Rối loạn di truyền là gì?

Rối loạn di truyền là bệnh gây ra bởi một Gen bất thường, thường được mô tả là đột biến.

Khi những căn bệnh như vậy được di truyền (chứ không phải là kết quả của một đột biến ngẫu nhiên), điều đó có nghĩa là chúng được truyền sang con từ một hoặc cả hai cha mẹ, thường theo những kiểu di truyền nhất định.

Những mô hình này được xác định theo cách đột biến gây bệnh, cho dù chỉ một hoặc cả hai cha mẹ có gen, nhiễm sắc thể nào nằm trên và các yếu tố khác.

Sự hiện diện của đột biến không phải lúc nào cũng dẫn đến căn bệnh liên quan đến nó. Ví dụ, bệnh Huntington, ung thư vú và các bệnh tự miễn dịch có liên quan đến các gen cụ thể, nhưng một người thừa hưởng chúng không nhất thiết phải phát triển các tình trạng này.

Mặt khác, một số đột biến gen, chẳng hạn như những đột biến liên quan đến bệnh máu khó đông, sẽ luôn biểu hiện rối loạn. Hơn nữa, môi trường có thể ảnh hưởng đến mức độ biểu hiện của đột biến gen, điều này giải thích tại sao trong một số trường hợp, các thành viên trong gia đình có cùng đột biến gen có thể gặp phải chứng rối loạn di truyền hơi khác nhau.

Các mô hình di truyền

Các kiểu di truyền khác nhau được cho là do nhà khoa học người Áo Gregor Mendel, người đã phát hiện ra chúng khi nghiên cứu các giống đậu vườn lai vào những năm 1800. Mendel đôi khi được coi là cha đẻ của di truyền học hiện đại; tương tự như vậy, kiểu di truyền của các bệnh đơn gen thường được mô tả là kiểu Mendel.

Theo công trình của Mendel, có năm kiểu di truyền riêng biệt: gen trội trên nhiễm sắc thể thường, gen lặn trên nhiễm sắc thể thường, gen trội liên kết với X, gen lặn liên kết với X và ty thể.

Hai yếu tố chính ảnh hưởng đến khả năng một người sẽ mắc chứng rối loạn di truyền:

• Liệu một bản sao của gen đột biến (từ bố hoặc mẹ) được truyền lại hay hai bản sao (một từ cả bố và mẹ) được truyền lại.
• Cho dù đột biến xảy ra trên một trong các nhiễm sắc thể giới tính (X hoặc Y) hay trên một trong 22 cặp nhiễm sắc thể không giới tính khác (được gọi là nhiễm sắc thể thường).

Gen trội và gen lặn

Đột biến gen là một sự thay đổi trong mã di truyền.

Khi mã di truyền bị thay đổi, cơ thể có thể:

• Thiếu một loại protein bình thường, chẳng hạn như enzyme, và sự thiếu vắng chức năng bình thường này có thể khiến bệnh phát triển.
• Tạo ra một loại protein bất thường gây hại cho cơ thể và dẫn đến bệnh tật.

Thông thường, đột biến gây ra protein bất thường sẽ dẫn đến di truyền trội, trong khi đột biến khiến cơ thể thiếu protein sẽ mang kiểu di truyền bệnh lặn.

Đó là vì một sản phẩm bất thường có thể gây hại ngay cả khi các nhiễm sắc thể khác mã hóa cho sản phẩm bình thường. Và nếu vấn đề với đột biến gen là nó không mã hóa loại protein mà cơ thể cần, thì gen bình thường trên nhiễm sắc thể còn lại thường sẽ mã hóa loại protein đó.

*** Xem thêm: Hội chứng Hunter (MPS II)

Tính trạng trội

Trong các rối loạn gen trội nhiễm sắc thể thường, chỉ cần một bản sao của gen đột biến là cần thiết để bệnh phát triển và nam cũng như nữ đều có khả năng bị ảnh hưởng như nhau.

Những đứa trẻ có cha mẹ mắc chứng rối loạn nhiễm sắc thể thường trội có 50% nguy cơ thừa hưởng gen đột biến và phát triển chứng rối loạn này. Ví dụ về rối loạn gen trội nhiễm sắc thể thường bao gồm bệnh Huntington và hội chứng Marfan.

Tuy nhiên, đôi khi những rối loạn này là kết quả của một đột biến mới và xảy ra ở những người không có tiền sử gia đình.

Nhiễm sắc thể thường lặn

Trong các rối loạn lặn nhiễm sắc thể thường, cả hai bản sao của gen đột biến—một từ cha và mẹ—phải có mặt thì một người mới phát bệnh. Người chỉ có một bản sao bất thường sẽ là người mang mầm bệnh nhưng không mắc bệnh.

Người mang mầm bệnh sẽ không có bất kỳ dấu hiệu hoặc triệu chứng nào của chứng rối loạn này. Người mang mầm bệnh có 50% khả năng truyền đột biến cho con cái của họ.

