Di truyền người

ĐỀ TÀI: DI TRUYỀN HỌC Ở NGƯỜI


GVHD: NGUYỄN THỊ HIỆP
SVTH: TRẦN MẠNH HÙNG
NGUYỄN VĂN HƯNG
ĐINH THỊ THANH HUYỀN
NINH THỊ TÂM
NGUYỄN THÀNH TRANG
ĐOÀN THỊ TRANG

HELLO! HOW ARE YOU? HAVE A GOOD TIME!
LỜI NÓI ĐẦU
Di truyền học ra đời năm 1900, đến nay đã hơn 100 tuổi. Suốt thế kỷ 20, Di truyền học đã phát triển nhanh như vũ bão. Trong 50 năm đầu, cứ 10 năm có một phát minh lớn và sau đó khoảng cách rút lại còn 2 năm. Sự hiểu biết sâu sắc về bản chất của tính di truyền đã có vai trò cách mạng hóa đối với sinh học.


Đặc biệt trong 25 năm vừa qua, kể từ khi phát minh ra kỹ thuật di truyền, nhiều vấn đề sinh học trước đây tưởng chừng như khó với tới thì nay đã có những bước tiến quan trọng. Nhờ đó có sự thống nhất giữa các nghiêm cứu sinh học: từ gen đến protein và tiếp theo là sinh hóa – sinh lý của tính trạng. Chưa bao giờ sự hiểu biết về bộ gen của nhiều sinh vật và nhất là của bộ gen người được chi tiết như hiện nay. Sự tích lũy một khối lượng kiến thức khổng lồ đã đưa đến nhiều thay đổi căn bản trong tư duy và phương pháp luận của Di truyền học nói riêng và Sinh học nói chung.

Di truyền học có nhiều ứng dụng hết sức to lớn cho thực tiễn sản xuất của xã hội loài người như “cách mạng xanh” vào những năm 1960 và ”cách mạng công nghệ sinh học “ hiện nay. Các ứng dụng của công nghệ di truyền tạo nên hàng loạt chuyển đổi sâu sắc trong các chiến lược phát triển của y dược học, trồng trọt chăn nuôi và đặc biệt là trong việc cải biên sinh giới và cả bản thân con người.


Tuy nhiên, bên cạnh những thành tựu đó thì các thí nghiệm di truyền học đồng thời cũng gây ra nhiều nỗi lo âu cho nhân loại. Đề tài của nhóm em là tìm hiểu về di truyền học ở người, hưởng ứng lời kêu gọi của Ủy ban Quốc tế về Đạo lý sinh học về việc “bảo vệ toàn vẹn của bộ gen người”.
Phần trình bày của nhóm gồm 5 phần:
I. Khái niệm về di truyền học và di truyền học ở người.
II. Các đặc điểm và phương pháp nghiên cứu.



III. Phân tích bộ gen ở người.
IV. Thành tựu, tiềm năng và vai trò của nó đối với con người.
V. Tổng kết.
Do khả năng và nguồn tài liệu có hạn nên nhóm không tránh khỏi nhiều thiếu sót. Rất mong được sự đóng góp của cô giáo và các bạn để đề tài của nhóm được hoàn chỉnh hơn.
Nhóm IV xin chân thành cảm ơn.

I. Khái niệm
1. Di truyền học là gì.
Di truyền học là một môn khoa học nghiên cứu về hai đặc tính cơ bản của sự sống là tính di truyền và biến dị, mà thiếu chúng thì sự sống không thể tồn tại và phát triển đến ngày nay.
Di truyền và biến dị là hai trong ba nhân tố tiến hóa theo quan điểm của Darwin. Biến dị tạo sự đa dạng cung cấp nguyên liệu cho tiến hóa, di truyền duy trì các đặc tính còn chọn lọc tự nhiên là nhân tố thứ ba định hướng phát triển các dạng sinh vật và dẫn đến sự đa dạng của sự sống như ngày nay.

