Tìm hiểu về thể khảm trong di truyền

Trong lĩnh vực di truyền học, thể khảm (Mosaic) là một hiện tượng phức tạp và thú vị, mang đến nhiều hiểu biết mới về sự đa dạng di truyền trong cơ thể con người. Thể khảm không chỉ liên quan đến các biến thể gen khác nhau mà còn đóng vai trò trong sự phát triển và sức khỏe của mỗi cá nhân. 

Hợp tử được hình thành từ quá trình thụ tinh giữa hai giao tử: tinh trùng (23 nhiễm sắc thể) và trứng (23 nhiễm sắc thể). Hợp tử phân chia tế bào thông qua quá trình nguyên phân để hình thành và phát triển toàn bộ cơ thể. Theo lý thuyết, tất cả các tế bào này phải có bộ gen giống hệt nhau, nhưng điều đó không phải lúc nào cũng xảy ra. Một người trưởng thành cần khoảng 10^16 (10.000.000.000.000.000, mười triệu tỷ) lần phân bào và mỗi lần phân bào đều có nguy cơ mắc lỗi di truyền. 

Thể khảm là gì?

Khái niệm

Thể khảm (Mosaic) trong di truyền là tình trạng khi một người có hai hay nhiều dòng tế bào khác nhau về kiểu gen bắt nguồn từ một hợp tử. Nếu đột biến xảy ra ở giai đoạn phôi dâu (đã phát triển đến 16 tế bào trở lên), thì tất cả các tế bào hình thành từ tế bào đột biến cũng sẽ mang theo sự thay đổi này.

Phân biệt với khảm Chimeric, dòng tế bào khác biệt bắt nguồn từ việc dung hợp các hợp tử khác nhau, dẫn đến có hai hay nhiều kiểu gen trong một tế bào.

Phân loại

Hiện tượng khảm xảy ra ở một trong các giai đoạn sau khi hình thành hợp tử. Có thể chia thành nhiều loại khác nhau dựa trên nguồn gốc và phạm vi ảnh hưởng của các tế bào đột biến. Một số loại thể khảm chính bao gồm:

• Thể khảm tế bào soma: Xuất hiện khi các đột biến xảy ra ở các tế bào soma (các tế bào không liên quan đến sinh sản), dẫn đến sự phân bố không đồng nhất của các tế bào đột biến trong các mô hoặc cơ quan khác nhau.
• Thể khảm tế bào mầm: Đột biến xảy ra ở tế bào sinh dục (trứng hoặc tinh trùng), dẫn đến khả năng truyền các đột biến này cho thế hệ tiếp theo.
• Thể khảm hoàn toàn và thể khảm bán phần: Một số trường hợp thể khảm ảnh hưởng đến toàn bộ cơ thể, trong khi một số khác chỉ ảnh hưởng đến một phần nhất định (ví dụ, một cơ quan hoặc một vùng cụ thể).

Cơ chế 

Cơ chế của thể khảm bắt nguồn từ các đột biến xuất hiện trong quá trình phân chia tế bào (phân bào). Khi một đột biến xảy ra tại một tế bào trong quá trình phân bào, tế bào đó sẽ truyền lại đột biến cho các tế bào con của nó, tạo thành một nhóm tế bào mang đột biến. Các tế bào này có thể có một số biến đổi về gen so với tế bào ban đầu. Những thay đổi này xảy ra sau khi quá trình thụ tinh kết thúc và phôi bắt đầu phân chia, dẫn đến sự tồn tại của các dòng tế bào khác nhau trong cùng một cơ thể.

Các yếu tố như tuổi tác, phơi nhiễm với các chất gây đột biến (tia X, hóa chất độc hại) hoặc các điều kiện môi trường cũng có thể gây ra sự xuất hiện của các tế bào thể khảm trong cơ thể.

Thể khảm là một hiện tượng phổ biến hơn chúng ta nghĩ. Mỗi người đều có ít nhất một tế bào khác biệt về kiểu gen trong cơ thể của họ. Có thể tất cả các tế bào trong mỗi người đều chứa nhiều đột biến. Tuy nhiên, chỉ một số ít trong số các đột biến này ảnh hưởng đến sức khỏe, trong khi hầu hết là âm tính về kiểu hình (tức là đột biến không liên quan đến chức năng tế bào, các tế bào đột biến bị loại bỏ bằng quá trình apoptosis – chết tế bào theo chương trình). 

