PP NGHIÊN CỨU DT

1
PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU DI TRUYỀN
ĐHYD TP.HCM
KHOA KHOA HỌC CƠ BẢN - BỘ MÔN SINH HỌC
ThS. Trần Khánh Linh
Email: [email protected] - ĐTDĐ: 0985274284
4/22/2014
2
Sau khi học bài này, sinh viên phải :
Hệ thống hoá được di truyền học Mendel, và một số kiểu di truyền không theo thuyết nhiễm sắc thể.
Phân tích được sơ đồ phả hệ để ứng dụng trong tư vấn di truyền.
Xác định vai trò của di truyền và môi trường lên sự biểu hiện tính trạng.
Mô tả được hai phương pháp nghiên cứu tế bào ứng dụng trong chẩn đoán trước sinh.
MỤC TIÊU TỔNG QUÁT
4/22/2014
Phần 2

Một số phương pháp nghiên cứu di truyền.
1. Phả hệ
2. Con sinh đôi
3. Di truyền tế bào
Phương pháp nghiên cứu phả hệ
Mục tiêu cụ thể:
Vẽ được sơ đồ phả hệ.
Phân tích được qui luật di truyền của bệnh/tính trạng trong sơ đồ phả hệ.
Dùng toán xác suất để xác định khả năng mắc bệnh của thế hệ tiếp theo.
Xác định được người mang gen bệnh lặn.
Ứng dụng phân tích 1 trường hợp tư vấn di truyền trước sinh (bệnh Duchene).
5
Các ký hiệu dùng để lập bảng phả hệ
4/22/2014
6

4/22/2014
7

4/22/2014
8
Phân tích phả hệ
4/22/2014
9

Đặc điểm DT trội, lặn NST thường

Đặc điểm DT trung gian NST thường

Đặc điểm DT trội, lặn NST giới tính

Phân tích phả hệ
4/22/2014
10
Đặc điểm DT trội NST thường
Gia hệ tật dính ngón
4/22/2014
11
Đặc điểm DT lặn NST thường
Gia hệ bệnh Phenylceton – niệu
4/22/2014
12
Đặc điểm DT trung gian NST thường
Mức độ nặng nhẹ của bệnh phụ thuộc vào KG
Người đồng HT mang cả hai alen bệnh thì bệnh biểu hiện nặng
Người dị HT chỉ mang một alen bệnh thì biểu hiện nhẹ
Một số bệnh di truyền trung gian NST thường
Bệnh Thalassemia
Bệnh huyết cầu tố S….
4/22/2014
13
Bệnh beta thalassaemia
?M? giảm hoặc không tổng hợp chuỗi beta globin
? ? không ảnh hưởng
Gồm 2 loại chính theo kiểu gien
?M/?M ? thiếu máu nặng, phải truyền máu
?M/? ? thiếu máu nhẹ, không có biểu hiện trên lâm sàng

4/22/2014
14
Đặc điểm DT trội NSTGT X
Bệnh biểu hiện liên tục qua các thế hệ
Bệnh xuất hiện ở cả 2 giới tỉ lệ ≈ nhau
Bố bị bệnh :
+ con gái sẽ mắc bệnh,
+ con trai không mắc bệnh
Mẹ bị bệnh :
+ 50% số con trai và gái lành
+ 50% số con trai và gái bị bệnh

