Trao đổi chéo trong nguyên phân có thể tạo ra thể khảm về di truyền và một số bệnh ung thư ở người

Trao đổi chéo là một đặc tính quan trọng của quá trình giảm phân. Phức hệ trao đổi chéo “xác định” vị trí tái tổ hợp đồng thời giữ cho các NST tương đồng gắn kết với nhau, cho phép chúng thành từng cặp tiến về mặt phẳng xích đạo tại kỳ giữa của giảm phân, rồi sau đó phân ly về hai cực đối diện của tế bào.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Trao đổi chéo trong nguyên phân có thể tạo ra thể khảm về di truyền và một số bệnh ung thư ở ngườiTrao đổi chéo trong nguyên phân cóthể tạo ra thể khảm về di truyền vàmột số bệnh ung thư ở ngườiTrao đổi chéo là một đặc tính quan trọngcủa quá trình giảm phân. Phức hệ traođổi chéo “xác định” vị trí tái tổ hợp đồngthời giữ cho các NST tương đồng gắnkết với nhau, cho phép chúng thành từngcặp tiến về mặt phẳng xích đạo tại kỳgiữa của giảm phân, rồi sau đó phân lyvề hai cực đối diện của tế bào.Ngoài ra, TĐC trong giảm phân là mộtcơ chế góp phần làm tăng tính đa dạngcủa các dạng của các loại giao tử. Vìvậy, không có gì là ngạc nhiên khi các cơthể sinh vật nhân chuẩn biểu hiện mộtsự đa dạng lớn về các loại enzym thamgia khởi đầu đặc hiệu sự TĐC tronggiảm phân. TĐC cũng có thể xuất hiệntrong nguyên phân. Tuy vậy, khônggiống sự kiện diễn ra trong giảm phân,TĐC trong nguyên phân thường xảy rado lỗi xuất hiện trong quá trình tái bảnNST hoặc do bị chiếu xạ dẫn đến sựđứt gãy của các phân tử ADN, chứkhông phải là một chương trình đượcđiều hòa bình thường của tế bào nhưtrong giảm phân. Vì vậy, TĐC trongnguyên phân là một sự kiện hiếm khixảy ra, chỉ xuất hiện với tần số thấphơn 10-6 lần phân bào nguyên nhiễm.Tuy vậy, việc nuôi cấy các tế bào nấmmen và quá trình phát triển của một cơthể đa bào phức tạp có số lần phân chiatế bào đủ lớn để các nhà di truyền họccó thể hàng ngày phát hiện và theo dõiđược hiện tượng TĐC trong nguyênphân vốn xảy ra với tần số thấp này.Khác với trong giảm phân, TĐC xảy ratrong nguyên phân xảy ra ngẫu nhiên ởmột số ít các tế bào soma, tạo nên nhữngtế bào soma mang “hệ gen” khác nhau.Do vậy, những cá thể mang những tếbào soma chứa các NST bị TĐC đượcgọi là các thể khảm.Ở người, một số TĐC xảy ra trongnguyên phân có thể gây nên sự hìnhthành khối u (ví dụ: một số bệnh u mắt).ở một số quần thể người, số trẻ sơ sinhcó bảm chất di truyền có nguy cơ bị ungthư có tần số vào khoảng 1/20.000 trẻsơ sinh. Gen gây khối u võng mạc (RB)nằm trên NST số 13, trong khi alen kiểudại bình thường (RB+) mã hóa cho mộtloại protein điều hòa sự phát triển vàbiệt hóa của võng mạc. Các tế bào trongmắt cần ít nhất một bản sao của alenkiểu dại để duy trì sự điều hòa hoạtđộng phân chia của tế bào. Một đột biếntrong alen RB+ có thể dẫn đến làm hỏngchức năng của alen kiểu dại và được kýhiệu là RB-. Nếu một tế bào mất đi cảhai bản sao của RB+, thì nó mất đi khảnăng điều hòa hoạt động phân chia tếbào bình thường và gây nên sự hìnhthành khối u. Ví lý do này, alen kiểu dạiRB+ có được xem là một gen ức chế sựhình thành khối u.Những cá thể có bản chất di truyền cónguy cơ ung thư võng mạc được sinh ramang một alen RB+ duy nhất. NST số 13thứ hai của họ hoặc chỉ mang alen RB-hoặc hoàn toàn không có gen RB. Nếumột tác nhân đột biến (ví dụ: chiếu xạ)hay một lỗi xảy ra trong quá trìnhnguyên phân làm mất đi alen RB+ . Ởmột tế bào trong một hoặc hai mắt thìkhối u võng mạc sẽ bắt đầu phát triểntừ vị trí tế bào sai hỏng. Một nghiên cứuở các bệnh nhân bị bệnh u võng mạc chothấy sự xuất hiện của các tế bào mắtvới kiểu gen đồng hợp tử RB-/RB-,trong khi tế bào bạch cầu của ngườibệnh là dạng dị hợp tử RB+/RB-. Nhưminh họa ở hình A, một TĐC trongnguyên phân giữa gen RB và tâm độngcủa nhiễm sắc thể mang gen là cơ chếgây nên sự hình thành tế bào mang kiểugen RB-/RB-. Khi tế bào này hình thành,nó được phân chia một cách không đượckiểm soát và dẫn đến sự hình thành khốiu.Chỉ có 40% trường hợp bị bệnh ung thưvõng mạc là có cơ chế gây bệnh nhưtrên, còn 60% còn lại khi sinh ra có kiểugen bình thường là RB+/RB+. Ở nhữngngười này, hai đột biến phải cùng xảy raở cả hai bản sao của gen RB mới gâynên ung thư. Đột biến đầu tiến có thểdẫn đến alen RB+ bị chuyển thành RB-,còn sau đó các tế bào con xảy ra TĐCtrong quá trình nguyên phân và dẫn đếnsự phát triển ung thư do alen đột biến bị“đồng hợp tử” hóa.Đáng chú ý là TĐC trong nguyên phângây nên sự hình thành một số bệnh ungthư võng mạc đã giúp giải thích sự biểuhiện mức độ bệnh lý khác nhau. Nhữngtrẻ sơ sinh có kiểu gen RB+/RB- có thểkhông bị bệnh. Hoặc khi mắc bệnh, sựphát triển của khối u có thể xảy ra ở cảhai mắt, nhưng cũng có thể chỉ xảy ra ởmột mắt. Tất cả những hiện tượng đóphụ thuộc vào việc tế bào nào trong cơthể xảy ra hiện tượng TĐC trongnguyên phân. ...