Di truyền học

Di truyền học là nghiên cứu về tính di truyền, quá trình cha mẹ truyền một số gen nhất định cho con cái của họ. Ngoại hình của một người - chiều cao, màu tóc, màu da và màu mắt - được xác định bởi gen. Các đặc điểm khác bị ảnh hưởng bởi tính di truyền là:

• Khả năng mắc một số bệnh
• Khả năng tinh thần
• Tài năng thiên bẩm

Một đặc điểm bất thường (dị thường) được di truyền qua các gia đình (di truyền) có thể:

• Không ảnh hưởng đến sức khỏe và hạnh phúc của bạn. Ví dụ, đặc điểm có thể chỉ gây ra một mảng tóc trắng hoặc dái tai dài hơn bình thường.
• Chỉ có một tác động nhỏ, chẳng hạn như mù màu.
• Có ảnh hưởng lớn đến chất lượng hoặc tuổi thọ của bạn.

Đối với hầu hết các rối loạn di truyền, tư vấn di truyền được khuyên. Nhiều cặp vợ chồng cũng có thể muốn chẩn đoán trước khi sinh nếu một trong hai người bị rối loạn di truyền.

Con người có các tế bào với 46 nhiễm sắc thể. Chúng bao gồm 2 nhiễm sắc thể xác định giới tính của chúng (nhiễm sắc thể X và Y), và 22 cặp nhiễm sắc thể vô nghĩa (NST thường). Nam là "46, XY" và nữ là "46, XX". Các nhiễm sắc thể được tạo thành từ các chuỗi thông tin di truyền được gọi là DNA. Mỗi nhiễm sắc thể chứa các đoạn DNA được gọi là gen. Các gen mang thông tin cần thiết cho cơ thể của bạn để tạo ra một số protein.

Mỗi cặp nhiễm sắc thể thường chứa một nhiễm sắc thể từ mẹ và một nhiễm sắc thể từ bố. Mỗi nhiễm sắc thể trong một cặp mang thông tin cơ bản giống nhau; nghĩa là mỗi cặp nhiễm sắc thể có các gen giống nhau. Đôi khi có những biến thể nhỏ của các gen này. Những biến thể này xảy ra trong ít hơn 1% trình tự DNA. Các gen có các biến thể này được gọi là alen.

Một số biến thể này có thể tạo ra một gen bất thường. Một gen bất thường có thể dẫn đến một protein bất thường hoặc một lượng bất thường của protein bình thường. Trong một cặp nhiễm sắc thể thường có hai bản sao của mỗi gen, một bản sao của mỗi gen từ bố và mẹ. Nếu một trong những gen này bất thường, gen còn lại có thể tạo đủ protein để không có bệnh phát triển. Khi điều này xảy ra, gen bất thường được gọi là gen lặn. Các gen lặn được cho là di truyền theo kiểu lặn trên NST thường hoặc kiểu liên kết X. Nếu có hai bản sao của gen bất thường, bệnh có thể phát triển.

Tuy nhiên, nếu chỉ cần một gen bất thường sinh ra bệnh sẽ dẫn đến rối loạn di truyền trội. Trong trường hợp rối loạn trội, nếu một gen bất thường được di truyền từ cha hoặc mẹ, đứa trẻ sẽ có khả năng biểu hiện bệnh.

Một người có một gen bất thường được gọi là dị hợp tử với gen đó. Nếu một đứa trẻ nhận được gen bệnh lặn bất thường từ cả bố và mẹ, đứa trẻ sẽ biểu hiện bệnh và sẽ đồng hợp tử (hoặc dị hợp tử kép) đối với gen đó.

