Nhiễm sắc thể 14 liên quan đến hội chứng FOXG1, đa u tủy, ung thư,… Con người bình thường có 46 nhiễm sắc thể trong mỗi tế bào, các nhiễm sắc thể được chia thành 23 cặp nhiễm sắc thể tương đồng. Trong hai bản sao của nhiễm sắc thể số 14, một bản sao được thừa hưởng từ bố và bản sao còn lại được thừa hưởng từ mẹ để tạo thành một cặp nhiễm sắc thể tương đồng trong số 23 cặp nhiễm sắc thể.
Nhiễm sắc thể 14 được tạo thành từ khoảng 107 triệu cặp base và chiếm 3,5% tổng số ADN trong tế bào.
Tổng quan
Xác định gen trên mỗi nhiễm sắc thể là lĩnh vực nghiên cứu mang tính ứng dụng cao trong nghiên cứu di truyền học. Bởi vì các nhà nghiên cứu sử dụng nhiều phương pháp để dự đoán số lượng gen trên mỗi nhiễm sắc thể nên số lượng gen ước tính sẽ khác nhau. Nhiễm sắc thể 14 chứa khoảng 800–900 gen hoạt hóa tạo ra protein. Các protein này đảm nhiệm nhiều vai trò khác nhau trong cơ thể.
Đột biến gây bệnh
Các tình trạng sau đây có nguyên nhân do đột biến liên quan đến sự thay đổi cấu trúc nhiễm sắc thể hoặc thay đổi số lượng bản sao của nhiễm sắc thể số 14.
Hội chứng FOXG1
Mất một phần nhánh dài (q) của nhiễm sắc thể 14 có thể gây ra hội chứng FOXG1, người bệnh phát triển kém và bị bất thường cấu trúc não. Vùng bị xóa bao gồm gen FOXG1 cũng như một số gen lân cận. Tùy thuộc vào gen liên quan, người bệnh có thể biểu hiện các triệu chứng bao gồm khuôn mặt dị biệt, thiếu kết nối giữa bán cầu não trái và bán cầu não phải.
Gen FOXG1 tạo ra protein thiết yếu cho sự phát triển não bộ trước khi sinh, đặc biệt trong vùng não phôi thai được gọi là telencephalon. Telencephalon cuối cùng phát triển thành một số cấu trúc quan trọng bao gồm phần lớn nhất của não (đại não)—bộ phận điều khiển phần lớn các hoạt động có ý thức, ngôn ngữ, nhận thức giác quan, học tập và trí nhớ. Mất gen FOXG1 làm gián đoạn sự phát triển bình thường của não bắt đầu từ trước khi sinh, dường như nó là nguyên nhân chính cho các bất thường cấu trúc não và những vấn đề đặc trưng của hội chứng FOXG1. Người ta chưa rõ làm thế nào mất thêm các gen góp phần vào các dấu hiệu và triệu chứng của bệnh.
Đa u tủy
Chuyển vị vật chất di truyền từ một trong số các nhiễm sắc thể khác sang vùng 14q32 của nhiễm sắc thể 14 xảy ra trong 20–60% các trường hợp đa u tủy (multiple myeloma)—ung thư phát sinh từ tế bào plasma. Chuyển vị là đột biến soma, nó phát sinh trong quá trình sống của một người và chỉ hiện diện trong một số tế bào khối u. Chuyển vị có thể ảnh hưởng đến các gen thiết yếu; những gen này có chức năng điều chỉnh quá trình phân chia tế bào bằng cách ngăn chặn tế bào phân chia quá nhanh hoặc mất kiểm soát. Do đó, khi các gen này bị gián đoạn, cơ chế kiểm soát tế bào phát triển và phân chia có thể bị phá hỏng rồi dẫn đến sự tăng sinh quá mức của các tế bào plasma đặc trưng cho bệnh đa u tủy.
Hội chứng nhiễm sắc thể vòng 14
Hội chứng nhiễm sắc thể vòng 14 bắt nguồn từ bất thường nhiễm sắc thể được gọi là nhiễm sắc thể vòng 14 hoặc r(14). Nhiễm sắc thể dạng vòng là một cấu trúc hình tròn xảy ra khi một nhiễm sắc thể bị đứt tại hai vị trí và các đầu bị đứt của nó kết hợp với nhau. Người mắc hội chứng nhiễm sắc thể vòng 14 có một bản sao của nhiễm sắc thể bất thường này trong một số hoặc tất cả các tế bào.
Người ta tin rằng một số gen quan trọng nằm gần cuối nhánh dài (q) của nhiễm sắc thể số 14 bị mất khi nhiễm sắc thể dạng vòng hình thành. Mất các gen này có thể gây ra một số đặc điểm chính của hội chứng nhiễm sắc thể vòng 14, bao gồm thiểu năng trí tuệ và chậm phát triển. Người ta đang xác định những gen bị thiếu góp phần thế nào vào các dấu hiệu và triệu chứng.
