Đột biến nhiễm sắc thể -Tài liệu ôn thi bác sĩ nội trú - Môn Y sinh học Di truyền

1. Đột biến số lượng NST

Đa bội

- Kn : Trong các tế bào sinh dưỡng của cơ thể đa bội , bộ NST lớn hơn 2n do bộ NST được tăng 1 số chẵn hoặc lẻ lần : 3n,4n…

- Cơ chế

o Thụ tinh các giao tử bất thường: Bình thường sau giảm phân 2 mỗi giao tử chứa bộ NST đơn bội n . Vì 1 nguyên nhân nào đó , các NST ko phân llis , cả 2 bộ NST đi vào 1 giao tử tạo giao tử bất thường 2n => thụ tinh n x 2n = hợp tử 3n , thụ tinh 2nx 2n=4n

o Sự phân chia bất thường của hợp tử:

§ trong những lần phân chia sớm, bộ NST 2n nhân đôi nhưng tế bào chất ko phân chia theo nên hình thành các tế bào 4n , sau đó các tế bào này tiếp tục phân chia tạo các phôi bào 4n -> cơ thể 4n hoặc trong các lần phân chia sớm hợp tử 2n có sự phân chia ko đều NST tạo phôi bào 1n và phôi bào 3n , phôi bào 1n tiêu đi -> phôi bào 3n phát triển thành cơ thể 3n

§ hợp tử 3n phân chia theo 3 cực cho 3 phôi bào khác nhau :1n, 2n , 3n . Phôi bào 1n bị tiêu còn 2 phôi bào sau phát triển thành thể khảm 2n/3n

§ Hợp tử 4n phân chia theo 3 cực tạo cơ thể 2n/3n

o Sự thụ tinh kép hoặc sự xâm nhập của tế bào cực

§ Thụ tinh kép: 1 trứng n+ 2 tinh trùng (n ) -> hợp tử 3n

§ Sự xâm nhập của tế bào cực vào 1 phôi bào ở gđ 2 phôi bào tạo thể khảm 2n/3n

- Hiện tượng đa bội ở sinh giới

o Thường ở thực vật .Cây đa bội có kích thước lớn hơn bt

o Hóa chất colchicin , cinblastin , sốc nhiệt ở nhiệt cao hoặc thấp -> gây đa bội ở TV

o ĐV hiếm gặp đa bội vì phôi thai đa bội thường chết trước sinh. Người càng hiếm , 1 vài TH sống sau đẻ hầu hết bị dị tật

- Hiện tượng đa bội nội sinh

o NST đã nhân lên mà TBC ko phân chia , tế bào 2n hình thành tế bào 4n , 4 NST cùng cặp vẫn xếp cạnh nhau . Ở thực vật và động vật đều gặp , ở người thường gặp ở TB lympho nuôi cấy hoặc mô ung thư

Lệch bội

- Kn :Là hiện tượng số lượng NST của tế bào tăng lên hoặc giảm đi 1 hoặc vài NST so với bộ NST lưỡng bội

- Các dạng

o Thể không : 2n -2 :thiếu cả 2 NST của 1 loại NST nào đó

o Thể đơn : 2n-1 : thiếu 1 NST của 1 loại NST nào đó

o Thể ba :2n +1 : thêm 1 NST của 1 loại NST nào đó

o Thể đa: 2n+2, 2n+3…có thêm 2,3 ,…NST của 1 loại NST nào đó . VD: 48, XXXY, hoặc thể 3 kép 48,XXX, +18

o Thể khảm : trong cùng 1 cơ thể có 2 hoặc 3 dòng tế bào chứa 2 hoặc 3 loại karyotyp khác nhau , ví dụ 46,XX/47, XX+21

- Cơ chế

o NST ko phân li trong giảm phân

§ 1 cặp NST nào đó ko phân li trong giảm phân -> cùng đi vào 1 giao tử tạo các giao tử lệch bội : có giao tử thừa 1 NST , giao tử thiếu 1 NST -> thụ tinh tạo hợp tử lệch bội . Sự ko phân li có thể xảy ra ở sinh tinh hoặc sinh trứng, lần phân bào 1 hoặc 2, NST thường hoặc giới tính

o NST ko phân lí trong quá trình phân cắt của hợp tử :

§ Sự ko phân li xảy ra ở lần phân cắt thứ 1 của hợp tử , 2 phôi bào khác nhau tạo thành , 1 có 47 NST , 1 có 45 NST -> tạo 2 dòng tế bào lệch bội 47/45, dòng 45 tiêu đi-> chỉ còn dòng 47 NST