Di truyền học đi sâu vào các vấn đề cơ bản của sự tồn tại và lưu truyền sự sống nên nó giữ một vị trí quan trọng đặc biệt. Có người đã ví di truyền học là trái tim của sinh học vì không ít thì nhiều nó liên quan và chi phối đến bất kỳ lĩnh vực nào của sinh học, từ các cơ chế phân tử của sự sống đến sự tiến hóa của toàn bộ thế giới sinh vật trên hành tinh chúng ta
2. Di truyền học ở người.
Di truyền học ở người là lĩnh vực được phát triển nhanh, mạnh và có nhiều thành tựu nhất hiện nay. Nhiều kỹ thuật mới của sinh học phân tử đã giúp phân tích chi tiết bộ gen của người. Y học dựa trên cơ sở hiểu biết bộ gen người sẽ có nhiều biện pháp hữu hiệu bảo vệ sức khỏe con người.
Con người không phải là ngoại lệ trong lĩnh vực di truyền, tuy nhiên ngoài các nhân tố sinh học, con người còn chịu tác động của các nhân tố xã hội, sự phát triển của văn minh. Tác động của các nhân tố sinh học đối với con người và xã hội nói chung không thể phủ định. Nhưng các tác động đó như thế nào là những vấn đề hết sức phức tạp và còn nhiều tranh cãi.
II. Các đặc điểm và phương pháp nghiên cứu
1. Con người là đối tượng của di truyền học.
Tính di truyền của loài người được quan tâm từ lâu, tuy nhiên việc nghiên cứu nó có nhiều khó khăn như:
- Thời gian thế hệ dài.
- Không thể tiến hành lai theo ý muốn.

- Số lượng cá thể con ít.
- Không thể tiến hành thí nghiệm trên cơ thể người.
- Không thể tạo các điều kiện đồng nhất cho thí nghiệm, số lượng NST tương đối lớn (2n = 46) và khó phân biệt giữa chúng với nhau.
- Sự không đồng đều trong phát triển cá thể do điều kiện xã hội không giống nhau
Tuy nhiên những khó khăn đó được bù trừ nhờ các ưu thế sau:

- Không thể gây đột biến nhân tạo.
- Mọi thành tựu khoa học cuối cùng đều nhằm ưu tiên phục vụ cho con người.
- Quần thể người rất lớn nên có thể theo dõi chi tiết và khai thác được nhiều dữ kiện.
- Có thể sử dụng nhiều dạng sinh vật khác nhau làm đồi tượng, mô hình để nghiên cứu về người.
2. Phương pháp phân tích phả hệ
Phương pháp phân tích phả hệ người do F.Galton nêu ra, nghiên cứu sự di truyền các tính trạng người theo dòng họ.
Nội dung : Theo dõi sự di truyền một tính trạng nào đó trên những người thuộc cùng 1 dòng họ qua nhiều thế hệ.
Dựa trên nhiều số liệu thu thập được từ phả hệ các gia đình có thể xác định được các dấu hiệu có sự di truyền đơn gen, trội – lặn, liên kết với giới tính hay không. Tất cả sự phân tích này đều dựa trên các quy luật di truyền Mendel.
Nữ bình thường
Nữ bị bệnh
Hôn nhân
Sinh con
Sinh đôi cùng trứng
Sinh đôi khác trứng
Nam bình thường
Nam bị bệnh
Li dị
Chưa rõ giới tính
Hôn nhân cận huyết
Chết
Dị hợp gen bệnh liên kết giới tính
Dị hợp gen lặn ở NST thường
Các kí hiệu dùng trong phả hệ

Mục đích: Xác định tính trạng là trội hay lặn, do 1 hay nhiều gen chi phối, có liên quan tới giới tính hay không …?


