Nhiễm sắc thể 2
Nhiễm sắc thể 2 liên quan đến hội chứng mất đoạn 2q37, hội chứng rối loạn phát triển thần kinh liên quan MBD5, hội chứng liên quan SATB2,… Một người bình thường có 46 nhiễm sắc thể trong mỗi tế bào và được chia thành 23 cặp nhiễm sắc thể tương đồng. Trong hai bản sao của nhiễm sắc thể số 2, một bản sao được thừa hưởng từ bố và bản sao còn lại thừa hưởng từ mẹ tạo thành một cặp nhiễm sắc thể tương đồng trong số 23 cặp nhiễm sắc thể.
Nhiễm sắc thể 2 là nhiễm sắc thể lớn thứ hai, được tạo thành từ khoảng 243 triệu cặp base và chiếm gần 8% 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. 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 2 chứa khoảng 1200-1300 gen hoạt hóa tạo ra protein. Các protein này thực hiện 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 2.
Hội chứng mất đoạn 2q37
Hội chứng mất đoạn 2q37 do mất đoạn tại vị trí 2q37 gần cuối nhánh dài (q) của nhiễm sắc thể số 2. Các dấu hiệu và triệu chứng rất khác nhau, người bệnh thường bị thiểu năng trí tuệ, các vấn đề hành vi, béo phì, bất thường xương như ngón tay và ngón chân ngắn.
Người ta đang nghiên cứu để xác định tất cả các gen góp phần vào các đặc điểm của hội chứng mất đoạn 2q37. Mặc dù kích thước của vùng bị mất khác nhau giữa người bệnh, nhưng đoạn bị mất luôn chứa gen HDAC4. Mất gen HDAC4 gây ra nhiều triệu chứng đặc trưng của bệnh như thiểu năng trí tuệ, vấn đề hành vi và bất thường xương. Các nghiên cứu về vai trò của những gen khác trong vùng 2q37 liên quan đến hôi chứng này vẫn đang được thực hiện.
Hội chứng rối loạn phát triển thần kinh liên quan MBD5
Mất đoạn hoặc lặp một đoạn nhỏ của nhiễm sắc thể số 2 ở vị trí q23.1 có thể gây ra chứng rối loạn phát triển thần kinh liên quan MBD5 (MBD5-Associated Neurodevelopmental Disorder - MAND). MAND ảnh hưởng đến quá trình phát triển thần kinh và thể chất ngay từ khi sinh ra. Người bệnh thường bị thiểu năng trí tuệ, chậm phát triển, khiếm khuyết khả năng nói, vấn đề giấc ngủ, khuôn mặt dị biệt và tay chân bất thường. Hầu hết người bệnh cũng có các vấn đề hành vi tương tự như rối loạn phổ tự kỷ.
Những thay đổi nhiễm sắc thể có thể gây ra MAND bao gồm mất đoạn hoặc lặp đoạn tại vị trí 2q23.1. Các đoạn bị mất hoặc lặp lại có kích thước khác nhau nhưng luôn chứa gen MBD5 và một số gen khác. Gen MBD5 hướng dẫn tạo ra một loại protein có khả năng điều chỉnh hoạt động của gen (điều hòa biểu hiện gen), kiểm soát sản xuất protein liên quan đến các chức năng của hệ thần kinh như học tập, trí nhớ và hành vi.
Những thay đổi trên nhiễm sắc thể số 2 gây ra MAND dẫn đến một lượng protein MBD5 bất thường. Mất đoạn chứa gen MBD5 làm giảm lượng protein MBD5 được tạo ra trong tế bào. Ngược lại, lặp một đoạn chứa gen MBD5 lại gia tăng lượng protein MBD5. Bất kỳ thay đổi nào về số lượng protein MBD5 đều làm giảm khả năng điều hòa biểu hiện gen, dẫn đến sản xuất không kiểm soát một số protein, đặc biệt là các protein liên quan đến hệ thần kinh. Điều này giúp giải thích tại sao MAND lại tác động đến sự phát triển và hành vi của não. Nguyên nhân của bất thường xương và các biểu hiện khác của MAND chưa rõ ràng. Người ta cũng chưa biết liệu những thay đổi trên các gen khác trên nhiễm sắc thể 2 có góp phần vào các triệu chứng của MAND hay không.
