Tất cả các đột biến gen có ảnh hưởng đến sức khỏe và sự phát triển không?

Đột biến gen là sự thay đổi vĩnh viễn trong trình tự DNA tạo nên một gen, khiến cho trình tự này khác với những gì được tìm thấy ở hầu hết mọi người. Mức độ đột biến có thể ảnh hưởng đến bất cứ đâu từ khối cấu tạo DNA đơn lẻ (cặp cơ sở) đến một đoạn lớn của nhiễm sắc thể bao gồm nhiều gen. Nhưng liệu có phải tất cả các đột biến gen đều ảnh hưởng đến sức khỏe và sự phát triển của một người nào đó không?

Đột biến gen là sự thay đổi vĩnh viễn trong trình tự DNA tạo nên một gen, khiến cho trình tự này khác với những gì được tìm thấy ở hầu hết mọi người. Mức độ đột biến có thể ảnh hưởng đến bất cứ đâu từ khối cấu tạo DNA đơn lẻ (cặp cơ sở) đến một đoạn lớn của nhiễm sắc thể bao gồm nhiều gen.

Đột biến gen có thể được phân loại thành hai loại chính đó là:

• Đột biến di truyền: Đột biến được di truyền từ cha mẹ và hiện diện trong suốt cuộc đời của một người trong hầu hết mọi tế bào trong cơ thể. Những đột biến này còn được gọi là đột biến dòng mầm vì chúng có trong tế bào trứng hoặc tinh trùng của bố mẹ, chúng còn được gọi là tế bào mầm. Khi trứng và tế bào tinh trùng hợp nhất, tế bào trứng được thụ tinh sẽ nhận được DNA từ cả bố và mẹ. Nếu DNA này có đột biến, đứa trẻ lớn lên từ trứng được thụ tinh sẽ có đột biến trong mỗi tế bào của mình.
• Đột biến mắc phải (hoặc soma): Xảy ra vào một thời điểm nào đó trong cuộc đời của một người và chỉ có ở một số tế bào nhất định chứ không phải ở mọi tế bào trong cơ thể. Những thay đổi này có thể được gây ra bởi các yếu tố môi trường như bức xạ tia cực tím từ mặt trời hoặc có thể xảy ra nếu lỗi xảy ra khi DNA tự sao chép trong quá trình phân chia tế bào. Các đột biến có được trong tế bào xôma (tế bào không phải tế bào tinh trùng và tế bào trứng) không thể truyền cho thế hệ sau.

Những thay đổi di truyền được mô tả là đột biến de novo (mới) có thể là di truyền hoặc soma. Trong một số trường hợp, đột biến xảy ra trong tế bào trứng hoặc tinh trùng của một người nhưng không có trong bất kỳ tế bào nào khác của người đó. Trong các trường hợp khác, đột biến xảy ra trong trứng đã thụ tinh ngay sau khi tế bào trứng và tinh trùng hợp nhất. Thường không thể biết chính xác thời điểm xảy ra đột biến de novo.

Khi trứng đã thụ tinh và phân chia, mỗi tế bào tạo thành phôi đang phát triển sẽ có đột biến. Đột biến de novo có thể giải thích các rối loạn di truyền, trong đó một đứa trẻ bị ảnh hưởng có đột biến ở mọi tế bào trong cơ thể nhưng cha mẹ thì không, và không có tiền sử gia đình về chứng rối loạn này.

Đột biến xôma xảy ra trong một tế bào trong quá trình phát triển phôi có thể dẫn đến tình trạng gọi là thể khảm. Những thay đổi di truyền này không có trong tế bào trứng hoặc tinh trùng của cha mẹ, hoặc trong trứng đã thụ tinh, nhưng xảy ra muộn hơn một chút khi phôi đã hình thành, nó bao gồm một số tế bào.

Khi tất cả các tế bào phân chia trong quá trình sinh trưởng và phát triển, các tế bào phát sinh từ tế bào có gen bị thay đổi sẽ có đột biến, trong khi các tế bào khác thì không. Tùy thuộc vào loại đột biến và số lượng tế bào bị ảnh hưởng, bệnh khảm có thể gây ra các vấn đề sức khỏe hoặc không gây ra vấn đề gì.

