Di truyền lặn trên nhiễm sắc thể thường

Di truyền lặn trên nhiễm sắc thể thường là một kiểu di truyền Mendel, trong đó cần có hai bản sao đã biến đổi của một gen trên nhiễm sắc thể thường — một từ mỗi cha mẹ — để biểu hiện tính trạng hoặc rối loạn. Những người mang gen dị hợp tử thường không bị ảnh hưởng, vì vậy tình trạng này thường xuất hiện bất ngờ trong một nhóm anh chị em ruột duy nhất được sinh ra từ những cha mẹ khỏe mạnh về mặt lâm sàng, đây là kiểu hình 'nằm ngang' đặc trưng trong phả hệ.

Definition

Di truyền lặn trên nhiễm sắc thể thường là sự truyền một tính trạng chỉ biểu hiện ở những cá thể mang hai alen đã biến đổi tại một locus trên nhiễm sắc thể thường (đồng hợp tử hoặc dị hợp tử kép), trong khi những người dị hợp tử là người mang gen không bị ảnh hưởng; những cá thể bị ảnh hưởng thường có hai cha mẹ mang gen.

Scope

Mục này đề cập đến cách các alen lặn trên nhiễm sắc thể thường hoạt động, tại sao người mang gen thường khỏe mạnh, tỷ lệ tái phát dự kiến ở anh chị em ruột, và ảnh hưởng của hôn nhân cận huyết và tần số người mang gen trong quần thể. Nó coi dị hợp tử kép, cơ chế mất chức năng và sinh học người mang gen là những yếu tố khái niệm thiết yếu, không phải là hướng dẫn sàng lọc hoặc tư vấn lâm sàng.

Core questions

• Những đặc điểm phả hệ nào cho thấy kiểu hình lặn hơn là kiểu hình trội?
• Tại sao người mang gen thường không bị ảnh hưởng, và điều này ngụ ý gì đối với sự tái phát ở anh chị em ruột?
• Hôn nhân cận huyết và tần số alen trong quần thể thay đổi xác suất con cái bị ảnh hưởng như thế nào?

Key concepts

• Cá thể bị ảnh hưởng đồng hợp tử và dị hợp tử kép
• Người mang gen dị hợp tử không bị ảnh hưởng
• Sự tập trung theo chiều ngang (trong một nhóm anh chị em ruột)
• Cơ chế mất chức năng
• Hôn nhân cận huyết và đồng hợp tử do di truyền
• Tần số người mang gen và kỳ vọng Hardy-Weinberg
• Tỷ lệ tái phát một phần tư ở anh chị em ruột đối với hai cha mẹ mang gen

Mechanisms

Hầu hết các kiểu hình lặn phản ánh sự mất chức năng gen: một alen hoạt động duy nhất thường tạo ra đủ sản phẩm cho một kiểu hình bình thường (vì vậy người mang gen không bị ảnh hưởng), và bệnh chỉ xuất hiện khi cả hai alen đều không hoạt động, cho dù là hai bản sao của cùng một biến thể (đồng hợp tử) hay hai biến thể khác nhau trong cùng một gen (dị hợp tử kép). Khi cả cha và mẹ đều là người mang gen, mỗi đứa trẻ có trung bình một phần tư khả năng bị ảnh hưởng, một nửa khả năng là người mang gen, và một phần tư khả năng không thừa hưởng biến thể nào. Hôn nhân cận huyết làm tăng khả năng cả hai alen đều giống hệt nhau do di truyền, làm tăng nguy cơ mắc các tình trạng lặn hiếm gặp; ngược lại, các rối loạn lặn phổ biến phản ánh tần số người mang gen tương đối cao trong quần thể.

Clinical relevance

Một kiểu hình lặn giải thích tại sao một rối loạn có thể xuất hiện mà không có tiền sử gia đình và tại sao tình trạng người mang gen lại phổ biến trong quần thể. Giải trình tự quần thể cho thấy người trưởng thành khỏe mạnh thường mang các biến thể mất chức năng trong các gen bệnh lặn. Mục này là tài liệu tham khảo về khái niệm di truyền và không phải là lời khuyên sàng lọc người mang gen hoặc đánh giá rủi ro cá nhân hóa, những điều này đòi hỏi các dịch vụ di truyền chính thức.

Epidemiology

Các rối loạn lặn riêng lẻ thì hiếm nhưng tổng thể thì phổ biến, và một số tình trạng đạt tần số người mang gen cao trong các quần thể cụ thể. Các nghiên cứu exome lớn trên người trưởng thành không chọn lọc cho thấy các biến thể mất chức năng trong các gen bệnh lặn được mang thường xuyên hơn nhiều so với việc các rối loạn đó tự xảy ra, phù hợp với yêu cầu về hai alen đã biến đổi.

History

Tính lặn là một trong hai hành vi alen mà Mendel đã suy luận vào năm 1866, trong đó một tính trạng biến mất ở những người dị hợp tử và xuất hiện trở lại ở một phần tư thế hệ tiếp theo. Công trình của Archibald Garrod vào đầu thế kỷ XX về 'lỗi chuyển hóa bẩm sinh' đã liên kết di truyền lặn với sự thiếu hụt enzyme ở người, và sự truyền lặn đã trở thành một phương thức tiêu chuẩn được phân loại cho nhiều bệnh chuyển hóa đơn gen và các rối loạn khác.

Key figures

• Gregor Mendel
• Archibald Garrod
• Victor McKusick

Seminal works

• mendel-1866
• nussbaum-2016

Frequently asked questions

Nếu cả cha và mẹ đều là người mang cùng một tình trạng lặn, nguy cơ tái phát là bao nhiêu?

Trung bình mỗi đứa trẻ có một phần tư khả năng bị ảnh hưởng, một nửa khả năng là người mang gen không bị ảnh hưởng, và một phần tư khả năng không thừa hưởng biến thể nào; điều này giống nhau đối với con trai và con gái vì locus nằm trên nhiễm sắc thể thường.

Tại sao một rối loạn lặn trên nhiễm sắc thể thường thường xuất hiện mà không có tiền sử gia đình trước đó?

Bởi vì người mang gen thường không bị ảnh hưởng, một alen lặn có thể được truyền một cách thầm lặng qua nhiều thế hệ và chỉ tạo ra một cá thể bị ảnh hưởng khi hai người mang gen tình cờ có con thừa hưởng cả hai bản sao đã biến đổi.