Nhiễm sắc thể 5

Một vùng ADN bị xóa khỏi nhánh dài (q) của nhiễm sắc thể số 5 liên quan đến hội chứng 5q-. Mất đoạn xảy ra trong các tế bào máu chưa trưởng thành, nó ảnh hưởng đến một bản sao của nhiễm sắc thể số 5 trong mỗi tế bào. Hội chứng 5q- gây ra một loại rối loạn tủy xương được gọi là hội chứng rối loạn sinh tủy (Myelodysplastic Syndrome - MDS). Người mắc hội chứng 5q- thường bị thiếu tế bào hồng cầu (thiếu máu) và có các tế bào máu megakaryocyte bất thường. Megakaryocyte sản xuất ra tiểu cầu cho quá trình đông máu. Người bệnh có nguy cơ phát triển bệnh bạch cầu dòng tủy cấp tính (Acute Myeloid Leukemia - AML).

Đa số người bệnh đều mất một đoạn khoảng 1,5 triệu cặp base (1,5Mb) trên nhiễm sắc thể 5. Đoạn ADN này chứa 40 gen. Nghiên cứu cho thấy mất một bản sao của nhiều gen này dẫn đến các biểu hiện của hội chứng 5q-. Cụ thể hơn, mất gen RPS14 gây ra các vấn đề phát triển tế bào hồng cầu, mất gen MIR145 hoặc gen MIR146A tạo ra các tế bào megakaryocyte bất thường. Người ta vẫn đang xác định mối liên quan giữa những gen khác với các biểu hiện của hội chứng 5q- và sự phát triển của bệnh bạch cầu dòng tủy cấp tính.

Hội chứng mất đoạn 5q31.3 bắt nguồn từ mất một đoạn nhỏ tại vị trí q31.3 trên nhánh dài (q) của nhiễm sắc thể số 5. Người bệnh thường có vấn đề với giọng nói, khả năng đi lại, yếu cơ, vấn đề hô hấp, co giật và khuôn mặt dị biệt. Kích thước đoạn bị mất có thể từ vài nghìn đến vài triệu cặp base. Vùng bị xóa thường chứa ít nhất ba gen. Trong đó, gen PURA dường như liên quan đến đa số các triệu chứng.

Gen PURA cung cấp hướng dẫn tạo ra protein Pur-alpha (Purα). Protein này đặc biệt thiết yếu cho sự phát triển bình thường của não bộ. Purα điều hòa quá trình phát triển và phân chia của các tế bào thần kinh. Nó cũng tham gia vào quá trình hình thành hoặc trưởng thành myelin—chất bảo vệ bao bọc dây thần kinh và thúc đẩy quá trình truyền các xung thần kinh. Mất một bản sao gen PURA làm thay đổi sự phát triển bình thường của não và suy giảm chức năng của tế bào thần kinh, từ đó người bệnh có biểu hiện chậm phát triển, yếu cơ, co giật và các vấn đề thần kinh khác.

Một số nghiên cứu cho rằng mất một gen khác trên nhiễm sắc thể số 5 (gen NRG2) làm tăng mức độ nghiêm trọng của các dấu hiệu và triệu chứng. Tuy nhiên, người ta vẫn chưa rõ mất đi các gen trong vùng bị xóa có tác động như thế nào đến các triệu chứng của bệnh.

Hội chứng Cri-du-chat hay hội chứng tiếng mèo kêu bắt nguồn từ mất đoạn cuối trên nhánh ngắn (p) của nhiễm sắc thể số 5. Các dấu hiệu và triệu chứng của hội chứng bệnh có thể do đến mất nhiều gen trong vùng này. Những người mất đoạn ADN lớn trên nhiễm sắc thể số 5 có xu hướng bị thiểu năng trí tuệ và chậm phát triển. Người chỉ bị mất một đoạn ngắn có biểu hiện nhẹ hơn.