4/22/2014
15
Phả hệ bệnh còi xương do giảm phosphate máu
4/22/2014
Đặc điểm DT trội NSTGT X
16
Tỉ lệ mắc bệnh ở nam giới > nữ giới
Dòng DT bệnh về nam giới có tính chất đứt đoạn, ngắt quãng
(vì bố không trực tiếp truyền alen bệnh cho con trai mà truyền alen bệnh cho con gái, qua đó truyền bệnh tới cháu ngoại)
4/22/2014
Đặc điểm DT lặn NSTGT X
Bệnh mù màu
Bệnh máu khó đông
Bệnh loạn dưỡng cơ Duchenne…
17
Phả hệ bệnh loạn dưỡng cơ Duchenne
4/22/2014
Đặc điểm DT lặn NSTGT X
Bệnh loạn dưỡng cơ Duchenne
Là bệnh đơn gen, di truyền lặn, liên kết nhiễm sắc thể X
Lần đầu tiên được ghi nhận bởi nhà thần kinh học người Pháp Guillaume Duchenne (1860s)
Bệnh phổ biến nhất (1/3500 bé trai) và nguy hiểm nhất trong các bệnh về cơ (yếu cơ tiến triển  tử vong)
18
4/22/2014
Mô tả bệnh
19
4/22/2014
Bệnh loạn dưỡng cơ Duchenne
Biểu hiện bệnh
Trẻ biết đi muộn, từ 2-5 tuổi xuất hiện các triệu chứng: đi nghiêng ngã, dễ té, khó leo thang, khó đi bằng đầu ngón chân, chậm phát triển trí tuệ
Từ 7-12 tuổi, bệnh tiến triển: yếu cơ và thoái hoá cơ, bắt đầu ở chân, đến đùi và hông  không thể đi, thay đổi tư thế khó và chậm, có biểu hiện về tim và hô hấp
Thường chết trước 25 tuổi
20
4/22/2014
Bệnh loạn dưỡng cơ Duchenne
21
Chỉ gặp ở nam giới
Truyền trực tiếp từ bố sang con trai rồi sang cháu trai.
Một số bệnh di truyền trên NST Y :
Dính các ngón chân
Dày sừng lông bàn chân
Chứng nhiều lông ở tai

4/22/2014
Đặc điểm DT trên NSTGT Y
22


Phả hệ mắc “chứng nhiều lông ở tai”
4/22/2014
Đặc điểm DT trên NSTGT Y
PP nghiên cứu con sinh đôi
Mục tiêu cụ thể:
Phân biệt được 2 loại sinh đôi khác nhau.
Áp dụng toán xác suất tính tỉ lệ sinh con cùng giới, khác giới.
Phân tích khái niệm độ tương hợp.
Tính được hệ số di truyền (chỉ số H) dựa trên độ tương hợp.
Phân tích một số bệnh để xác định mức độ di truyền, tác động của môi trường.
24
Mục đích : xác định mức độ di truyền và tác động của môi trường đến sự hình thành các tính chất của cơ thể.

Ứng dụng : nghiên cứu vai trò của yếu tố di truyền đối với một tính trạng hoặc một bệnh nào đó.
4/22/2014
PP nghiên cứu con sinh đôi
25
Phân loại đa thai
Đa thai: là hiện tượng sinh 2, 3, 4…
Đa thai một hợp tử (HT):
1 trứng thụ tinh với 1 tinh trùng -> 1 HT
HT phân chia -> 2 hoặc nhiều phôi.
Đa thai nhiều hợp tử (HT):
2/n trứng thụ tinh với 2/n tinh trùng
-> 2/n HT khác nhau.
4/22/2014
PP nghiên cứu con sinh đôi
26
Đa thai một hợp tử
4/22/2014
27
Đa thai nhiều hợp tử
4/22/2014
28
Đa thai 1 hợp tử
Đa thai 2 hợp tử
4/22/2014
Có 2 kiểu sinh đôi
Kiểu SĐ 1 HT (MZ – Monozygotic twins)
Kiểu SĐ 2 HT (DZ – Dizygotic twins)

29
Ở người, xs đẻ con trai là ½, con gái là ½

Trong hiện tượng sinh đôi hai hợp tử :

Xác suất để cặp SĐ cùng là 2 con trai : ½ x ½ = ¼
Xác suất để cặp SĐ cùng là 2 con gái :
½ x ½ = ¼



Xác suất số lần SĐ cùng giới và khác giới
4/22/2014
PP nghiên cứu con sinh đôi
30
Xác suất để cặp SĐ cùng giới = tổng xác suất cùng sinh gái hoặc cùng sinh trai
¼ + ¼ = ½
Xác suất để cặp SĐ khác giới = tổng của xác suất hai sự kiện
p = p(trai1, gái2) + p(gái1, trai2) = ¼ + ¼ = ½
Vậy xác suất số lần SĐ khác giới bằng số lần SĐ cùng giới (50%)
4/22/2014
PP nghiên cứu con sinh đôi
31


So sánh sự giống nhau và khác nhau giữa các cặp SĐ về 1 tính trạng hoặc 1 bênh nào đó cho phép :
Đánh giá tỉ trọng của yếu tố di truyền (DT) và tỉ trọng yếu tố môi trường (MT)
Phát hiện các biến dị xảy ra do yếu tố MT, các nhân tố cụ thể của MT làm tăng lên hoặc giảm đi sự biểu hiện của TThoặc bệnh DT đã có trước….
4/22/2014
PP nghiên cứu con sinh đôi
32
Một tính trạng hoặc 1 bệnh nào đó biểu hiện
- Ở 2 thành viên của cặp SĐ  tương hợp
Ở 1 thành viên của cặp SĐ  ko tương hợp
Ở các cặp sinh đôi một hợp tử :
- Tương hợp càng lớn  yếu tố DT càng mạnh.
- Tương hợp càng nhỏ  yếu tố MT càng mạnh.



