Nhiễm sắc thể 7
Nhiễm sắc thể 7 liên quan đến hội chứng lặp đoạn 7q11.23, chứng rối loạn ngôn ngữ, hội chứng Russell-Silver, hội chứng Saethre-Chotzen,… 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 7, 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 7 được tạo thành từ khoảng 159 triệu cặp base và chiếm hơn 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. 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 7 chứa khoảng 900-1000 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 7.
Hội chứng lặp đoạn 7q11.23
Hội chứng lặp 7q11.23 gây ra nhiều vấn đề thần kinh và hành vi cũng như các bất thường khác. Hội chứng xảy ra do lặp một đoạn trên nhánh dài (q) của nhiễm sắc thể số 7, nó được gọi là vùng quan trọng của hội chứng Williams-Beuren (Williams-Beuren Syndrome Critical Region - WBSCR) bởi vì nếu bị mất có thể gây ra hội chứng Williams hay còn được gọi là hội chứng Williams-Beuren. Đoạn này có chiều dài từ 1,5-1,8 triệu cặp base (Mb) bao gồm 26 đến 28 gen.
Các bản sao gen lặp lại có thể liên quan đến các triệu chứng đặc trưng của hội chứng lặp đoạn 7q11.23.
Rối loạn ngôn ngữ liên quan FOXP2
Một số thay đổi trên nhiễm sắc thể số 7 có thể dẫn đến rối loạn ngôn ngữ liên-quan-FOXP2 (FOXP2-related speech and language disorder). Thay đổi xảy ra với một vùng trên nhánh dài (q) của nhiễm sắc thể số 7 có chứa gen FOXP2. Rối loạn ngôn ngữ liên-quan-FOXP2 là một tình trạng không phổ biến, ảnh hưởng khả năng phát triển lời nói và ngôn ngữ khi còn nhỏ. Ở một số người mắc bệnh, vấn đề giọng nói và ngôn ngữ là những đặc điểm duy nhất của bệnh. Một số người khác cũng bị chậm phát triển khả năng vận động như đi bộ và buộc dây giày, rối loạn phổ tự kỷ.
FOXP2 là một gen thiết yếu với sự phát triển ngôn ngữ và lời nói bình thường, do đó những thay đổi làm gián đoạn hoạt động của gen FOXP2 đều liên quan đến bệnh. Một số người bị rối loạn ngôn ngữ do mất một đoạn nhỏ trên nhiễm sắc thể 7, đoạn bị mất có chứa gen FOXP2 và vài gen lân cận. Một số bệnh nhân khác do đột biến gen FOXP2. Trường hợp ít phổ biến hơn do chuyển đoạn nhiễm sắc thể số 7 hoặc thừa hưởng hai bản sao từ mẹ (lưỡng bội từ mẹ - maternal uniparental disomy) thay vì nhận một bản sao từ bố và mẹ. Tuy nhiên, người ta vẫn chưa xác định được tác động đến gen FOXP2 của hai bản sao nhiễm sắc thể số 7 từ mẹ.
Đôi khi, một số triệu chứng khác liên quan đến rối loạn ngôn ngữ và lời nói như chậm phát triển vận động và rối loạn phổ tự kỷ có thể do những thay đổi tại các gen khác trên nhiễm sắc thể số 7. Ví dụ, những người bị mất đoạn nhiễm sắc thể số 7, thiếu gen FOXP2 làm gián đoạn phát triển ngôn ngữ và lời nói, trong khi mất các gen lân cận gây ra các dấu hiệu và triệu chứng khác. Những người mang lưỡng bội nhiễm sắc thể số 7 từ mẹ bị rối loạn ngôn ngữ và lời nói liên-kết-FOXP2 như một phần của nhóm bệnh lớn hơn được gọi là hội chứng Russell-Silver.
Hội chứng Greig cephalopolysyndactyly
Bất thường nhiễm sắc thể số 7 gây ra một số trường hợp mắc hội chứng Greig cephalopolysyndactyly, ảnh hưởng đến sự phát triển của các chi, đầu và mặt. Những thay đổi này liên quan đến một vùng chứa gen GLI3 trên nhánh ngắn (p). Gen này đóng vai trò quan trọng trong giai đoạn phát triển của nhiều mô và cơ quan trước khi sinh.
Trong một số trường hợp, hội chứng Greig cephalopolysyndactyly xảy ra do chuyển đoạn giữa nhiễm sắc thể số 7 và nhiễm sắc thể khác. Các trường hợp khác do mất một số gen bao gồm cả GLI3 trên nhánh ngắn của nhiễm sắc thể 7. Mất nhiều gen có thể gây ra một dạng rối loạn nghiêm trọng hơn, bao gồm vấn đề phát triển chân tay, đầu và mặt, co giật, chậm phát triển và thiểu năng trí tuệ.
Hội chứng Russell-Silver
Bất thường nhiễm sắc thể số 7 có thể gây ra hội chứng Russell-Silver, một dạng bệnh hiếm gặp ảnh hưởng mức độ tăng trưởng, khuôn mặt dị biệt, chậm phát triển, rối loạn ngôn ngữ và thiểu năng trí tuệ.
