Nhiễm sắc thể 6
Nhiễm sắc thể 6 liên quan đến bệnh tiểu đường sơ sinh, ung thư,… 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 6, 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 6 được tạo thành từ khoảng 171 triệu cặp base và chiếm khoảng 5,5-6% 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 6 chứa khoảng 1000-1100 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 6.
Tiểu đường sơ sinh liên-quan-6q24
Tiểu đường sơ sinh liên-quan-6q24 là một dạng bệnh tiểu đường xảy ra ở trẻ sơ sinh. Bệnh có nguyên nhân do sự biểu hiện quá mức của một số gen trong vùng 6q24 trên nhánh dài (q) của nhiễm sắc thể số 6. Thông thường, một người được thừa hưởng hai bản sao của mỗi gen, một bản sao từ bố và một bản sao từ mẹ, cả hai bản sao này đều được kích hoạt trong mỗi tế bào. Tuy nhiên, trong một số trường hợp, một gen được kích hoạt phụ thuộc vào bản sao của gen đó được di truyền từ bố hay từ mẹ. Một số gen chỉ hoạt động khi chúng được di truyền từ bố, trong khi một số khác chỉ hoạt dộng khi được di truyền từ mẹ. Hiện tượng này được gọi là in dấu bộ gen (genomic imprinting).
Vùng 6q24 bao gồm các gen in dấu người bố, nên chỉ có bản sao của gen được di truyền từ bố mới hoạt động. Bản sao di truyền từ mẹ bị bất hoạt bởi cơ chế methyl hóa.
Có ba cơ chế khiến các gen in dấu bố trong vùng 6q24 biểu hiện quá mức. Khoảng 40% trường hợp mắc bệnh tiểu đường sơ sinh liên-quan-6q24 do thay đổi di truyền gọi là lưỡng bội từ bố (Paternal Uniparental Disomy - UPD) ở nhiễm sắc thể số 6. Khi đó, một người thừa hưởng cả hai bản sao từ bố thay vì nhận mỗi bản sao từ bố và mẹ. Do đó, người này có cả hai bản sao của gen đều hoạt động.
40% các trường hợp khác xảy ra khi các gen in dấu bố trong vùng 6q24 được lặp lại trên nhiễm sắc thể 6.
Cơ chế thứ ba gây ra biểu hiện quá mức của các gen trong vùng 6q24 do suy giảm im lặng của bản sao gen từ mẹ (giảm methyl hóa gen từ mẹ - maternal hypomethylation). 20% trường hợp còn lại xảy ra khi bản sao gen từ mẹ không bị bất hoạt. Một số bệnh nhân có thay đổi di truyền trong bản sao từ mẹ ở vùng 6q24, khiến các gen trong vùng đó hoạt động bất thường. Một số người khác lại suy giảm khả năng bất hoạt gen liên quan đến vùng gen in dấu di truyền gọi là giảm methyl hóa locus in dấu (Hypomethylation of Imprinted Loci - HIL). Bởi vì giảm methyl hóa có thể khiến nhiều gen biểu hiện quá mức, nên nó có thể dẫn đến các vấn đề sức khỏe khác xảy ra ở một số người mắc bệnh tiểu đường sơ sinh liên-quan-6q24.
Người ta vẫn chưa hiểu rõ vì sao sự biểu hiện quá mức của các gen trong vùng 6q24 lại gây ra bệnh tiểu đường ở trẻ sơ sinh. Dạng bệnh tiểu đường này làm tăng lượng đường trong máu do thiếu insulin. Insulin là hormone giúp kiểm soát lượng glucose trong máu.
Protein tạo ra từ một gen trong vùng 6q24 giúp các tế bào beta trong tuyến tụy kiểm soát bài tiết insulin. Ngoài ra, biểu hiện quá mức của protein này đã được chứng minh có thể làm ngừng chu kỳ phân chia tế bào và dẫn đến quá trình tự hủy tế bào (apoptosis). Người ta cho rằng gen này biểu hiện quá mức nên có thể dẫn đến giảm số lượng tế bào beta tiết insulin hoặc suy giảm chức năng của chúng ở những người mắc bệnh.
Thiếu insulin là nguyên nhân dẫn đến các dấu hiệu và triệu chứng của bệnh tiểu đường. Ở những người mắc bệnh tiểu đường sơ sinh liên quan đến 6q24, biểu hiện bệnh có thể xảy ra trong thời gian căng thẳng sinh lý như trẻ sơ sinh phát triển nhanh, bệnh tật và thai kỳ. Bởi vì insulin thúc đẩy tăng trưởng trong quá trình phát triển ban đầu, thiếu insulin có thể khiến tăng trưởng chậm trước sinh (chậm phát triển trong tử cung).
Ung thư
Các đoạn lặp lại trên nhánh ngắn (p) của nhiễm sắc thể số 6 liên quan đến sự phát triển và của một số loại ung thư. Chúng là đột biến soma không di truyền và chỉ xảy ra trong tế bào khối u. Người ta cho rằng một số gen trên vùng lặp của nhiễm sắc thể 6p là . Các tế bào sinh ung thư đóng vai trò quan trọng trong một số hoạt động của tế bào, bao gồm phân chia tế bào, trưởng thành của tế bào để thực hiện các chức năng cụ thể (biệt hóa tế bào) và tự hủy tế bào (apoptosis). Khi bị đột biến, các tế bào sinh ung thư có khả năng khiến các tế bào bình thường trở thành ung thư. Các tế bào sinh ung thư mang lặp đoạn nên có thể phát triển và phân chia mất kiểm soát, dẫn đến ung thư tiến triển và lây lan.
Các vấn đề khác
Những thay đổi khác về số lượng hoặc cấu trúc của nhiễm sắc thể số 6 có thể gây ra nhiều biểu hiện khác nhau, bao gồm chậm tăng trưởng và phát triển, thiểu năng trí tuệ, khuôn mặt dị biệt, dị tật bẩm sinh và các vấn đề sức khỏe khác. Những thay đổi bao gồm mất đoạn hoặc lặp đoạn trên nhánh ngắn (p) hoặc dài (q) hoặc cấu trúc hình tròn gọi là nhiễm sắc thể vòng 6. Nhiễm sắc thể vòng xảy ra khi một nhiễm sắc thể bị đứt tại hai vị trí và hai đầu bị đứt này liên kết với nhau tạo thành cấu trúc vòng.
References
- National Human Genome Research Institute. Chromosome Abnormalities. Retrieved May 24, 2021 from https://www.genome.gov/about-genomics/fact-sheets/Chromosome-Abnormalities-Fact-Sheet
- U.S National Library of Medicine. Chromosome 6. Retrieved May 24, 2021 from https://medlineplus.gov/genetics/chromosome/6/