Kết quả: Đã xác định được các tính trạng:
Tính trạng trội: Mắt nâu, tóc quăn, môi dầy, mũi cong…
Tính trạng lặn tương ứng: Mắt xanh, tóc thẳng, môi mỏng, mũi thẳng …

+ Tính trạng chiều cao do nhiều gen chi phối
+ Bệnh mù màu, máu khó đông do gen lặn nằm trên NST X, di truyền chéo
Tật dính ngón 2, 3 , có túm lông ở tai do gen trên NST Y, di truyền thẳng
+ Tật xương chi ngắn , 6 ngón tay là đột biến trội
Bệnh bạch tạng , câm, điếc bẩm sinh là đột biến lặn
3. Phương pháp nghiên cứu trẻ đồng sinh.
Thế nào là hiện tượng đồng sinh?
Phương pháp nghiên cứu trẻ sinh đôi thường được coi là do F.Galton nêu ra.
Tỉ lệ sinh đôi chiếm từ 1.1 – 1.2% nhưng do số trẻ sinh đôi chết cao hơn nên tỉ lệ người sinh đôi trong dân số chiếm khoảng 0.9%.
Người sinh đôi cùng trứng hay từ một phôi còn non bị chia ra hai hay nhiều phần, mỗi phần phát triển thành một cơ thể riêng, có cùng kiểu gen và cùng giới tính.
*Đồng sinh cùng trứng:
Trẻ đồng sinh cùng trứng có kiểu gen giống hay khác nhau?
Trẻ đồng sinh cùng trứng có kiểu gen giống nhau, cùng giới tính
Các kiểu phôi của sinh đôi cùng trứng trong thời kỳ thai
Hai màng đệm, hai màng ối và hai nhau riêng
Hai màng đệm, hai màng ối và nhau dung hợp
Một màng đệm, hai màng ối và một nhau thai
Một màng đệm, một màng ối và một nhau thai
Những người sinh đôi khác trứng về mặt di truyền học tương đương với các anh chị cùng bố mẹ nhưng sinh khác lứa và có thể cùng giới tính hoặc khác giới tính.
Nghiên cứu trẻ sinh đôi để phân tích ảnh hưởng của tưng yếu tố di truyền riêng hoặ của môi trường riêng, hoặc ảnh hưởng của cả hai.
Khoảng 70% các cặp sinh đôi cùng trứng có chung màng ối, 30% có hai màng ối.
*Đồng sinh khác trứng:
Trẻ đồng sinh khác trứng có kiểu gen giống nhau không?
Trẻ đồng sinh khác trứng thường có kiểu gen không giống nhau
Khi so sánh chỉ số IQ giữa sinh đôi cùng trứng một màng ối với sinh đôi khác trứng thì mức di truyền là 66%.
Nhưng nếu sinh đôi cùng trứng 2 màng ối với sinh đôi khác trứng thì mức di truyền hạ xuống còn 21%.
Điều này cho thấy cần thận trọng hơn trong phương pháp này.
+ Nuôi trẻ đồng sinh cùng trứng ở 2 môi trường khác nhau rồi so sánh những đặc điểm giống nhau và khác nhau.
+ Nuôi trẻ đồng sinh khác trứng trong cùng 1 môi trường rồi so sánh.

a. Nội dung:
2 kiểu hình
Tính trạng phụ thuộc chủ yếu vào môi trường
1 kiểu hình
Tính trạng phụ thuộc chủ yếu vào kiểu gen
1 KG
Nuôi trẻ đồng sinh cùng trứng ở 2 môi trường khác nhau
1 kiểu hình
Tính trạng phụ thuộc chủ yếu vào môi trường
2 kiểu hình
Tính trạng phụ thuộc chủ yếu vào kiểu gen
2 KG
Nuôi trẻ đồng sinh khác trứng trong cùng 1 môi trường
b. Mục đích:
+ Các tính trạng nhóm máu, chiều cao, dạng tóc phụ thuộc chủ yếu vào kiểu gen (có hệ số di truyền cao).
+ Các tính trạng tâm lí, tuổi thọ chịu ảnh hưởng nhiều của môi trường ( có hệ số di truyền thấp).

