Nhiễm sắc thể 1 là nhiễm sắc thể lớn nhất ở người, được tạo thành từ khoảng 249 triệu cặp bazơ nucleotide và chiếm khoảng 8% toàn bộ hàm lượng ADN trong tế bào người. Nhiễm sắc thể 1 chứa khoảng 2000 – 2100 gen hoạt hóa tạo ra protein. Các protein mà các gen này mã hóa để thực hiện nhiều vai trò thiết yếu khác nhau trong cơ thể.

Là nhiễm sắc thể lớn nhất, nhiễm sắc thể 1 dễ bị đa hình hoặc đột biến nhất. Đa hình là các biến thể của các cặp bazơ nhiễm sắc thể hiện diện ở ít nhất 1% dân số nói chung. Đa hình có thể liên quan đến một hoặc nhiều cặp bazơ. Khi chúng liên quan đến các nucleotide đơn, chúng được gọi là đa hình nucleotide đơn (SNP). Trên nhiễm sắc thể 1, ước tính có khoảng 740.000 SNP và người ta cho rằng ít nhất 22 locus là đa hình trong dân số châu Âu.

Do đó, một loạt các rối loạn và bất thường có thể được quy cho các biến thể tại vị trí của nhiễm sắc thể 1. Hơn 350 bệnh có liên quan đến các bất thường trong chuỗi nhiễm sắc thể 1 bao gồm ung thư, rối loạn Mendel, cũng như các bệnh về phát triển và thần kinh khác nhau, trường hợp đột biến gen gây bệnh vẫn chưa được xác định.

Đột biến nhiễm sắc thể 1 gây ra bệnh gì?

Những thay đổi về cấu trúc hoặc số lượng nhiễm sắc thể cũng có thể gây ra nhiều loại bệnh và rối loạn phát triển. Dưới đây là một số ví dụ về các tình trạng xảy ra khi những thay đổi này ảnh hưởng đến nhiễm sắc thể 1.

Hội chứng xóa 1p36

Hội chứng mất đoạn 1p36 là do mất vật liệu di truyền trên một vùng cụ thể của nhánh ngắn (p) của nhiễm sắc thể số 1. Các triệu chứng của tình trạng này bao gồm suy giảm khả năng trí tuệ và các đặc điểm trên khuôn mặt, cả hai đều có khả năng liên quan đến xóa nhiều gen trên vùng nhiễm sắc thể này.

U nguyên bào thần kinh

U nguyên bào thần kinh cũng có liên quan đến tình trạng mất đoạn xảy ra ở vùng 1p36 của nhiễm sắc thể 1. Trong căn bệnh này, một khối u ung thư phát triển được tạo thành từ các tế bào thần kinh chưa trưởng thành, được gọi là nguyên bào thần kinh.

Khoảng một phần tư số người bị ảnh hưởng bị mất đoạn kéo dài từ 1p36.1 đến 1p36.3, điều này gây ra tình trạng bệnh ở dạng nghiêm trọng hơn. Các nhà nghiên cứu tin rằng việc xóa bỏ ảnh hưởng đến một khu vực chứa gen ngăn chặn sự phân chia và tăng sinh tế bào bất thường. Những gen này được gọi là gen ức chế khối u. Việc xóa các gen ức chế khối u theo cách này có thể dẫn đến sự phát triển tế bào bất thường và gây ung thư.

Vi mất đoạn 1q21.1

Vi mất đoạn 1q21.1 liên quan đến việc xóa một phần nhỏ nhánh (q) dài của nhiễm sắc thể 1, với khoảng 1,35 triệu cặp bazơ DNA hoặc 1,35 megabase (Mb) bị thiếu trong vùng q21.1 của nhiễm sắc thể. Mức độ chính xác của việc xóa có thể khác nhau, nhưng thông thường, có ít nhất chín gen được chứa trong khu vực.

Các dấu hiệu của bệnh như chậm phát triển, suy giảm khả năng trí tuệ cũng như các vấn đề về thể chất, thần kinh và tâm lý có thể liên quan đến việc mất một số gen ở vùng này.