RỐI LOẠN DI TRUYỀN

Hầu hết tất cả các bệnh đều có thành phần di truyền. Tuy nhiên, tầm quan trọng của thành phần đó khác nhau. Các rối loạn trong đó gen đóng vai trò quan trọng (bệnh di truyền) có thể được phân loại là:

• Các khuyết tật đơn gen
• Rối loạn nhiễm sắc thể
• Đa yếu tố

Rối loạn đơn gen (còn gọi là rối loạn Mendel) là do khiếm khuyết ở một gen cụ thể. Các khuyết tật đơn gen rất hiếm. Nhưng vì có hàng ngàn chứng rối loạn gen đơn lẻ đã biết, tác động tổng hợp của chúng là rất đáng kể.

Các rối loạn đơn gen được đặc trưng bởi cách chúng được di truyền trong các gia đình. Có 6 kiểu di truyền đơn gen cơ bản:

• Tính trạng trội
• Autosomal lặn
• Trội liên kết X
• Liên kết lặn liên kết X
• Kế thừa liên kết Y
• Thừa kế của mẹ (ty thể)

Tác động quan sát được của một gen (sự xuất hiện của một rối loạn) được gọi là kiểu hình.

Trong di truyền trội NST thường, sự bất thường hoặc bất thường thường xuất hiện ở mọi thế hệ. Mỗi khi cha hoặc mẹ bị bệnh, dù là nam hay nữ, có con, thì đứa trẻ đó có 50% khả năng di truyền căn bệnh này.

Những người có một bản sao của gen bệnh lặn được gọi là người mang gen bệnh. Người mang mầm bệnh thường không có các triệu chứng của bệnh. Tuy nhiên, gen này thường có thể được tìm thấy bằng các xét nghiệm nhạy cảm trong phòng thí nghiệm.

Trong di truyền lặn trên NST thường, cha mẹ của một cá thể bị ảnh hưởng có thể không biểu hiện bệnh (họ là người mang mầm bệnh). Trung bình, cơ hội mà cha mẹ mang mầm bệnh có thể có con phát triển bệnh là 25% với mỗi lần mang thai. Trẻ em nam và nữ có nguy cơ bị ảnh hưởng như nhau. Để một đứa trẻ có các triệu chứng của rối loạn lặn NST thường, đứa trẻ đó phải nhận gen bất thường từ cả bố và mẹ. Bởi vì hầu hết các rối loạn lặn là rất hiếm, một đứa trẻ có nhiều nguy cơ mắc bệnh lặn nếu cha mẹ có quan hệ họ hàng với nhau. Các cá nhân có liên quan có nhiều khả năng được thừa hưởng cùng một loại gen hiếm từ một tổ tiên chung.

Trong di truyền lặn liên kết X, khả năng mắc bệnh ở nam cao hơn nhiều so với nữ. Vì gen bất thường được mang trên nhiễm sắc thể X (nữ), nam giới không truyền nó cho con trai của họ (người sẽ nhận nhiễm sắc thể Y từ cha của họ). Tuy nhiên, họ có truyền nó cho con gái của họ. Ở nữ giới, sự hiện diện của một nhiễm sắc thể X bình thường che giấu ảnh hưởng của nhiễm sắc thể X với gen bất thường. Vì vậy, hầu hết tất cả các con gái của một người đàn ông bị ảnh hưởng đều có vẻ ngoài bình thường, nhưng họ đều mang gen bất thường. Mỗi khi những người con gái này sinh con trai, có 50% khả năng con trai đó sẽ nhận được gen bất thường.

Trong di truyền trội liên kết X, gen bất thường xuất hiện ở nữ giới ngay cả khi có nhiễm sắc thể X bình thường. Vì những con đực truyền nhiễm sắc thể Y cho con trai của họ, những con đực bị ảnh hưởng sẽ không có con trai bị ảnh hưởng. Tuy nhiên, tất cả các con gái của họ sẽ bị ảnh hưởng. Con trai hoặc con gái của phụ nữ bị ảnh hưởng sẽ có 50% khả năng mắc bệnh.