Xác định vai trò của kiểu gen và môi trường đối với từng tính trạng.
c. Kết quả:
4. Phương pháp nghiên cứu tế bào:
a. Nội dung:
Làm tiêu bản NST của người để nghiên cứu số lượng và cấu trúc của bộ NST dưới kính hiển vi rồi so sánh với bộ NST của người bình thường
Em bé(1) bình thường 2n = 46 NST
Em bé(2) bị h/c đao 2n = 47 NST
Phát hiện một số tật và bệnh di truyền bẩm sinh có liên quan với các đột biến NST
b. Mục đích:
c.Kết quả:
Xác định được : + Ung thư máu do mất đoạn NST 21, + Hội chứng Đao do cặp 21 có 3 NST, + Hội chứng 3X do cặp NST giới tính có 3 NST X(XXX)
+ Hội chứng Claiphentơ do cặp NST giới tính ở nam giới có 3 NST(XXY)…
Hội chứng Đao ( cặp NST 21 có 3 chiếc)
Hội chứng Tecnơ (cặp NST giới tính có 1 chiếc XO)
Hội chứng Claiphentơ (♂ cặp NST giới tính có 3 chiếc: XXY)
4. Phương pháp quần thể.
Phương pháp này dựa vào chương trình Hardy – Weinberg đánh giá tần số các kiểu hình để tính mật độ các gen trong quần thể liên quan đến các bệnh di truyền. Nó còn cho phép đánh giá các hậu quả của giao phối cận huyết và theo dõi sự di truyền của các quần thể người về mặt nguồn gốc.
II. Phân tích bộ gen người
1. Bản đồ liên kết gen.
Mãi đến năm 1956, J.H.Tjio và A.Levan mới xác định được số lượng NST của người là 2n = 46. Sau đó vào năm 1970, nhờ kỹ thuật nhuộm màu bằng Giemsa và quan sát hiển vi huỳnh quang mới phát hiên được các vệt đặc trưng để xây dựng nên nhiễm sắc đồ.
a. Kỹ thuật lai tế bào soma.
Vào năm 1967, M.C.Weiss và H.Green sử dụng kỹ thuật lai tế bào soma đã lần đầu tiên xác định được gen TK (mã hóa enzyme thymidine kinase) nằm trên NST 17.
Các dòng tế bào của người và động vật có vú khi nuôi chung với hiện Sendai virut có thể dung hợp hay lai với nhau.
Các tế bào dung hợp này trong quá trình phân bào tiếp theo sẽ mất dần một số NST của tế bào cha mẹ. Sự xác định vị trí của một gen trên một NST nhất định được căn cứ vào sự tồn tại hay mất đi của gen đó khi đối chiếu với sự hiện diện hay vắng mặt của NST đó trong dòng tế bào
Phần lớn các gen được xác định theo phương pháp liên quan đến enzyme dựa vào sự tương tác giữa chúng hay còn sử dụng các mất đoạn khi xác định vị trí gen
Sơ đồ phương pháp xác định vị trí gen TK trên NST 17 bằng lai tế bào soma .
b. Xác định nhóm liên kết của gen bệnh
Dựa vào nhóm liên kết gen đã được xác định bằng lai tế bào soma, nhiều gen bệnh được gắn vào NST. Ngày nay, bệnh di truyền bằng cách sử dụng gen dự chuyển
2. Các phương pháp xây dựng bản đồ vật lý của bộ gen người.
a. Phương pháp Fish:
Là một phương pháp quan trọng để xác định vị trí gen bằng cách xác định huỳnh quang khi lai tại chỗ.
b. Lập bản đồ lai phóng xạ:
Bản đò lai phóng xạ RH,sử dụng các dòng tế bào lai mang nhiều đoạn NST lớn,là mức lập bản đồ chi tiết.Dùng để xác định trình tự nucleotit.