§ Sự ko phân li ở lần phân cắt thứ 2 của hợp tử tạo 3 dòng tế bào 47/46/45 . Dòng 45 tiêu đi -> thể khảm 47/46 NST . Sự ko phân li xảy ra nhiều lần trong quá trình phân cắt sẽ tạo cơ thể khảm phức tạp hơn

o Thất lạc NST

§ Ở kì sau 1 NST nào đó ko bám vào thoi vô sắc -> ko di chuyển về cực tế bào -> tiêu đi do vậy 1 tế bào con bị thiếu 1 NST . Hiện tượng này có thể xảy ra trong giảm phân hoặc trong phân cắt hợp tử ,thường xảy ra trên NST giới tính

2. Đột biến cấu trúc NST

- Nguyên tắc cơ bản

o Phần lớn tác động lên NST ở giai đoạn gian kỳ

o Các dạng cấu trúc lại NST đều khởi đầu = đứt gãy của NST

o 2 đầu mút NST tương đối bền vững , đảm bảo NST ổn định về số lượng hình thái. Sau khi NST đứt , các đoạn đứt thường nối lại với nhau đúng như cũ , chỉ có 1 số nhỏ tạo nên các NST cấu trúc lại

Đột biến cấu trúc kiểu chromatid

- Biểu hiện trên 1 chromatid của NST , đươc hình thành do sự tác động vào NST khi NST đã nhân đôi. Các dạng

o Khuyết màu đơn : 1 vị trí nào đó của 1 chromatid ko bắt màu , độ lớn chỗ nhạt màu thường ko vượt quá đường kính chromatid

o Đứt đơn : 1 đoạn của 1 chromatid bị đứt , phần bị đứt tách ra xa phần chromatid còn lại và thường lệch trục với phần còn lại

o Trao đổi chromatid : các NST có 2 hoặc nhiều chromatid bị đứt , các chromatid bị đứt ghép lại với nhau tạo thành hình 3 cánh hoặc 4 cánh

- Khuyết đơn và đứt đơn là các dạng rối loạn có thể gặp ở NST của 1 số người bình thường. Dạng trao đổi chromatid rất hiếm gặp ở người bình thường

- Dạng đứt đơn chu kì tế bào trước có thể tạo 1 NST mất đoạn ở chu kì tế bào sau

Đột biến cấu trúc kiểu NST

* Là rối loạn do đứt gãy trên cả 2 chromatid của NST , xảy ra khi NST chưa nhân đôi . Các dạng

o Khuyết màu kép :sự ko bắt màu xảy ra ở cùng vị trí trên cả 2 chromatid của cùng NST

o Đứt kép :đứt xảy ra ở cả 2 chromatid vị trí giống nhau

* Tùy số lần đứt , vị trí đứt trên 1,2 hoặc 3 NST mà hình thành 6 dạng rối loạn NST cấu trúc lại:

- Mất đoạn : NST thiếu 1 đoạn , có 2 kiểu là mất đoạn cuối và mất đoạn giữa

o Mất đoạn cuối : do đứt 1 chỗ của các nhánh, đoạn ko tâm tiêu đi . Mất đoạn cuối có thể xảy ra ở 2 nhánh ở phần cuối , 2 đoạn ko tâm tiêu đi , phần mang tâm uốn cong lại nối với nhau tạo NST hình vòng có tâm

o Mất đoạn giữa : do 2 chỗ đứt của cùng 1 nhánh , đoạn nằm giữa 2 chỗ đứt tiêu đi hoặc tạo vòng ko tâm . 2 phần còn lại của NST nối lại với nhau tại chỗ đứt tạo 1 NST mới bị mất đoạn

o NST mất đoạn ngắn hơn NST đồng dạng , các gen trên đoạn bị đứt mất đi -> gen lặn ở đoạn còn lại trên NST tương đồng được biểu hiện

- Đảo đoạn

o 1 đoạn NST bị đứt ở 2 chỗ , đoạn bị đứt quay 180 độ và 2 mỏm đứt nối lại theo trật tự mới . Có 2 kiểu

§ Đảo đoạn ngoài tâm : 2 chỗ đứt xảy ra trên cùng 1 nhánh , sau khi nối lại chiều dài và vị trí của tâm NST vẫn như cũ , do vậy khó nhận ra

§ Đảo đoạn quanh tâm : 2 chỗ đứt xảy ra trên 2 nhánh ở 2 bên tâm, nếu 2 chỗ đứt cách tâm ko bằng nhau thì NST mới được tạo thành có chỉ số tâm thay đổi

○ Đảo đoạn :vẫn đủ gen , trật tự sắp xếp của những ổ gen bị thay đổi ở phần đảo đoạn . Để các phần tương ứng nhau của 2 NST tương đồng khi giảm phân , NST có đảo đoạn phải tạo thành vòng , còn NST kia tạo thành 1 chỗ lồi bao bọc vòng đó

- NST 2 tâm

o 2 NST bị đứt ở 2 chỗ , các phần ko tâm tiêu đi còn 2 phần có tâm nối lại với nhau tạo NST 2 tâm , gặp trong 1 số TH nhiễm xạ . Nếu đứt xảy ra trên 3 NST khác nhau , 3 phần có tâm của 3 NST đó nối với nhau tạo nên NST 3 tâm ,là TH rất hiếm gặp.

