Đột biến chuyển đoạn NST Chuyển đoạn (translocation) Chuyển đọan là di chuyển của một đoạn nhiễm sắc thể từ một nhiễm sắc thể này sang một nhiễm sắc thể khác, không tương đồng với nó và gây ra sự cấu trúc lại nhiễm sắc thể đáng kể. Có hai kiểu chuyển đọan: (i) chuyển đoạn giữa (interstitial translocation) là sự di chuyển một đoạn cho một nhiễm sắc thể khác mà không nhận lại, tức chuyển đoạn không thuận nghịch; và (ii) chuyển đoạn thuận nghịch (reciprocal translocation), tức có sự trao đổi qua lại hai chiều. Kiểu thứ hai phổ biến hơn. Nếu như hai đoạn được nối lại trong chuyển đọan thuận nghịch tạo ra hai chiếc có kích thước lớn và hai chiếc kia bé, thì các nhiễm sắc thể được chuyển đoạn có kích thước bé hơn thường bị biến mất. Khi đó, số lượng nhiễm sắc thể bị giảm đi do sự trao đổi nhiễm sắc thể. Như thế, các chuyển đọan có thể làm thay đổi cả kích thước lẫn vị trí tâm động. Những cá thể dị hợp về chuyển đoạn chỉ sinh ra khoảng một nửa số con bình thường; hiện tượng đó được gọi là bán bất dục (semi-sterility). Khi các thể dị hợp chuyển đoạn trải qua giảm phân sẽ cho ra khoảng một nửa số giao tử chứa cả hai phần của chuyển đoạn thuận nghịch và khoảng một nửa kia chứa cả hai nhiễm sắc thể bình thường. Số giao tử còn lại chỉ chứa một phần của chuyển đọan và một nhiễm sắc thể bình thường; các giao tử loại này sẽ gây chết hợp tử do mất cân bằng về vật chất di truyền. Điển hình là trường hợp chuyển đọan Robertson (Robertsonian translocation), trong đó các vai dài của hai nhiễm sắc thể tâm đầu không tương đồng gắn với nhau và chỉ có một tâm động (hình 3.20b). Còn nhiễm sắc thể tâm đầu bị đứt gãy ở vai dài và đoạn đứt từ nhiễm sắc thể kia được nối lại thường biến mất trong quá trình phân bào hoặc sau vài thế hệ. Các chuyển đọan Robertson có ý nghĩa quan trọng trong di truyền học người. (a) (b) NST 14 + NST 21 > NST (14 + 21q) Hình 3.20 (a) Chuyển đoạn thuận nghịch; (b) Chuyển đoạn Robertson, và sơ đồ bên dưới cho thấy sự đứt - nối của hai nhiễm sắc thể không tương đồng tạo ra kiểu chuyển đoạn này. Mũi tên (↓) chỉ các điểm đứt. Mặc dù các chuyển đọan có thể tạo ra các nhiễm sắc thể bình thường, song chúng cũng có thể gây ra nhiều bệnh di truyền ở người. Chẳng hạn, khoảng 5% số người mắc hội chứng Down (Down syndrome) có một bố mẹ là dị hợp về một chuyển đọan. Cụ thể trong trường hợp này, vai dài nhiễm sắc thể 21 (đọan 21q) bị đứt ra và gắn vào chỗ đứt trên vai ngắn nhiễm sắc thể 14; người bố hoặc mẹ này ở trạng thái dị hợp với kiểu hình bình thường, nhưng có nguy cơ gây hội chứng Down ở đời con do sự phân ly sai hình xảy ra trong giảm phân. Theo nguyên tắc, khi giảm phân, thể dị hợp chuyển đoạn có thể tạo ra bốn loại giao tử, với xác suất ngang nhau, thuộc hai nhóm có bộ nhiễm sắc thể cân bằng và không cân bằng sau đây: [14 ; 21] : [14 + 21q] : [14] : [(14 + 21q) ; 21] Khi các giao tử này thụ tinh với các giao tử bình thường [14 ; 21] sẽ cho ra bốn kiểu hợp tử tương ứng là: [(14) 2 ; (21) 2 ] : [(14;14 + 21q) + 21] : [(14) 2 + 21] : [(14;14 + 21q) + (21) 2 ] ↓ ↓ ↓ ↓ Bình thường : Thể dị hợp chuyển đọan : Thể một 21 : Thể ba 21 (46) (45) (45; chết) (46) Bởi vì các cá thể nhận được chỉ một nhiễm sắc thể 21 sẽ bị chết, nên chung cuộc có khoảng 1/3 số trẻ sống (từ một thể dị hợp chuyển đoạn như vậy) được kỳ vọng là mắc hội chứng Down. Trên thực tế, tỷ lệ này thấp hơn 1/3, chủ yếu là do một số cá thể không sống sót được ở thời kỳ thai. Cần lưu ý rằng, nguyên nhân này của hội chứng Down đưa ra các gợi ý cho tư vấn di truyền (genetic counseling) ở chỗ: (1) Hội chứng Down có thể tái diễn ở các con cái của một kiểu nhân dị hợp về chuyển đoạn, trong khi đó hội chứng Down bình thường thì không tái diễn trong các anh chị em ruột vì vô sinh (xem mục 2.2 dưới đây). (2) Một nửa số anh chị em ruột bình thường về kiểu hình của các cá thể Down chính họ lại là những thể dị hợp về chuyển đọan, và do đó có thể sinh ra con cái bị Down. Ở nước ta, theo Nguyễn Văn Rực (2004), có khoảng 6% trường hợp hội chứng Down do các thể chuyển đoạn gây ra, bao gồm các dạng t(14q; 21q), t(21q; 21q) và t(21q; 22q). Trên hình 3.21 trình bày cơ chế hình thành các loại giao tử từ người nữ thuộc dạng chuyển đoạn t(21q; 22q) và sự thụ tinh giữa một trứng bất thường có nhiễm sắc thể 22 được chuyển đoạn 21q (ký hiệu là: 23,X,+21q) với tinh trùng bình thường (23,X) tạo ra hội chứng Down thuộc dạng chuyển đoạn (46,XX, +21q). (a) (b) Hội chứng Down do thể chuyển đoạn dạng t(21q; 22q) gây ra: (a) Sự hình thành các loại giao tử khác nhau từ người nữ t(21q; 22q); và (b) Sự thụ tinh giữa một trứng bất thường (23,X,+21q) với tinh trùng bình thường (23,X) tạo ra hội chứng Down chuyển đoạn dạng (46,XX, +21q). . Đột biến chuyển đoạn NST Chuyển đoạn (translocation) Chuyển đọan là di chuyển của một đoạn nhiễm sắc thể từ một nhiễm. kiểu chuyển đọan: (i) chuyển đoạn giữa (interstitial translocation) là sự di chuyển một đoạn cho một nhiễm sắc thể khác mà không nhận lại, tức chuyển đoạn