Thông thường, một người thừa hưởng hai bản sao của mỗi gen, một bản sao từ bố và một bản sao từ mẹ, sau đó 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 bình thường khi chúng được di truyền từ bố, trong khi một số khác chỉ hoạt động khi được di truyền từ mẹ. Hiện tượng này được gọi là in dấu bộ gen (genomic imprinting). Nhiễm sắc thể số 7 chứa một nhóm gen được in dấu.
Khoảng 7-10% trường hợp mắc hội chứng Russell-Silver do thừa hưởng cả hai bản sao nhiễm sắc thể từ mẹ thay vì nhận mỗi bản sao từ mẹ và bố. Do đó, gen in dấu trên cả hai bản sao này đều hoạt động, trong khi gen trên bản sao còn lại vắng mặt. Biểu hiện gen trên nhiễm sắc thể số 7 bị mất cân bằng là nền tảng cho các dấu hiệu và triệu chứng của hội chứng Russell-Silver.
Hội chứng Saethre-Chotzen
Bất thường nhiễm sắc thể số 7 gây ra một số trường hợp mắc hội chứng Saethre-Chotzen. Thay đổi liên quan một vùng có chứa gen TWIST1 trên nhánh ngắn (p) của nhiễm sắc thể số 7. Gen TWIST1 đóng vai trò quan trọng trong giai đoạn phát triển sớm của đầu, mặt và các chi. Do đó, người bệnh thường gặp các vấn đề phát triển xương sọ, gây ra dị tật dính khớp sọ sớm ở trẻ em, ngăn hộp sọ phát triển bình thường và ảnh hưởng đến hình dạng của đầu mặt.
Các dạng bất thường nhiễm sắc thể số 7 gây ra hội chứng Saethre-Chotzen bao gồm đảo đoạn hoặc mất đoạn trên nhiễm sắc thể số 7, chuyển đoạn giữa nhiễm sắc thể số 7 và nhiễm sắc thể khác. Chúng làm thay đổi hoặc xóa gen TWIST1 và các gen lân cận.
Khi hội chứng Saethre-Chotzen do mất đoạn nhiễm sắc thể thay vì đột biến trên gen TWIST1, trẻ có nguy cơ cao bị thiểu năng trí tuệ, chậm phát triển và khó khăn trong học tập. Những biểu hiện này hiếm gặp ở hội chứng Saethre-Chotzen, nguyên nhân có thể do mất các gen khác trên nhánh ngắn của nhiễm sắc thể số 7.
Hội chứng Williams
Hội chứng Williams do mất một vùng trên nhiễm sắc thể số 7 được gọi là vùng quan trọng của hội chứng Williams-Beuren. Các triệu chứng đặc trưng bao gồm thiểu năng trí tuệ nhẹ đến trung bình, tính cách thất thường, khuôn mặt dị biệt và các vấn đề tim mạch.
Các gen nằm trong vùng quan trọng của hội chứng Williams-Beuren được cho là có liên quan đến các triệu chứng của bệnh. Trong đó, một số gen đã được xác định, tuy nhiên, mối liên hệ giữa phần lớn các gen này và những biểu hiện của hội chứng Williams vẫn chưa rõ ràng.
Xem thêm Hội chứng WilliamsUng thư
Thay đổi số lượng hoặc cấu trúc của nhiễm sắc thể số 7 thường xuyên xảy ra ở các bệnh nhân ung thư. Những thay đổi này thường là đột biến soma không di truyền và chỉ xảy ra trong tế bào ung thư. Nhiều dạng ung thư liên quan đến những thay đổi trên nhiễm sắc thể số 7, như ung thư máu (bệnh bạch cầu) và ung thư hạch bạch huyết (u lympho). Mất một phần hoặc toàn bộ một bản sao của nhiễm sắc thể số 7 thường gặp trong hội chứng rối loạn sinh tủy (myelodysplastic syndrome) - một bệnh về máu và tủy xương.
Nghiên cứu cho thấy một số gen trên nhiễm sắc thể số 7 có thể đóng vai trò quan trọng trong cơ chế kiểm soát tế bào phát triển và phân chia. Nếu chúng vắng mặt, tế bào có thể phát triển và phân chia quá nhanh hoặc mất kiểm soát rồi dẫn đến khối u ung thư.
Các vấn đề khác
Những thay đổi khác về số lượng hoặc cấu trúc của nhiễm sắc thể số 7 có thể gây chậm tăng trưởng, thiểu năng trí tuệ, khuôn mặt dị biệt, bất thường xương, chậm nói và các vấn đề khác. Các dạng thay đổi bao gồm thừa hoặc thiếu một đoạn trên nhiễm sắc thể số 7 trong mỗi tế bào. Trong một số trường hợp, một số cặp base bị xóa hoặc lặp lại trên một phần của nhiễm sắc thể 7. Một cấu trúc hình tròn gọi là nhiễm sắc thể vòng 7 cũng có thể xảy ra. 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 7. Retrieved May 24, 2021 from https://medlineplus.gov/genetics/chromosome/7/