Bất thường nhiễm sắc thể là gì?

Người bình thường có 46 nhiễm sắc thể chia thành 23 cặp, bất kỳ sự thay đổi nào xảy ra với nhiễm sắc thể sẽ dẫn đến tình trạng gọi là bất thường nhiễm sắc thể. Nguyên nhân thường do các vấn đề phát sinh trong quá trình phân chia giao tử hoặc do đột biến dưới tác động của hóa chất, phóng xạ,… Đột biến nhiễm sắc thể có thể dẫn đến thay đổi số lượng nhiễm sắc thể trong tế bào hoặc thay đổi cấu trúc của nhiễm sắc thể. Khác với đột biến gen chỉ tác động lên một gen đơn hoặc đoạn ADN trên nhiễm sắc thể, đột biến nhiễm sắc thể làm thay đổi và tác động đến toàn bộ nhiễm sắc thể.

Cấu trúc nhiễm sắc thể

Nhiễm sắc thể là một tập hợp chuỗi dài chứa các các gen mang thông tin di truyền (ADN), được hình thành từ chất nhiễm sắc cuộn chặt quanh những protein được gọi là histone. Nhiễm sắc thể nằm trong nhân tế bào và quấn chặt lại trước khi quá trình phân chia tế bào diễn ra. Nhiễm sắc thể không nhân đôi là một sợi đơn bao gồm một vùng tâm động nối hai vùng cánh tay gồm cánh ngắn p và cánh dài q.

Để chuẩn bị cho quá trình phân bào, các nhiễm sắc thể sẽ được nhân đôi để đảm bảo tế bào mới sinh ra có số lượng nhiễm sắc thể chuẩn xác. Do đó, một bản sao giống hệt nhau của mỗi nhiễm sắc thể được tạo ra thông qua quá trình sao chép ADN. Mỗi nhiễm sắc thể được nhân đôi thành hai nhiễm sắc thể giống hệt nối với nhau tại vùng tâm động. Các chromatid phân tách trước khi hoàn thành quá trình phân chia tế bào.

Thay đổi số lượng nhiễm sắc thể

Ở trạng thái bình thường, nhiễm sắc thể tồn tại ở dạng cặp gồm 2 nhiễm sắc thể đơn, đột biến làm thay đổi số lượng nhiễm sắc thể được gọi là thể dị bội. Tế bào dị bội xảy ra do kết quả của sự đứt gãy nhiễm sắc thể hoặc không phân ly xảy ra trong quá trình giảm phân hoặc nguyên phân. Các nhiễm sắc thể tương đồng không phân ly dẫn đến tình trạng thừa hoặc thiếu nhiễm sắc thể. Những bất thường về nhiễm sắc thể giới tính do không phân ly có thể dẫn đến các tình trạng như hội chứng Klinefelter và Turner. Trong hội chứng Klinefelter, nam giới có thêm một hoặc nhiều nhiễm sắc thể giới tính X. Trong hội chứng Turner, nữ giới chỉ có một nhiễm sắc thể giới tính X. Hội chứng Down là một ví dụ về một tình trạng xảy ra do có thêm một nhiễm sắc thể trên nhiễm sắc thể số 21.

Đột biến nhiễm sắc thể dẫn đến các cá thể có nhiều hơn một bộ nhiễm sắc thể đơn bội trong một tế bào được gọi là thể đa bội. Tế bào đơn bội là tế bào chứa một bộ nhiễm sắc thể hoàn chỉnh. Tế bào sinh dục của chúng ta được coi là đơn bội và chứa 1 bộ 23 nhiễm sắc thể hoàn chỉnh. Tế bào nhiễm sắc thể thường là lưỡng bội, chứa 2 bộ 23 nhiễm sắc thể hoàn chỉnh. Nếu một đột biến làm cho một tế bào có bộ ba đơn bội, nó được gọi là thể tam bội. Nếu tế bào có 4 bộ đơn bội thì được gọi là thể tứ bội.

Thay đổi cấu trúc nhiễm sắc thể

Sự nhân đôi và đứt gẫy của nhiễm sắc thể là nguyên nhân gây ra dạng đột biến làm thay đổi cấu trúc nhiễm sắc thể. Những thay đổi này ảnh hưởng đến quá trình sản xuất protein bằng cách thay đổi các gen trên nhiễm sắc thể. Những thay đổi cấu trúc nhiễm sắc thể thường gây tác động nghiêm trọng đến sự phát triển của một cá thể, thậm chí dẫn đến tử vong. Một vài thay đổi không có hại và không ảnh hưởng đáng kể.

Một số dạng thay đổi cấu trúc nhiễm sắc thể bao gồm:

• Chuyển đoạn: một đoạn nhiễm sắc thể tách ra khỏi nhiễm sắc thể này và di chuyển đến vị trí mới trên nhiễm sắc thể khác.
• Mất đoạn: một đoạn nhiễm sắc thể bị mất (xóa) trong quá trình phân chia tế bào.
• Lặp đoạn: một đoạn nhiễm sắc thể được lặp lại tại một vị trí khác.
• Đảo đoạn: một đoạn nhiễm sắc thể bị đứt được đảo ngược và đưa trở lại nhiễm sắc thể. Nếu sự đảo ngược bao phủ tâm động của nhiễm sắc thể, nó được gọi là đảo ngược tâm động. Nếu nó liên quan đến nhánh dài hoặc ngắn của nhiễm sắc thể và không bao gồm tâm động, được gọi là đảo ngược tâm.
• Isochromosome: được tạo ra do sự phân chia không đúng của tâm động làm cho nhiễm sắc thể chứa hai nhánh ngắn hoặc hai nhánh dài trong khi bình thường chứa một nhánh ngắn và một nhánh dài.

Đột biến nhiễm sắc thể giới tính

Đột biến xảy ra tại các gen nằm trên nhiễm sắc thể giới tính được gọi là gen liên kết giới tính. Các gen này trên nhiễm sắc thể X hoặc nhiễm sắc thể Y quy định đặc điểm di truyền của các tính trạng liên kết giới tính. Đột biến gen xảy ra trên nhiễm sắc thể X có thể là trội hoặc lặn. Rối loạn trội liên kết X được biểu hiện ở cả nam và nữ. Rối loạn lặn liên kết X biểu hiện ở nam và có thể bị che lấp ở nữ nếu nhiễm sắc thể X thứ hai của nữ bình thường như bệnh thiếu men G6PD, bệnh teo cơ tủy SMA. Rối loạn liên kết nhiễm sắc thể Y chỉ biểu hiện ở nam giới.