Người ta cũng đã xác định được các vùng trên nhánh ngắn của nhiễm sắc thể số 5 có liên quan đến những đặc điểm của hội chứng Cri-du-chat. Cụ thể hơn, vùng 5p15.3 liên quan đến tiếng kêu như mèo và vùng 5p15.2 liên quan đến thiểu năng trí tuệ, kích thước đầu nhỏ và các đặc điểm bất thường trên khuôn mặt.

Chuyển đoạn trên nhiễm sắc thể số 5 liên quan đến một loại ung thư tế bào máu được gọi là bệnh bạch cầu bạch cầu ái toan liên-kết-PDGFRB (PDGFRB-associated chronic eosinophilic leukemia). Người bệnh có lượng bạch cầu ái toan gia tăng quá mức. Chuyển đoạn phổ biến nhất t(5;12)(q31-33;p13) dung hợp một phần của gen PDGFRB từ nhiễm sắc thể 5 với một phần của gen ETV6 từ nhiễm sắc thể 12. Chuyển đoạn kết hợp gen PDGFRB với một trong hơn 20 gen khác cũng là nguyên nhân gây bệnh. Các dạng chuyển đoạn này là đột biến soma không di truyền, chúng chỉ hiện diện trong các tế bào ung thư.

Protein ETV6/PDGFRβ được tạo ra từ gen dung hợp ETV6-PDGFRB có chức năng khác với protein từ các gen riêng lẻ. Protein ETV6 có thể tắt hoạt động của gen và protein PDGFRβ kích hoạt các đường truyền tín hiệu. Khi gen ETV6 và PDGFRB kết hợp lại, chúng tạo ra protein ETV6/PDGFRβ luôn hoạt động, dẫn đến các đường tín hiệu và gen khác luôn được kích hoạt. Khi hiện tượng dung hợp gen ETV6 và PDGFRB xảy ra trong các tế bào máu gốc, sự phát triển của bạch cầu ái toan (và đôi khi các tế bào bạch cầu khác như bạch cầu trung tính và tế bào mast) không được kiểm soát chặt chẽ, cuối cùng bệnh bạch cầu bạch cầu ái toan liên-kết-PDGFRB khởi phát.

Trong một số trường hợp, các bất thường trên nhiễm sắc thể số 5 liên quan đến dị vật quanh não thất (periventricular heterotopia), một bệnh gây ra bởi các mảng bất thường của tế bào thần kinh xung quanh các khoang chứa chất lỏng (não thất) gần trung tâm của não. Trong đa số trường hợp, bệnh xảy ra do một đoạn bị lặp lại trên nhiễm sắc thể 5. Tuy nhiên, người ta chưa rõ các đoạn lặp này tác động như thế nào đến những biểu hiện bệnh.

Nghiên cứu cho rằng một số gen trên nhiễm sắc thể số 5 giữ vai trò thiết yếu trong quá trình phát triển và phân chia tế bào. Mất một đoạn trên nhiễm sắc thể kéo theo các gen quan trọng bị mất theo, từ đó tế bào có thể phát triển và phân chia quá nhanh mất kiểm soát rồi dẫn đến ung thư.

Những thay đổi khác về số lượng hoặc cấu trúc của nhiễm sắc thể số 5 có thể gây ra nhiều biểu hiện khác nhau, bao gồm chậm phát triển, khuôn mặt dị biệt, dị tật bẩm sinh và các vấn đề khác. Những thay đổi trên nhiễm sắc thể số 5 bao gồm thừa một đoạn trên nhánh ngắn (p) hoặc nhánh dài (q), thiếu một đoạn trên nhánh dài và cấu trúc dạng vòng được gọi là nhiễm sắc thể vòng 5. Nhiễm sắc thể vòng xảy ra khi một nhiễm sắc thể bị đứt tại hai vị trí, sau đó hai đầu bị đứt này liên kết với nhau tạo thành cấu trúc vòng.