góp ti thể cho sự phát triển phôi nên chỉ phụ nữ có thể truyền  rối loạn thuộc về ti thể cho con cái . Rối loạn thuộc về ti thể có thể xuất hiện tại bất kì thế hệ nào trong gia đình và có thể tác động tới cả đàn ông lẫn phụ nữ, nhưng các ông bố không thể truyền tính trạng thuộc về ti thể cho con cái. VD: bệnh di truyền thần kinh thị giác (LHON).

Sự tổ hợp các tác động đa gen hoặc tương tác giữa gen và môi trường gây ra nhiều rối loạn khác. Những dị tật như thế quá khó để phân tích do nguyên nhân di truyền của chúng thường không rõ ràng, và không theo cách thức di truyền kể trên. Những ví dụ dị tật gây ra bởi đa gen hay tương tác giữa gen và môi trường bao gồm bệnh tim, tiểu đường,  schizophrenia, và một số loại ung thư nào đó. Để mở rộng thông tin, hãy xem Thế nào là một rối loạn phức tạp hoặc đa nhân tố ?.

Những dị tật gây ra bởi thay đổi cấu trúc hoặc số lượng NST không kèm theo các kiểu di truyền nói trên. Để đọc về những rối loạn NST xảy ra như thế nào, hãy xem Có phải rối loạn NST được di truyền ?.
 

Facebook

Thống kê diễn đàn

Threads
12,276
Messages
72,178
Members
56,120
Latest member
mdsudaipurr
Back
Top