VÍ DỤ VỀ RỐI LOẠN GEN DUY NHẤT

Autosomal lặn:

• Thiếu ADA (đôi khi được gọi là bệnh "cậu bé trong bong bóng")
• Thiếu alpha-1-antitrypsin (AAT)
• Xơ nang (CF)
• Phenylketonuria (PKU)
• Thiếu máu hồng cầu hình liềm

Liên kết lặn liên kết X:

• Bệnh teo cơ Duchenne
• Bệnh máu khó đông A

Tính trạng trội:

• Tăng cholesterole trong máu
• hội chứng Marfan

Trội liên kết X:

Chỉ một số ít, hiếm gặp, rối loạn liên kết X chiếm ưu thế. Một trong số đó là bệnh còi xương giảm phosphate huyết, còn được gọi là bệnh còi xương do thiếu vitamin D.

RỐI LOẠN RỐI LOẠN THẦN KINH

Trong rối loạn nhiễm sắc thể, khiếm khuyết là do thừa hoặc thiếu các gen có trong cả một nhiễm sắc thể hoặc một đoạn nhiễm sắc thể.

Rối loạn nhiễm sắc thể bao gồm:

• 22q11.2 hội chứng tăng tốc vi mô
• Hội chứng Down
• Hội chứng klinefelter
• Hội chứng Turner

RỐI LOẠN NHIỀU NGUYÊN NHÂN

Nhiều bệnh phổ biến nhất là do sự tương tác của một số gen và các yếu tố trong môi trường (ví dụ, bệnh ở người mẹ và thuốc). Bao gồm các:

• Bệnh hen suyễn
• Ung thư
• Bệnh tim mạch vành
• Bệnh tiểu đường
• Tăng huyết áp
• Đột quỵ

RỐI LOẠN LIÊN KẾT DNA MITOCHONDRIAL

Ti thể là những cấu trúc nhỏ được tìm thấy trong hầu hết các tế bào của cơ thể. Chúng chịu trách nhiệm sản xuất năng lượng bên trong tế bào. Ti thể chứa DNA riêng của chúng.

Trong những năm gần đây, nhiều rối loạn đã được chứng minh là kết quả của những thay đổi (đột biến) trong DNA ti thể. Bởi vì ty thể chỉ đến từ trứng của con cái, hầu hết các rối loạn liên quan đến DNA của ty thể được di truyền từ mẹ.

Các rối loạn liên quan đến DNA ty thể có thể xuất hiện ở mọi lứa tuổi. Chúng có rất nhiều triệu chứng và dấu hiệu. Những rối loạn này có thể gây ra:

• Mù lòa
• Chậm phát triển
• Các vấn đề về dạ dày-ruột
• Mất thính lực
• Các vấn đề về nhịp tim
• Rối loạn trao đổi chất
• Tầm vóc thấp

Một số rối loạn khác còn được gọi là rối loạn ty thể, nhưng chúng không liên quan đến các đột biến trong DNA của ty thể. Những rối loạn này thường là những khiếm khuyết gen đơn lẻ. Chúng tuân theo kiểu di truyền giống như các rối loạn gen đơn lẻ khác. Hầu hết là gen lặn.

Đồng hợp tử; Di sản; Dị hợp tử; Các kiểu kế thừa; Di truyền và bệnh tật; Gia truyền; Dấu hiệu di truyền

• Di truyền học

Feero WG, Zazove P, Chen F. Bộ gen lâm sàng. Trong: Rakel RE, Rakel DP, eds. Giáo trình Y học gia đình. Xuất bản lần thứ 9. Philadelphia, PA: Elsevier; 2016: chap 43.

Korf BR. Nguyên lý của di truyền học. Trong: Goldman L, Schafer AI, eds. Thuốc Goldman-Cecil. Ấn bản thứ 26. Philadelphia, PA: Elsevier; 2020: chap 35.

Scott DA, Lee B. Phương pháp di truyền trong y học nhi khoa. Trong: Kliegman RM, St. Geme JW, Blum NJ, Shah SS, Tasker RC, Wilson KM, eds. Nelson Textbook of Pediatrics. Lần xuất bản thứ 21. Philadelphia, PA: Elsevier; 2020: chap 95.