Rối loạn di truyền và bệnh học phát triển
Rối loạn di truyền và bệnh học phát triển là lĩnh vực bệnh học tổng quát liên quan đến các bệnh phát sinh từ những thay đổi trong bộ gen hoặc từ những rối loạn trong quá trình phát triển của phôi và thai nhi. Lĩnh vực này bao gồm các bất thường nhiễm sắc thể toàn bộ và cấu trúc, các rối loạn đơn gen (Mendel) và ty thể, các tình trạng đa yếu tố trong đó tính nhạy cảm di truyền tương tác với môi trường, các dị tật bẩm sinh về cấu trúc, và các cơ chế biểu sinh điều hòa biểu hiện gen mà không làm thay đổi trình tự DNA.
Definition
Bệnh học di truyền và phát triển nghiên cứu các cơ chế mà qua đó những thay đổi di truyền hoặc mắc phải trong bộ gen, và những rối loạn của sự phát triển bình thường, dẫn đến bệnh lý cấu trúc và chức năng, từ lệch bội nhiễm sắc thể và đột biến đơn gen đến tính nhạy cảm đa gen và rối loạn điều hòa biểu sinh.
Scope
Lĩnh vực này định hướng người đọc qua năm chủ đề: bất thường nhiễm sắc thể, bệnh di truyền đơn gen, dị tật bẩm sinh và khuyết tật bẩm sinh, cơ sở di truyền của tính nhạy cảm với bệnh tật, và biểu sinh học cùng điều hòa gen trong bệnh tật. Nó được trình bày như một bản đồ tham chiếu về cách các cơ chế di truyền và phát triển gây ra hoặc tạo tiền đề cho bệnh tật, chứ không phải là hướng dẫn chẩn đoán, tư vấn hay điều trị cho bất kỳ cá nhân nào.
Sub-topics
Core questions
- Làm thế nào những thay đổi ở các cấp độ khác nhau của bộ gen — toàn bộ nhiễm sắc thể, sắp xếp lại cấu trúc, gen đơn lẻ và dấu hiệu biểu sinh — chuyển thành các kiểu hình bệnh lý?
- Tại sao một số rối loạn được di truyền theo các kiểu Mendel đơn giản trong khi hầu hết các bệnh phổ biến là đa yếu tố?
- Làm thế nào những rối loạn trong quá trình phát triển của phôi và thai nhi tạo ra các dị tật bẩm sinh?
- Điều gì phân biệt sự thay đổi di truyền (dòng mầm) với sự thay đổi di truyền mắc phải (soma) trong bệnh tật?
Key concepts
- Đột biến dòng mầm so với đột biến soma
- Rối loạn nhiễm sắc thể so với rối loạn đơn gen so với rối loạn đa yếu tố
- Mối quan hệ kiểu gen-kiểu hình
- Độ thấm và độ biểu hiện
- Tương tác gen-môi trường
- Điều hòa biểu sinh của biểu hiện gen
- Rối loạn phát triển và dị tật
Mechanisms
Bệnh tật trong lĩnh vực này bắt nguồn từ nhiều cấp độ khác nhau. Sai sót trong phân ly nhiễm sắc thể giảm phân tạo ra lệch bội; các sắp xếp lại cấu trúc xóa, nhân đôi hoặc định vị lại các đoạn gen. Đột biến ở các gen riêng lẻ — di truyền hoặc phát sinh mới (de novo) — làm gián đoạn chức năng protein và gây ra các rối loạn Mendel. Đối với các bệnh phổ biến, nhiều biến thể có tác động nhỏ kết hợp với phơi nhiễm môi trường để hình thành tính nhạy cảm, một cấu trúc được nhấn mạnh bởi các nghiên cứu liên kết toàn bộ bộ gen và cuộc thảo luận về tính di truyền còn thiếu. Rối loạn của các chương trình phát triển phôi thai được điều hòa chặt chẽ tạo ra các dị tật bẩm sinh, và các dấu hiệu biểu sinh có thể đảo ngược (methyl hóa DNA, biến đổi histone) làm thay đổi biểu hiện gen và có thể bị rối loạn điều hòa trong bệnh tật.
Clinical relevance
Việc hiểu các cơ chế di truyền và phát triển là nền tảng cho cách y học xét nghiệm và bệnh học phân loại bệnh di truyền, diễn giải các xét nghiệm di truyền tế bào và phân tử, và lý giải về sự tái phát và tính nhạy cảm. Mục này mô tả các cơ chế và khái niệm để định hướng; nó không phải là cơ sở cho chẩn đoán cá nhân, tư vấn di truyền hoặc quyết định điều trị.
Epidemiology
Tổng thể, các rối loạn di truyền và bẩm sinh là nguyên nhân chính gây ra bệnh tật ở trẻ em, mất thai và khuyết tật suốt đời, và tính nhạy cảm di truyền góp phần vào hầu hết các bệnh phổ biến ở người lớn. Tần suất cụ thể thay đổi đáng kể tùy theo rối loạn và quần thể, và được đề cập trong các mục chủ đề riêng lẻ.
History
Lĩnh vực này phát triển từ khái niệm của Garrod về các sai sót chuyển hóa bẩm sinh vào đầu thế kỷ 20 và các định luật di truyền của Mendel, thông qua việc thiết lập di truyền tế bào người vào cuối những năm 1950, việc lập danh mục các rối loạn Mendel bởi McKusick (OMIM), và kỷ nguyên phân tử và bộ gen của lập bản đồ gen, các nghiên cứu liên kết toàn bộ bộ gen, và giải trình tự thông lượng cao đã định hình lại cả bệnh hiếm và bệnh phổ biến theo thuật ngữ di truyền.
Key figures
- Archibald Garrod
- Victor McKusick
- Teri Manolio
- Evan Eichler
Related topics
Seminal works
- manolio-2009
- eichler-2019
- veltman-2012
Frequently asked questions
- Sự khác biệt giữa rối loạn di truyền và rối loạn bẩm sinh là gì?
- Rối loạn di truyền là do sự thay đổi trong bộ gen và có thể có hoặc không có mặt khi sinh, trong khi rối loạn bẩm sinh là bất kỳ tình trạng nào có mặt khi sinh, có thể có nguyên nhân di truyền, môi trường hoặc phát triển không rõ. Hai loại này chồng chéo nhưng không giống hệt nhau.
- Có phải tất cả các rối loạn di truyền đều được di truyền không?
- Không. Một số phát sinh từ các đột biến mới (de novo) không có ở cả cha và mẹ, và các đột biến soma mắc phải sau khi thụ thai cũng có thể gây bệnh mà không được di truyền.