4/22/2014
PP nghiên cứu con sinh đôi
33
Sự sai khác do ảnh hưởng của môi trường
4/22/2014
PP nghiên cứu con sinh đôi
34
Màu da chịu ảnh hưởng của yếu tố di truyền và yếu tố môi trường
4/22/2014
PP nghiên cứu con sinh đôi
35

% số cặp MZ tương hợp - % số cặp DZ tương hợp
100 - %số cặp DZ tương hợp

Nếu H = 1  bệnh do yếu tố DT quyết định
Nếu H = 0  bệnh do yếu tố MT gây nên
Mức độ tác động của môi trường : C = 100% - H
Hệ số di truyền (H)
4/22/2014
PP nghiên cứu con sinh đôi
36
Ví dụ 1 : Khi điều tra về sự di truyền của hệ nhóm máu ABO, người ta thấy 100% các cặp sinh đôi MZ là tương hợp nhau, còn ở các cặp sinh đôi DZ chỉ có 40% cặp của chúng là tương hợp nhau
100% - 40%
H = --------------------- = 1 hay 100%
100% - 40%
Như vậy tính chất về hệ số nhóm máu ABO hoàn toàn do di truyền quyết định
Hệ số di truyền (H)
4/22/2014
37
Ví dụ 2 : Qua điều tra về một chứng bệnh loạn tâm thần, người ta thấy 80% các cặp sinh đôi MZ là cùng có bệnh (tương hợp nhau), còn ở các cặp sinh đôi DZ chỉ có 8.69% là cùng có bệnh
80% - 8.69%
H = ------------------------ = 0.78 hay 78%
100% - 8.69%
C = 100% - 78% = 22%
Như vậy bệnh này 78% do DT quyết định còn 22% do ảnh hưởng của MT bên ngoài.
Hệ số di truyền (H)
4/22/2014
38
Độ tương hợp
4/22/2014
PP nghiên cứu tế bào
Mục tiêu cụ thể:
Tóm tắt được qui trình xét nghiệm NST.
Phân tích được kết quả xét nghiệm NST.
Viết được karyotype của 1 số bệnh di truyền.
So sánh ưu điểm giữa PP xét nghiệm NST và FISH để ứng dụng trong chẩn đoán di truyền.
Hệ thống các PPNC tế bào, ứng dụng trong chẩn đoán trước sinh.
40
Thực hiện tiêu bản NST
Nguyên tắc chung:
Dùng những mô có các tế bào đang phân chia
Thêm colchicine  ngăn cản sự hình thành thoi phân bào  tb dừng lại ở gđ kỳ giữa
Thêm dung dịch muối  dùng sốc nhược trương  phá vỡ màng tb  NST phân tán
Cố định NST bằng dung dịch Carnoy. Nhuộm NST

Phương pháp xét nghiệm NST
PP nghiên cứu tế bào
41
Thực hiện tiêu bản NST
Kỹ thuật :
Nhuộm chuẩn : thuốc nhuộm hay dùng là giemsa
Hiện băng : giúp cho sự định loại NST được chính xác và phát hiện được nhiều cấu trúc NST


Phương pháp xét nghiệm NST
PP nghiên cứu tế bào
42
Phương pháp xét nghiệm NST
PP nghiên cứu tế bào
43
Phân tích bộ NST qua KHVQH
Sử dụng KHVQH với độ phóng đại x 1000
Chọn các cụm NST của tb ở kỳ giữa đẹp
Đếm chính xác số lượng NST của từng cụm
Phân tích các sai lệch số lượng, cấu trúc NST
Chọn và đánh dấu tọa độ những cụm kỳ giữa đẹp, rõ rồi sau đó chụp ảnh