Nếu những gia đình mà cả cha lẫn mẹ đều mang đột biến gen lặn nhiễm sắc thể thường thì khả năng con cái mắc chứng rối loạn này là như sau:

• 25% nguy cơ thừa hưởng cả hai đột biến và mắc chứng rối loạn.
• 50% rủi ro chỉ được thừa kế một bản duy nhất và trở thành người vận chuyển.
• 25% nguy cơ không thừa hưởng đột biến (họ cũng sẽ không phải là người mang mầm bệnh).

Ví dụ về rối loạn lặn nhiễm sắc thể thường bao gồm:

• bệnh xơ nang
• bệnh hồng cầu hình liềm
• bệnh Tay-Sachs
• bệnh phenylketon niệu (PKU)

Gen trội liên kết nhiễm sắc thể X

Rối loạn gen trội liên kết với X là do đột biến gen trên nhiễm sắc thể X (nữ). Nữ giới có hai nhiễm sắc thể X và sẽ mắc chứng rối loạn nếu một trong hai nhiễm sắc thể X mang đột biến.

Ở nam giới (có một nhiễm sắc thể X và một nhiễm sắc thể Y), đột biến ở nhiễm sắc thể X sẽ gây ra chứng rối loạn này.

Hầu hết, nam giới có các triệu chứng rối loạn liên kết X nghiêm trọng hơn nữ giới. Tuy nhiên, một đặc điểm của di truyền liên kết với X là người cha không thể truyền những đặc điểm này cho con trai mình.

Hội chứng nhiễm sắc thể X dễ gãy là một ví dụ về rối loạn trội liên quan đến nhiễm sắc thể X.

Gen lặn liên kết nhiễm sắc thể X

Trong các rối loạn lặn liên kết với X, gen đột biến xảy ra trên nhiễm sắc thể X.

Vì nam giới có một nhiễm sắc thể X và một nhiễm sắc thể Y nên một gen đột biến trên nhiễm sắc thể X cũng đủ gây ra rối loạn lặn liên kết với X.

Ngược lại, con cái có hai nhiễm sắc thể X, do đó, một gen đột biến trên một nhiễm sắc thể X thường ít ảnh hưởng đến con cái vì nhiễm sắc thể X còn lại mang gen bình thường.

Tuy nhiên, một phụ nữ có đột biến gen trên một nhiễm sắc thể X là người mang mầm bệnh đó. Từ quan điểm thống kê, điều này có nghĩa là 50% con trai của bà sẽ thừa hưởng đột biến và phát triển chứng rối loạn, trong khi 50% con gái của bà sẽ thừa hưởng đột biến và trở thành người mang mầm bệnh.

Ví dụ về các rối loạn lặn liên kết với X là bệnh máu khó đông và mù màu đỏ-xanh.

Ty thể

Ty thể là những cấu trúc được gọi là bào quan tồn tại trong mỗi tế bào của cơ thể, nơi chúng chuyển đổi các phân tử thành năng lượng.

Mỗi ty thể chứa một lượng nhỏ ADN: Đột biến của ADN đó là nguyên nhân gây ra rối loạn ty thể.

Rối loạn ty thể được truyền từ mẹ sang con trai hoặc con gái của họ. Chỉ con cái mới có thể chia sẻ các đột biến ty thể với con cái của chúng vì tế bào trứng đóng góp ty thể cho phôi đang phát triển; tế bào tinh trùng thì không.

Các tình trạng do đột biến ADN ty thể có thể xuất hiện ở mọi thế hệ trong một gia đình và có thể ảnh hưởng đến cả nam và nữ. Một ví dụ về rối loạn di truyền ty thể là bệnh thần kinh thị giác di truyền Leber, một dạng mất thị lực đột ngột.

Rối loạn di truyền liên kết nhiễm sắc thể Y

Vì chỉ nam giới mới có nhiễm sắc thể Y nên chỉ nam giới mới có thể bị ảnh hưởng và truyền các rối loạn liên quan đến Y.

Tất cả con trai của người đàn ông mắc chứng rối loạn liên kết với Y sẽ thừa hưởng tình trạng này từ cha của họ.

Một số ví dụ về rối loạn liên kết với Y là vô sinh nhiễm sắc thể Y và các trường hợp mắc hội chứng Swyer trong đó tinh hoàn của nam giới không phát triển bình

Di truyền đồng trội

Di truyền đồng trội liên quan đến mối quan hệ giữa hai phiên bản của gen. Mỗi phiên bản của một gen được gọi là một alen.

Nếu các alen do cha mẹ thừa kế không khớp nhau thì alen trội thường sẽ được biểu hiện, trong khi ảnh hưởng của các alen khác, được gọi là alen lặn, sẽ không được biểu hiện.

Tuy nhiên, trong trường hợp đồng trội, cả hai alen đều trội và do đó kiểu hình của cả hai alen đều được biểu hiện.

Một ví dụ về tình trạng đồng trội là thiếu hụt alpha-1 antitrypsin.

Tài liệu tham khảo

• https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK115561/
• https://ghr.nlm.nih.gov/primer/inheritance/inheritancepatterns
• https://www.genome.gov/genetics-glossary/Codominance