Hội chứng liên-quan-SATB2
Những thay đổi trên nhánh dài (q) của nhiễm sắc thể 2 gây ra hội chứng liên-quan-SATB2 (SATB2-associated syndrome). Người bệnh bị thiểu năng trí tuệ và các vấn đề nghiêm trọng về giọng nói. Họ cũng có thể bị hở hàm ếch, bất thường răng miệng hoặc khuôn mặt dị biệt.
Hội chứng liên-quan-SATB2 có liên quan đến những thay đổi gen SATB2 trên nhiễm sắc thể 2. Một số thay đổi trên nhánh dài của nhiễm sắc thể số 2 bao gồm mất đoạn tại vùng 2q32 và 2q33. Kích thước của đoạn bị mất khác nhau giữa những người bệnh. Mất một đoạn lớn làm loại bỏ một số gen trên nhiễm sắc thể 2, bao gồm gen SATB2. Trong khi đó, mất một đoạn nhỏ đôi khi chỉ loại bỏ một phần gen SATB2. Các đột biến khác như đột biến thay đổi nucleotide trên gen SATB2 cũng có thể gây ra hội chứng liên-quan-SATB2.
Những thay đổi trên gen SATB2 làm giảm lượng protein SATB2 được tạo ra. Protein SATB2 hướng dẫn phát triển não và hộp sọ. Do đó, protein SATB2 bị giảm chức năng dẫn đến các triệu chứng của bệnh.
Một số người bị mất đoạn lớn trên nhiễm sắc thể có thể biểu hiện những triệu chứng không phổ biến như các vấn đề về tim, bộ phận sinh dục và đường tiết niệu, da hoặc tóc. Những triệu chứng này dường như liên quan đến các gen bị mất khác gần SATB2 trên nhánh dài của nhiễm sắc thể số 2.
Ung thư
Những thay đổi trên nhiễm sắc thể số 2 đã được xác định trong một số loại ung thư. Những thay đổi này thường là đột biến soma không di truyền và chỉ xảy ra trong một số tế bào ung thư.
Tam bội nhiễm sắc thể số 2 xảy ra khi tế bào có ba bản sao của nhiễm sắc thể số 2 thay vì hai bản sao thông thường. Thể tam bội 2 được tìm thấy trong hội chứng rối loạn sinh tủy (myelodysplastic syndrome). Bệnh ảnh hưởng đến máu và tủy xương. Người mắc hội chứng rối loạn sinh tủy có số lượng tế bào hồng cầu thấp (thiếu máu) và tăng nguy cơ phát triển một dạng ung thư máu gọi là bệnh bạch cầu dòng tủy cấp tính (acute myeloid leukemia).
Các vấn đề khác
Một bất thường khác về nhiễm sắc thể số 2 được gọi là nhiễm sắc thể vòng 2. Nhiễm sắc thể vòng xảy ra khi một nhiễm sắc thể bị đứt ở hai vị trí và ở hai đầu bị đứt này liên kết với nhau tạo thành cấu trúc vòng. Những người có bất thường nhiễm sắc thể này thường chậm phát triển, kích thước đầu nhỏ, chậm phát triển trước và sau khi sinh, dị tật tim và các đặc điểm bất thường trên khuôn mặt. Mức độ nghiêm trọng của các triệu chứng thường phụ thuộc vào số lượng và loại tế bào nào chứa nhiễm sắc thể vòng 2.
Những thay đổi khác liên quan đến số lượng hoặc cấu trúc của nhiễm sắc thể 2 bao gồm một đoạn nhiễm sắc thể bị thừa hoặc thiếu trong mỗi tế bào. Những thay đổi này có thể có nhiều ảnh hưởng đến sức khỏe và sự phát triển, bao gồm thiểu năng trí tuệ, chậm phát triển, các đặc điểm bất thường trên khuôn mặt, trương lực cơ yếu và các bất thường trên ngón tay và ngón chân.
References
- National Human Genome Research Institute. Chromosome Abnormalities. Retrieved May 25, 2021 from https://www.genome.gov/about-genomics/fact-sheets/Chromosome-Abnormalities-Fact-Sheet
- U.S National Library of Medicine. Chromosome 2. Retrieved May 25, 2021 from https://medlineplus.gov/genetics/chromosome/2/