- Chuyển đoạn

o Là hiện tượng trao đổi các đoạn của NST . 2 kiểu :

o Chuyển đoạn tương hỗ: là hiện tượng trao đổi đoạn ở giữa 2 NST . Mỗi NST đứt 1 chỗ , trao đổi đoạn đứt cho nhau và hình thành 2 NST mới .Cả 2 đều thay đổi hình thái nếu những đoạn trao đổi khác nhau về kích thước

§ Trong giảm phân 1, 2 NST chuyển đoạn tiếp hợp với 2 NST tương đồng nguyên vẹn , để cho tất cả các phần tương ứng tiếp hợp chúng phải ghép thành hình chữ thập. Trong kì sau của giảm phân , từ chữ thập chuyển đoạn có thể xảy ra 7 kiểu phân li sinh 14 loại giao tử

§ Đặc điểm : số lượng NST ko đổi , trong bộ NST có 2 NST ko bt, tổng số chất liệu di truyền ko mất mà chỉ chuyển vị trí, như vậy tế bào và cơ thể mang 2 NST chuyển đoạn này ở trạng thái cân bằng -> ko quan sát được thay đổi KH

§ Người mang NST chuyển đoạn tương hỗ có thể truyền cho con NST ch/đoạn

o Chuyển đoạn hòa hợp tâm : chỉ xảy ra với NST tâm đầu . 2 NST bị đứt ngang miền gần tâm, các đoạn đứt chuyển đoạn cho nhau , kết quả tạo 1 NST bất thường và 1 NST rất nhỏ, NST nhỏ bị tiêu biến nên chất liệu di truyền cũng mất đi

§ Trong kì đầu giảm phân , NST chuyển đoạn sắp xếp với 2 NST tương đồng tạo hình 3 cánh , từ đó có 4 kiểu phân lí tạo 8 loại giao tử

§ Đặc điểm :

· các tế bào kì giữa chỉ có 45 NST

· Bộ NST thiếu 2 NST tâm đầu , thay vào đó có NST tâm giữa lớn hoặc 1 NST tâm lệch hoặc 1 NST tâm giữa nhỏ

· Người mang NST chuyển đoạn hòa hợp tâm thường có kiểu hình bình thường , có thể vì nhánh ngắn của NST tâm đầu ko chứa gen quan trọng

o Các kiểu chuyển đoạn khác : 1 NST bị đứt ở 2 chỗ trên cùng 1 nhánh , trên 1 NST khác có 1 chỗ đứt , sau đó có sự chuyển đoạn bị đứt sang NST kia nhưng ko có hiện tượng ngược lại gọi là chuyển đoạn ko tương hỗ => 1 NST mất 1 đoạn , 1 NST thêm 1 đoạn

- Nhân đoạn

o 1 đoạn nào đó của NST được tăng lên 2 , 3 lần . Có 2 loại

o Nhân đoạn nguyên phát : xảy ra khi ghép đôi và bắt chéo giữa 2 NST tương đồng trong kì đầu giảm phân , các locus trên NST tương đồng xếp ko tương ứng nhau do đó có sự chuyển 1 đoạn nào đó của NST này sang NST kia

o Nhân đoạn thứ phát :xảy ra ở NST đã đảo đoạn khi ghép đôi và bắt chéo giữa các NST tương đồng ở kì đầu giảm phân . Do ko có sự ăn khớp của 1 số gen giữa 2 NST đó nên có sự chuyển đoạn của NST này sang NST kia

- NST đều

o Bình thường 2 chromatid sẽ tách dọc nốt phần tâm để tạo 2 NST , nhưng Th này phần tâm lại tách theo chiều vuông góc với chiều dọc của chromatid , kết quả tạo 2 NST bất thường , mỗi NST này có 2 cánh đối xứng hoàn toàn với nhau về kích thước và nội dung , gọi là NST đều

Trao đổi chromatid chị em

- Gồm 2 quá trình đứt và nối lại từng phần ở các locus tương đồng hoặc ko tương đồng của 2 chromatid chị em .Sự trao đổi đó thể hiện đột biến cấu trúc NST trong TH đoạn trao đổi ko tương đồng . Tuy nhiên với tần số trao đổi chromatid chị em cao thể hiện có tổn thương AND

- Dùng 5-brom deoxyuridin và pp nhuộm phân biệt 2 chromatid chị em sau đó quan sát dưới KHV có thể phát hiện được những trao đổi đoạn của 2 chromatid chị em

- Có thể gặp ở tế bào người bình thường với tần suất tự nhiên xác định . Tác nhân đột biến làm tăng tần suất này .