Hầu hết các đột biến gen gây bệnh là không phổ biến trong dân số nói chung. Tuy nhiên, những thay đổi di truyền khác xảy ra thường xuyên hơn. Những thay đổi di truyền xảy ra ở hơn 1 phần trăm dân số được gọi là đa hình. Chúng đủ phổ biến để được coi là một biến thể bình thường trong DNA.

Tính đa hình là nguyên nhân gây ra nhiều sự khác biệt so với bình thường như màu mắt, màu tóc và nhóm máu. Mặc dù nhiều dạng đa hình không có tác động tiêu cực đến sức khỏe của một người, nhưng một số biến thể này có thể ảnh hưởng đến nguy cơ phát triển một số chứng rối loạn.

Trình tự DNA của gen có thể bị thay đổi theo một số cách tạo ra các loại đột biến khác nhau. Đột biến gen có những ảnh hưởng khác nhau đến sức khỏe, tùy thuộc vào nơi chúng xảy ra và liệu chúng có làm thay đổi chức năng của các protein thiết yếu hay không. Các dạng đột biến bao gồm:

• Đột biến thay thế: Loại đột biến này là sự thay đổi một cặp bazơ DNA dẫn đến việc thay thế một axit amin này cho một axit amin khác trong protein do một gen tạo ra.
• Đột biến vô nghĩa: Một đột biến vô nghĩa cũng là một sự thay đổi trong một cặp cơ sở DNA. Tuy nhiên, thay vì thay thế một axit amin này cho một axit amin khác, trình tự DNA bị thay đổi sớm báo hiệu tế bào ngừng xây dựng protein. Loại đột biến này dẫn đến một protein bị rút ngắn có thể hoạt động không đúng hoặc hoàn toàn không hoạt động.
• Đột biến chèn: Đột biến này làm thay đổi số lượng cơ sở DNA trong gen bằng cách thêm một đoạn DNA. Kết quả là, protein do gen tạo ra có thể không hoạt động bình thường.
• Đột biến xóa: Đột biến này làm thay đổi số lượng cơ sở DNA bằng cách loại bỏ một đoạn DNA. Sự xóa bỏ nhỏ có thể loại bỏ một hoặc một vài cặp bazơ trong gen, trong khi sự xóa bỏ lớn hơn có thể loại bỏ toàn bộ gen hoặc một số gen lân cận. DNA bị xóa có thể làm thay đổi chức năng của (các) protein được tạo thành từ gen đó.
• Đột biến nhân bản: Sự nhân bản bao gồm một đoạn DNA được sao chép bất thường một hoặc nhiều lần. Loại đột biến này có thể làm thay đổi chức năng của protein tạo thành.
• Đột biến lệch khung: Loại đột biến này xảy ra khi việc bổ sung hoặc mất đi các cơ sở DNA làm thay đổi khung đọc của gen. Khung đọc bao gồm các nhóm 3 bazơ mà mỗi nhóm mã hóa cho một axit amin. Một đột biến dịch chuyển khung làm thay đổi nhóm của các bazơ này và thay đổi mã cho các axit amin. Protein tạo thành thường không có chức năng.

Việc chèn, xóa và sao chép đều có thể là đột biến dịch chuyển khung.

• Đột biến lặp lại mở rộng: Nucleotide lặp lại là các chuỗi DNA ngắn được lặp lại một số lần liên tiếp. Ví dụ, một lần lặp lại trinucleotide được tạo thành từ trình tự 3 cặp bazơ và một lần lặp lại tetranucleotide được tạo thành từ trình tự 4 cặp bazơ. Một mở rộng lặp lại là một đột biến làm tăng số lần mà các chuỗi ADN ngắn được lặp đi lặp lại. Loại đột biến này có thể khiến protein tạo thành hoạt động không bình thường.

