TRISOMY: HỘI CHỨNG DOWN VÀ NHIỄM SẮC THỂ GIỚI TÍNH - SINH HỌC - 2026

Thể ba nhiễm là tình trạng nhiễm sắc thể của những cá thể mang ba nhiễm sắc thể thay vì cặp bình thường. Ở thể lưỡng bội, thể bẩm sinh bình thường là hai nhiễm sắc thể từ mỗi phần bổ sung nhiễm sắc thể quy định loài.

Sự thay đổi số lượng chỉ ở một trong các nhiễm sắc thể được gọi là thể dị bội. Nếu nó bao gồm những thay đổi trong tổng số nhiễm sắc thể, nó sẽ là một thể lưỡng bội thực sự, hoặc eupolidy. Con người có 46 nhiễm sắc thể trong mỗi tế bào xôma. Nếu chúng có một thể ba nhiễm duy nhất, chúng sẽ có 47 nhiễm sắc thể.

Karyotype cho thấy một thể ba nhiễm trên nhiễm sắc thể số 21. Chương trình Bộ gen người của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ. , thông qua Wikimedia Commons.

Trisomies thường xuyên về mặt thống kê và đại diện cho những thay đổi lớn đối với sinh vật mang mầm bệnh. Chúng cũng có thể xảy ra ở người và có liên quan đến các bệnh hoặc hội chứng phức tạp.

Có trisomies ở con người được biết đến. Sự tham gia, thường xuyên và được biết đến nhiều nhất là thể ba nhiễm sắc thể 21, nguyên nhân phổ biến nhất của cái gọi là hội chứng Down.

Có những trisomies khác ở người thể hiện một chi phí sinh lý lớn cho người mang mầm bệnh. Trong số đó, chúng ta có thể ba nhiễm của nhiễm sắc thể X, đây là một thách thức rất lớn đối với người phụ nữ mắc phải nó.

Bất kỳ sinh vật nhân thực nào sống đều có thể có một thể ba nhiễm. Nói chung, ở thực vật, bất kỳ sự thay đổi nào về số lượng nhiễm sắc thể (thể dị bội) đều gây hại hơn nhiều so với sự gia tăng số lượng bổ sung nhiễm sắc thể của loài. Ở các động vật khác, theo nguyên tắc chung, thể dị bội cũng là nguyên nhân của đa bội thể.

Thể ba nhiễm sắc thể 21 (hội chứng Down: 47, +21)

Thể tam bội (hoàn toàn) của nhiễm sắc thể số 21 ở người xác định sự có mặt của 47 nhiễm sắc thể trong tế bào sinh dưỡng lưỡng bội. 22 cặp cung cấp 44 nhiễm sắc thể, trong khi bộ ba trên nhiễm sắc thể 21 cung cấp ba cặp nữa - một trong số đó là siêu số. Nói cách khác, đó là một nhiễm sắc thể “quá nhiều”.

Mô tả và một chút lịch sử

Thể tam nhiễm nhiễm sắc thể 21 là thể dị bội phổ biến nhất ở người. Tương tự, thể tam nhiễm này cũng là nguyên nhân phổ biến nhất của hội chứng Down. Tuy nhiên, mặc dù các bộ ba soma khác phổ biến hơn các bộ ba trên nhiễm sắc thể 21, nhưng hầu hết có xu hướng gây chết nhiều hơn trong giai đoạn phôi thai.

Tức là, phôi có trisomies 21 có thể sinh ra, trong khi các phôi trisomic khác không thể. Hơn nữa, tỷ lệ sống sót sau khi sinh cao hơn nhiều ở trẻ em bị tam nhiễm trên nhiễm sắc thể 21 do tần số gen của nhiễm sắc thể này thấp.

Nói cách khác, một số gen sẽ được gia tăng số lượng bản sao vì nhiễm sắc thể 21 là tự nhiễm sắc nhỏ nhất trong tất cả.

Hội chứng Down được bác sĩ người Anh John Langdon Down mô tả lần đầu tiên trong khoảng thời gian từ năm 1862 đến năm 1866. Tuy nhiên, mối liên hệ của bệnh với nhiễm sắc thể số 21 đã được thiết lập khoảng một trăm năm sau đó. Các nhà nghiên cứu Pháp Marthe Gautier, Raymond Turpin và Jèrôme Lejeune đã tham gia vào các nghiên cứu này.

Nguyên nhân di truyền của bệnh

Thể tam bội trên nhiễm sắc thể 21 là do sự kết hợp của hai giao tử, một trong số đó mang nhiều hơn một bản sao, toàn bộ hoặc một phần, của nhiễm sắc thể 21. Có ba cách để điều này có thể xảy ra.

Trong lần đầu tiên, ở một trong các cặp bố mẹ, sự không tiếp hợp của các nhiễm sắc thể 21 trong quá trình nguyên phân làm phát sinh giao tử có hai nhiễm sắc thể 21 thay vì một. Nondisjunction có nghĩa là "thiếu sự tách biệt hoặc tách biệt". Đây là giao tử có thể làm phát sinh thể tam nhiễm thực sự bằng cách kết hợp với một giao tử khác với một bản sao duy nhất của nhiễm sắc thể 21.