Thể khảm có ảnh hưởng đến sức khỏe không? 

Thể khảm có thể ảnh hưởng đến sức khỏe, nhưng mức độ phụ thuộc vào loại và vị trí của đột biến. Trong một số trường hợp, thể khảm không gây ra triệu chứng nào hoặc chỉ gây ra ảnh hưởng nhẹ. Tuy nhiên, trong các trường hợp khác, nó có thể dẫn đến các vấn đề sức khỏe nghiêm trọng. Khi một số tế bào đột biến phát triển và tăng sinh nhanh chóng, có thể tạo thành khối u ác tính.

• Không có triệu chứng rõ ràng: Một số thể khảm không gây ra biểu hiện bệnh lý hoặc ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe.
• Biểu hiện bệnh nhẹ đến nặng: Đôi khi, thể khảm có thể gây ra các triệu chứng nhẹ, nhưng cũng có những trường hợp dẫn đến tình trạng bệnh nghiêm trọng, chẳng hạn như sự phát triển của các bệnh ung thư hoặc các rối loạn di truyền.
• Ảnh hưởng đến sinh sản: Thể khảm tế bào sinh dục có thể ảnh hưởng đến khả năng sinh sản hoặc tăng nguy cơ sinh con mắc các rối loạn di truyền.

Các loại bệnh liên quan đến thể khảm

Thể khảm dường như chịu trách nhiệm cho một lượng lớn bệnh lý từ các bất thường nhiễm sắc thể. Cả khối u lành tính và ác tính đều xuất phát từ thể khảm tế bào soma trong cơ thể người. Một số hội chứng có liên quan đến thể khảm, bao gồm:

• Hội chứng Down thể khảm: Gây ra khuyết tật trí tuệ và chậm phát triển, cơ bắp yếu. Nó cũng có thể gây ra dị tật tim, vấn đề tiêu hóa, vấn đề tuyến giáp và các vấn đề sức khỏe khác.
• Hội chứng Edward (Trisomy 18): Có thể gây ra chậm phát triển trong tử cung, dị tật tim, đầu nhỏ và các dị tật khác. Chỉ một số ít trẻ em mắc bệnh này sống sót qua năm đầu tiên.
• Hội chứng nhiễm sắc thể vòng 14 (Trisomy 14): Gây co giật, khuyết tật trí tuệ và chậm phát triển ngôn ngữ và vận động.
• Hội chứng khảm Pallister-Killian: Đây là một rối loạn phát triển gây ra cơ bắp yếu, khuyết tật trí tuệ, tóc mỏng, các mảng da có màu sắc bất thường và các dị tật bẩm sinh khác.
• Hội chứng Turner (XO, 46): Ở những người mắc hội chứng này, thể khảm có thể xuất hiện khi một số tế bào thiếu một nhiễm sắc thể X.
• Hội chứng Klinefelter (XXY, 47): Có thể gây ra lượng testosterone thấp, dẫn đến vô sinh vfa một số triệu chứng khác.
• Hội chứng siêu nữ (XXX, 47): Gây ra khó khăn trong học tập, chậm phát triển ngôn ngữ, không có khả năng mang thai và các vấn đề về kỹ năng vận động và cơ bắp.

Các kỹ thuật sinh học phân tử dùng để phát hiện thể khảm

Xác định thể khảm đòi hỏi các kỹ thuật sinh học phân tử tiên tiến nhằm phát hiện sự khác biệt di truyền trong các tế bào của cùng một cá thể. Một số kỹ thuật thường được sử dụng bao gồm:

• Giải trình tự: Các công nghệ giải trình tự thế hệ mới (NGS) cho phép phát hiện các đột biến ở mức độ tế bào, đặc biệt khi mức độ thể khảm thấp.
• Kỹ thuật PCR (Polymerase Chain Reaction): PCR là một phương pháp hiệu quả để phát hiện các đột biến cụ thể trong DNA.
• FISH (Fluorescence In Situ Hybridization): Kỹ thuật FISH cho phép phát hiện và định vị các đột biến hoặc bất thường trên nhiễm sắc thể.
• Sàng lọc gen bằng microarray: Microarray giúp phát hiện các bất thường di truyền thông qua việc so sánh với bộ gen chuẩn.

Những kỹ thuật này không chỉ giúp phát hiện thể khảm mà còn hỗ trợ trong việc nghiên cứu các rối loạn di truyền và phát triển các phương pháp điều trị tiềm năng.