Hội chứng lặp đoạn 1q21.1

Hội chứng lặp đoạn 1q21.1 xuất phát từ việc sao chép một đoạn gen tại vị trí q21.1 trên một trong hai bản sao của nhiễm sắc thể số 1 trong mỗi tế bào. Những người mắc bệnh có thể trải qua sự chậm phát triển, thiểu năng trí tuệ, hoặc chứng tự kỷ, đồng thời có thể phát triển rối loạn tâm thần như tâm thần phân liệt, dị dạng tim, hoặc các vấn đề về đặc điểm thần kinh và thể chất.

Trong một số trường hợp, đoạn gen sao chép liên quan đến hội chứng mất đoạn 1q21.1, có thể ngắn hoặc dài hơn vùng q21.1 của nhiễm sắc thể số 1. Sự lặp đoạn trên vùng q21.1 có thể đóng góp vào các dấu hiệu và triệu chứng của bệnh.

Nghiên cứu đang được thực hiện để xác định gen liên quan và cách chúng ảnh hưởng đến các đặc điểm này, trong khi cũng đưa ra câu hỏi về vai trò của yếu tố di truyền và môi trường, đặc biệt là đối với những người mang nhiễm sắc thể bị lặp đoạn trên vùng 1q21.1 mà không có triệu chứng rõ ràng của hội chứng.

Ung thư

Sự biến đổi trong cấu trúc của nhiễm sắc thể số 1 liên quan chặt chẽ đến nhiều loại ung thư và biểu hiện của bệnh. Những thay đổi này thường xuất phát từ đột biến soma không di truyền, chỉ xuất hiện trong một số tế bào ung thư cụ thể.

Sự mất đoạn trên nhánh ngắn (p) của nhiễm sắc thể số 1 thường được phát hiện trong các khối u não và thận. Trong khi đó, lặp đoạn trên nhánh dài (q) của nhiễm sắc thể đã được ghi nhận trong hội chứng rối loạn sinh tủy, một loại bệnh ảnh hưởng đến máu và tủy xương. Những người mắc bệnh thường trải qua tình trạng thiếu máu do số lượng tế bào hồng cầu giảm, và đồng thời, tăng nguy cơ phát triển bệnh bạch cầu. Điều này chỉ ra rằng những biến đổi cấu trúc trên nhiễm sắc thể số 1 có thể đóng góp vào sự hiện diện và phát triển của nhiều loại bệnh ung thư và rối loạn máu.

Các vấn đề khác

Sự biến đổi về số lượng hoặc cấu trúc của nhiễm sắc thể số 1 có thể dẫn đến nhiều biểu hiện khác nhau, bao gồm chậm phát triển, khuôn mặt dị biệt, dị tật bẩm sinh, và các vấn đề sức khỏe khác. Các thay đổi trên nhiễm sắc thể 1 có thể bao gồm chèn thêm một đoạn trên nhánh ngắn (p) hoặc nhánh dài (q) của nhiễm sắc thể, mất một đoạn trên nhánh ngắn hoặc nhánh dài của nhiễm sắc thể, hoặc thậm chí là hình thành nhiễm sắc thể vòng. Nhiễm sắc thể vòng xảy ra khi một nhiễm sắc thể bị đứt ở hai vị trí và hai đầu bị đứt này liên kết với nhau, tạo thành cấu trúc vòng. Những biến đổi này có thể tác động đa dạng vào gen và cấu trúc nhiễm sắc thể số 1, đồng thời góp phần vào sự đa dạng của các vấn đề sức khỏe và đặc điểm sinh học của người mắc bệnh.

Tài liệu tham khảo

National Human Genome Research Institute. Chromosome Abnormalities. Retrieved May 24, 2021 from https://www.genome.gov/about-genomics/fact-sheets/Chromosome-Abnormalities-Fact-Sheet

U.S National Library of Medicine. Chromosome 1. Retrieved May 24, 2021 from https://medlineplus.gov/genetics/chromosome/1/