Một nguyên nhân khác ít phổ biến hơn của chứng tam nhiễm này là cái được gọi là chuyển vị Robertsonian. Trong đó, nhánh dài của nhiễm sắc thể 21 chuyển sang nhiễm sắc thể khác (thường là 14). Sự kết hợp của một trong những giao tử này với một giao tử bình thường khác sẽ làm phát sinh phôi có karyotype bình thường.

Tuy nhiên, sẽ có thêm các bản sao của vật liệu di truyền từ nhiễm sắc thể 21, đây là nguyên nhân chính gây ra bệnh. Hội chứng cũng có thể được gây ra bởi các sai lệch nhiễm sắc thể khác hoặc bệnh khảm.

Trong thể khảm, cá thể có các tế bào có karyotype bình thường, xen kẽ với các tế bào có karyotype sai lệch (trisomic cho nhiễm sắc thể 21).

Meiotic không liên kết trong quá trình meiosis giao tử phenenin, hoặc quá trình sinh trứng. Lấy từ https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Trisomy_due_to_nondisjunction_in_maternal_meiosis_1.png. Qua Wikimedia Commons.

Biểu hiện của bệnh

Nguyên nhân cơ bản của hội chứng Down là do sự gia tăng biểu hiện của một số enzym do sự tồn tại của ba bản sao của gen trên nhiễm sắc thể 21, thay vì hai.

Biểu hiện gia tăng này dẫn đến những thay đổi trong sinh lý bình thường của cá nhân. Một số enzym bị ảnh hưởng bao gồm superoxide dismutase và cystation beta-synthase. Nhiều người khác liên quan đến sự tổng hợp DNA, sự trao đổi chất chính và năng lực nhận thức của cá nhân.

Bệnh biểu hiện ở nhiều mức độ khác nhau. Một trong những điều quan trọng nhất và quyết định thời gian sống của những người bị ảnh hưởng bởi chứng tam nhiễm sắc tố, là dị tật tim bẩm sinh.

Các tình trạng khác ảnh hưởng đến người bệnh bao gồm bất thường đường tiêu hóa, huyết học, nội tiết, tai mũi họng và rối loạn cơ xương, cũng như bất thường thị giác, trong số những bệnh khác.

Rối loạn thần kinh cũng rất quan trọng, và bao gồm các khó khăn trong học tập từ nhẹ đến trung bình. Hầu hết những người trưởng thành mắc hội chứng Down đều phát triển thành bệnh Alzheimer.

Chẩn đoán và nghiên cứu trong các hệ thống sống khác

Chẩn đoán Down trước khi sinh có thể được thực hiện bằng nhiều phương tiện. Điều này bao gồm siêu âm, cũng như lấy mẫu nhung mao màng đệm và chọc dò màng ối. Cả hai đều có thể được sử dụng để đếm số lượng nhiễm sắc thể, nhưng chúng có những rủi ro nhất định.

Các xét nghiệm khác hiện đại hơn bao gồm phân tích nhiễm sắc thể FISH, các kỹ thuật mô miễn dịch khác và các xét nghiệm đa hình di truyền dựa trên sự khuếch đại DNA bằng PCR.

Nghiên cứu về bộ ba nhiễm sắc thể số 21 trong các hệ động vật gặm nhấm đã cho phép chúng tôi phân tích hội chứng này mà không cần thử nghiệm trên người. Bằng cách này, các mối quan hệ kiểu gen / kiểu hình đã được phân tích một cách an toàn và đáng tin cậy.

Theo cách tương tự, có thể tiến hành thử nghiệm các chiến lược và tác nhân điều trị sau đó có thể được sử dụng trên người. Mô hình loài gặm nhấm thành công nhất cho những nghiên cứu này hóa ra là chuột.

Trisomies của nhiễm sắc thể giới tính ở người

Nói chung, các thể dị bội của nhiễm sắc thể giới tính có ít hậu quả về mặt y học hơn so với các thể tự bội ở người. Con cái của loài người là XX và con đực là XY.

Bộ ba sinh dục phổ biến nhất ở người là XXX, XXY và XYY. Rõ ràng là không thể có cá nhân YY, càng không có YYY. XXX cá thể về hình thái là nữ, trong khi XXY và XYY là nam.

Hội chứng Triple X (47, XXX)

XXX cá thể ở người là nữ có thêm một nhiễm sắc thể X. Kiểu hình liên quan đến tình trạng bệnh thay đổi theo độ tuổi, nhưng nhìn chung các cá thể trưởng thành có kiểu hình bình thường.

Nói theo thống kê, cứ một nghìn phụ nữ thì có một người là XXX. Một đặc điểm kiểu hình phổ biến ở phụ nữ XXX là tăng trưởng và phát triển sớm, và chi dưới dài bất thường.