Động kinh là một đặc điểm chung của hội chứng nhiễm sắc thể vòng, bao gồm nhiễm sắc thể vòng 14. Có thể có điều gì đó về chính cấu trúc vòng gây ra bệnh động kinh. Động kinh có thể xảy ra do một số gen trên nhiễm sắc thể vòng 14 ít hoạt động hơn so với gen trên nhiễm sắc thể thường 14. Ngoài ra, co giật có thể là kết quả của sự mất ổn định của nhiễm sắc thể vòng trong một số tế bào.
Ung thư
Chuyển đoạn giữa nhiễm sắc thể 14 và các nhiễm sắc thể khác liên quan đến một số loại ung thư. Các nghiên cứu chỉ ra rằng chuyển vị làm gián đoạn các gen quan trọng có chức năng kiểm soát sự phát triển và phân chia tế bào. Tế bào phân chia không kiểm soát có thể dẫn đến ung thư.
Chuyển đoạn liên quan đến nhiễm sắc thể 14 được tìm thấy trong bệnh ung thư tế bào tạo máu (bệnh bạch cầu), ung thư tế bào miễn dịch (u lympho) và một số bệnh liên quan. Ví dụ, u lympho Burkitt, một bệnh ung thư tế bào bạch cầu xảy ra thường xuyên nhất trên trẻ em và thanh niên có liên quan đến chuyển vị giữa nhiễm sắc thể 8 và nhiễm sắc thể 14. Một loại ung thư hạch khác được gọi là u lympho nang thường liên quan đến chuyển vị giữa nhiễm sắc thể 14 và nhiễm sắc thể 18.
Các vấn đề khác
Một dạng bệnh hiếm gặp được gọi là hội chứng mất đoạn cuối 14, bệnh gây ra các dấu hiệu và triệu chứng tương tự như hội chứng nhiễm sắc thể vòng 14. Hội chứng mất đoạn cuối 14 xảy ra do một số gen trên phần cuối nhánh dài (q) nhiễm sắc thể 14 bị xóa. Ngoài ra, một số người còn mất vật liệu di truyền từ một nhiễm sắc thể khác. Người bệnh bị yếu cơ, đầu nhỏ, nhiễm trùng đường hô hấp, chậm phát triển và học tập kém.
Những thay đổi khác về số lượng hoặc cấu trúc của nhiễm sắc thể 14 có thể gây ra nhiều biểu hiện khác nhau, bao gồm tăng trưởng chậm, khuôn mặt dị biệt và các vấn đề sức khỏe khác. Một số thay đổi khác liên quan đến nhiễm sắc thể 14 đã được báo cáo, bao gồm thêm đoạn (thể tam bội một phần 14), thêm toàn bộ nhiễm sắc thể chỉ trong một số tế bào (thể khảm tam bội 14) và mất đoạn hoặc lặp đoạn một phần nhiễm sắc thể 14. Thể tam bội toàn phần 14 xảy ra khi có một bản sao bổ sung của toàn bộ nhiễm sắc thể 14 trong tất cả các tế bào của cơ thể. Người bị tam bội 14 không thể sống.
Các vấn đề sức khỏe có thể là kết quả của một bất thường về nhiễm sắc thể được gọi là lưỡng bội từ cha mẹ (Uniparental Disomy - UPD), khi một người thừa hưởng cả hai bản sao của nhiễm sắc thể từ cha hoặc mẹ thay vì một bản sao từ cha hoặc mẹ. Cánh dài của nhiễm sắc thể số 14 chứa một số gen chỉ hoạt động khi được thừa hưởng từ mẹ và các gen khác chỉ hoạt động khi được thừa hưởng từ cha. Do đó, người có hai bản sao nhiễm sắc thể số 14 từ cha hoặc hai bản sao nhiễm sắc thể số 14 từ mẹ bị thiếu một số gen chức năng trong khi có thêm một bản sao của những gen khác.
Khi cả hai bản sao của nhiễm sắc thể 14 đều được di truyền từ mẹ (UPD 14 mẹ), người bệnh có biểu hiện như sinh non, chậm lớn trước và sau khi sinh, tầm vóc thấp bé, chậm phát triển, tay chân nhỏ và dậy thì sớm. Khi cả hai bản sao của nhiễm sắc thể đều được thừa hưởng từ cha (UPD 14 cha), người bệnh có biểu hiện thừa nước ối, một lỗ hở trên thành bụng, khuôn mặt dị biệt, ngực hình chuông nhỏ, xương sườn ngắn và chậm phát triển. UPD 14 mẹ và UPD 14 cha rất hiếm gặp.
References
- National Human Genome Research Institute. Chromosome Abnormalities. Retrieved May 17, 2021 from https://www.genome.gov/about-genomics/fact-sheets/Chromosome-Abnormalities-Fact-Sheet
- U.S National Library of Medicine. Chromosome 14. Retrieved May 17, 2021 from https://medlineplus.gov/genetics/chromosome/14/