Không phải tất cả các đột biến gen đều ảnh hưởng đến sức khỏe và sự phát triển của cơ thể. Chỉ một phần nhỏ đột biến gây ra rối loạn di truyền, còn lại hầu hết không ảnh hưởng đến sức khỏe hoặc sự phát triển. Ví dụ, một số đột biến làm thay đổi trình tự DNA của gen nhưng không làm thay đổi chức năng của protein do gen đó tạo ra.

Thông thường, các đột biến gen có thể gây ra rối loạn di truyền, nhưng chúng đã được sửa chữa bởi một số enzyme trước khi gen được biểu hiện và một protein bị thay đổi được tạo ra. Mỗi tế bào có một số con đường mà qua đó các enzym nhận ra và sửa chữa các lỗi trong DNA. Bởi vì DNA có thể bị hư hỏng hoặc đột biến theo nhiều cách, sửa chữa DNA là một quá trình quan trọng để cơ thể tự bảo vệ khỏi bệnh tật.

Một tỷ lệ rất nhỏ của tất cả các đột biến thực sự có tác động tích cực. Những đột biến này dẫn đến các phiên bản mới của protein giúp một cá nhân thích nghi tốt hơn với những thay đổi trong môi trường của họ. Ví dụ, một đột biến có lợi có thể tạo ra một loại protein bảo vệ một cá thể và các thế hệ tương lai khỏi một dòng vi khuẩn mới.

Vì mã di truyền của một người có thể có một số lượng lớn các đột biến mà không ảnh hưởng đến sức khỏe nên việc chẩn đoán các tình trạng di truyền có thể khó khăn. Đôi khi, các gen được cho là có liên quan đến một tình trạng di truyền cụ thể có đột biến, nhưng liệu những thay đổi này có liên quan đến sự phát triển của tình trạng đó hay không vẫn chưa được xác định; những thay đổi di truyền này được gọi là các biến thể có ý nghĩa không xác định (VOUS) hoặc (VUS).

Đôi khi, không có đột biến nào được tìm thấy trong các gen nghi ngờ liên quan đến bệnh, nhưng lại có các đột biến được tìm thấy trong các gen khác có mối quan hệ với một tình trạng di truyền cụ thể là không xác định. Rất khó để biết liệu các biến thể này có liên quan đến bệnh hay không.

Hoạt động của mỗi tế bào phụ thuộc vào hàng nghìn protein để thực hiện công việc của chúng ở đúng nơi vào đúng thời điểm. Đôi khi, đột biến gen ngăn cản một hoặc nhiều protein này hoạt động bình thường.

Bằng cách thay đổi hướng dẫn của gen để tạo ra protein, một đột biến có thể khiến protein bị sai hoặc bị thiếu hoàn toàn. Khi một đột biến làm thay đổi một protein đóng vai trò quan trọng trong cơ thể, nó có thể phá vỡ sự phát triển bình thường hoặc gây ra tình trạng bệnh lý. Tình trạng do đột biến ở một hoặc nhiều gen được gọi là rối loạn di truyền.

Trong một số trường hợp, đột biến gen nghiêm trọng đến mức khiến phôi thai không thể sống sót cho đến khi sinh ra. Những thay đổi này xảy ra ở các gen cần thiết cho sự phát triển, và thường làm gián đoạn sự phát triển của phôi trong giai đoạn sớm nhất. Vì những đột biến này có ảnh hưởng rất nghiêm trọng, không tương thích với sự sống.

Điều quan trọng cần lưu ý là bản thân gen không gây ra bệnh, mà rối loạn di truyền là do đột biến làm cho gen hoạt động không đúng chức năng. Ví dụ: khi mọi người nói rằng ai đó có " gen xơ nang ", họ thường đề cập đến một phiên bản đột biến của gen CFTR, là nguyên nhân gây ra căn bệnh này. Nhưng trên thực tế, tất cả những người, bao gồm cả những người không bị xơ nang, đều có một phiên bản của gen CFTR .

Nguồn tham khảo: medlineplus.gov