Ở các cấp độ khác, phụ nữ XXX thường bị rối loạn phát triển thính giác hoặc ngôn ngữ. Vào cuối tuổi vị thành niên, họ thường vượt qua các vấn đề liên quan đến sự thích nghi với xã hội của họ, và chất lượng cuộc sống của họ được cải thiện. Tuy nhiên, rối loạn tâm thần ở phụ nữ XXX thường xuyên hơn ở phụ nữ XX.

Ở nữ, một trong các nhiễm sắc thể X bị bất hoạt trong quá trình phát triển bình thường của cá thể. Hai trong số chúng được cho là bị bất hoạt ở XXX nữ. Tuy nhiên, người ta tin rằng hầu hết các hậu quả bắt nguồn từ chứng tam nhiễm sắc thể là do sự mất cân bằng di truyền.

Điều này có nghĩa là sự bất hoạt đó không hiệu quả hoặc không đủ để tránh sự khác biệt trong biểu hiện của một số (hoặc tất cả) gen nhất định. Đây là một trong những khía cạnh được nghiên cứu nhiều nhất của bệnh từ quan điểm phân tử.

Cũng giống như các trường hợp trisomies khác, nghiên cứu karyotype phát hiện trước khi sinh của trisomy X vẫn được hỗ trợ bởi nghiên cứu karyotype.

Hội chứng Kleinefelter (47, XXY)

Những cá thể này được cho là con đực của loài có thêm nhiễm sắc thể X. Các dấu hiệu của thể dị bội thay đổi theo độ tuổi của cá nhân, và thường chỉ khi họ trưởng thành thì bệnh mới được chẩn đoán.

Điều này có nghĩa là thể dị bội hữu tính này không làm phát sinh các ảnh hưởng lớn như các thể tam nhiễm trong nhiễm sắc thể thường gây ra.

Nam giới trưởng thành XXY sản xuất ít hoặc không có tinh trùng, có tinh hoàn và dương vật nhỏ, cũng như giảm ham muốn tình dục. Họ cao hơn mức trung bình, nhưng cũng có ít lông trên mặt và cơ thể.

Họ có thể bị to ngực (nữ hóa tuyến vú), giảm khối lượng cơ và xương yếu. Việc sử dụng testosterone thường hữu ích trong việc điều trị một số khía cạnh nội tiết liên quan đến tình trạng này.

Hội chứng XYY (47, XYY)

Hội chứng này xảy ra bởi nam giới của loài người (XY) có nhiễm sắc thể Y. Hậu quả của sự hiện diện của một nhiễm sắc thể Y bổ sung không quá nghiêm trọng như những gì đã thấy ở các thể trisomies khác.

Các cá thể XYY có kiểu hình là đực, cao đều và các chi hơi dài. Chúng sản xuất lượng testosterone bình thường và không có vấn đề về hành vi hoặc học tập cụ thể như người ta vẫn nghĩ trước đây.

Nhiều cá nhân XYY không biết về tình trạng nhiễm sắc thể của họ. Chúng bình thường về mặt kiểu hình và cũng có khả năng sinh sản.

Trisomies ở các sinh vật khác

Ảnh hưởng của các thể dị bội ở thực vật đã được phân tích và so sánh với ảnh hưởng của sự biến đổi dị bội. Nói chung, những thay đổi về số lượng ở một hoặc một vài nhiễm sắc thể có hại cho hoạt động bình thường của cá thể hơn là những thay đổi trong bộ nhiễm sắc thể hoàn chỉnh.

Như trong các trường hợp được mô tả, sự mất cân đối trong biểu hiện dường như giải thích cho các tác động có hại của sự khác biệt.

Người giới thiệu

1. Herault, Y., Delabar, JM, Fisher, EMC, Tybulewicz, VLJ, Yu, E., Brault, V. (2017) Mô hình động vật gặm nhấm trong nghiên cứu hội chứng Down: tác động và tương lai. Công ty các nhà sinh học, 10: 1165-1186. doi: 10.1242 / dmm.029728
2. khtar, F., Bokhari, SRA 2018. Hội chứng Down (Trisomy 21). Trong: StatPearls. Đảo kho báu (FL): Nhà xuất bản StatPearls; 2018 tháng 1-. Có sẵn từ: ncbi.nlm.nih.gov
3. Otter, M., Schrander-Stumpel, CT, Curfs, LM (2010) Hội chứng Triple X: tổng quan tài liệu. Tạp chí Di truyền Người Châu Âu, 18: 265-271.
4. Papavassiliou, P., Charalsawadi, C., Rafferty, K., Jackson-Cook, C. (2014) Mosaicism for trisomy 21: a review. Tạp chí American Journsl of Medical Genetica Part A, 167A: 26–39.
5. Santorum, M., Wright, D., Syngelaki, A., Karagioti, N., Nicolaides, KH (2017) Độ chính xác của xét nghiệm kết hợp 3 tháng đầu thai kỳ trong sàng lọc trisomies 21, 18 và 13. Siêu âm trong Sản phụ khoa, 49 : 714-720.
6. Tartaglia, NR, Howell, S., Sutherland, A., Wilson, R., Wilson, L. (2010) Đánh giá về trisomy X (47, XXX). Tạp chí Bệnh hiếm Orphanet, 5, ojrd.com