c. Phương pháp tạo dòng định vị
Các phương pháp xác định vị trí gen có giá trị dịnh hướng tốt trên bộ gen người nói chung, nhưng khoảng cách giữa các gen còn lớn. Phương pháp tạo dòng định vị, ra đời dựa trên cặp primer của PCR để phát hiện các gen liên kết chặt khi nghiên cứu liên kết gen theo các dấu hiệu hình thái.
3. Xây dựng bản đồ vật lý bộ gen người.
Từ những năm 1980 các nhà khoa học trên thế giới dã sử dụng các RFLP làm mốc để lập bản đồ gen người.
Ngày nay trên thế giới có ba nhóm chủ yếu phối hợp với nhau để xây dựng bản đồ liên kết và các marker.
Nhóm genethon ở paris tập trung vào các bản đồ dựa vào marker chứa cặp đoạn CA.
Nhóm CHLC ở Mỹ nhằm vào xây dựng các bản đò dựa vào các lặp đoạn 2,3,4 nucleotide
Nhóm nghiên cứu NST đặc hiệu được điều khiển bởi liên hiệp các công ty NIH/CEPH và bởi EUROGEM
Bản đồ chi tiết được xây dựng nhờ sủ dụng các STS tức là dựa vào thư viện NST nhân tạo của nấm men và bằn kỹ thuật PCR
Sơ đồ về các bước xây dựng bản đồ vật lý bộ gen người
4. Chương trình xác định nucleotide bộ gen người.
Nhờ sự ra đời của kỹ thuật di truyền cùng những thành tựu mới như tạo được NST nhân tạo, hay điện di trong trường xung cho phép tách các đoạn DNA dài hàng triệu nucleotide.
Để xác định trình tự hơn 3 tỷ nucleotide của bô gen người, chương trình dự kiến thực hiện trong 15 năm. Và các bước tiến hành như sau:
- 5 năm đầu lập bản đò gen trên NST được 50%, xác định trình tự nucleotide 1% bộ gen, cải tiến kỹ thuật từ 5 – 10 lần.
- 5 năm tiếp theo lập bản đồ gen 100%, xác định trình tự nucleotide 10% bộ gen và cải tiến kỹ thuật 5 – 10 lần nữa
- 5 năm cuối xác định toàn bộ trình tự nucleotide của bộ gen người
Nhờ có tin học và sử dụng các EST nên thời gian đã được rút ngắn ở một số khâu quan trọng
5. Phân tích chức năng của bộ gen
Phân tích chức năng bộ gen sử dụng kỹ thuật sinh học phân tử nhưng còn chậm nên ngày nay người ta phân tích theo 2 hướng sau:
- Sử dụng công cụ điện toán
- Sử dụng hệ thống mô hình động vật
IV. Ứng dụng và tiềm năng của di truyền học
1. Ý nghĩa thực tiễn của di truyền với y học:
Di truyền học giúp y học tìm hiểu nguyên nhân, chẩn đoán, dự đoán khả năng xuất hiện các dị tật hoặc bệnh do rối loạn di truyền từ đó có thể đề phòng và phần nào chữa được 1 số bệnh di truyền ở người.
VD: Bệnh máu khó đông chữa bằng cách tiêm chất sinh sợi huyết
Bệnh tiểu đường chữa bằng cách tiêm hoóc môn insulin cho người bệnh
2. Phương pháp phòng và chữa 1 số bệnh, tật di truyền ở người:
*Phương pháp chữa 1 số bệnh di truyền :
*Đối với các dị tật bẩm sinh cho đến nay chưa có cách chữa nhưng có thể ngăn ngừa hậu quả cho đời sau bằng cách:
+ Hạn chế sinh sản .VD để phòng bệnh Đao, các hội chứng 3X, hội chứng Tơcnơ, Clai phen tơ …phụ nữ trên 35 tuổi không nên có thai
+ Cấm kết hôn gần
+ Bảo vệ môi trường sống, tránh các tác nhân gây đột biến
BYE BYE. SEE YOU AGAIN