Phương pháp xét nghiệm NST
PP nghiên cứu tế bào
44
Phân tích bộ NST qua ảnh chụp
Các cụm kỳ giữa đẹp, rõ được chụp bằng KHV có gắn máy chụp hình
In hình chụp các cụm NST ra giấy
Cắt NST ra  xếp thành NST đồ (Karyotype)
Sử dụng bảng danh pháp NST để diễn tả 1 bộ NST



Phương pháp xét nghiệm NST
PP nghiên cứu tế bào
45



Nhóm E (16,17,18): NST dưới trung bình, tâm lệch
Nhóm F (19,20): NST nhỏ, tâm giữa
Nhóm G (21,22,Y): NST nhỏ, tâm đầu
Nhóm A (1,2,3): NST lớn, tâm giữa / gần giữa
Nhóm B (4,5): NST lớn, tâm lệch
Nhóm C (6 -> 12, X): NST trung bình, tâm lệch
Nhóm D (13,14,15): NST trung bình, tâm đầu
Phương pháp xét nghiệm NST
PP nghiên cứu tế bào
46
Công thức bộ NST
Gồm 3 phần, cách nhau dấu phẩy :
1. Số lượng NST
2.NST giới tính
3. Các rối loạn về số lượng và cấu trúc NST
Ví dụ : 46, XY, del (5p) : nam bị mất 1 phần NST số 5
47, XX, + 21 : nữ bị hội chứng Down




Phân tích bộ NST



Phương pháp xét nghiệm NST
PP nghiên cứu tế bào
Thompson & Thompson, Genetics in Medicine, 7th ed, p. 91
48
Karyotype 46,XY
Karyotype 46,XX
Phân tích qua ảnh chụp
Phương pháp xét nghiệm NST
PP nghiên cứu tế bào
49
Phân tích bộ NST



Phương pháp xét nghiệm NST
50
Phân tích bộ NST



Phương pháp xét nghiệm NST
51
Phân tích bộ NST



48-hour culture; overnight exposure to colcemid
Phương pháp xét nghiệm NST
52
72-hour culture; several hours’ colcemid;
ethidium bromide added
52
Phân tích bộ NST



Phương pháp xét nghiệm NST
53
Bảng danh pháp NST
A  G : các nhóm NST
1  22 : số các NST thường
X, Y : NST giới tính
p : nhánh ngắn
q : nhánh dài
cen – centromere : tâm
s – satellite : vệ tinh
ace – acentric : NST không tâm
dic – dicentric : NST 2 tâm
r – ring : NST vòng

54
del - deletion : mất đoạn
ins - insertion : thêm đoạn
inv - inversion : đảo đoạn
dup - duplication : lặp đoạn
t – translocation : chuyển đoạn
i - isochromosome : NST đều
/ : thể khảm
[+/–] số hiệu NST : thừa / thiếu cả NST
ký hiệu nhánh [+/-] : thừa / thiếu 1 phần



Bảng danh pháp NST
55
Nguyên tắc chung
Lai chuỗi ADN của NST cần khảo sát với chuỗi ADN của đoạn dò có gắn màu huỳnh quang.

PP lai tại chỗ phát huỳnh quang
56
Phân tích nhân tế bào ở gian kỳ
green = NST 13
red = NST 21
NST 13, 21 phát sáng với sự bắt cặp bổ sung của đoạn dò phát huỳnh quang
Đọc kết qủa bằng KHV huỳnh quang
Trisomi 21
PP lai tại chỗ phát huỳnh quang
57
Ứng dụng chẩn đoán
Chẩn đoán trước sinh các dạng bất thường NST 13, 18, 21, X, Y (nhân tế bào ở gian kỳ)
Xác định các dạng bất thường cấu trúc NST mà Karyotyping không phát hiện được
Xác định được các trường hợp mất đoạn nhỏ mà Karyotyping không phát hiện được

PP lai tại chỗ phát huỳnh quang
58
Ví dụ : bất thường số lượng NST 21
tín hiệu màu xanh = NST 13
tín hiệu màu đỏ = NST 21
Mẫu này :
âm tính với hội chứng Down
âm tính với Trisomy 13
Mẫu này :
dương tính với hội chứng Down
âm tính với Trisomy 13
59


Ví dụ: một số trường hợp mất đoạn nhỏ
Hội chứng Prader-Willi del(15)(q11-13)
Hội chứng DeGeorge del(22)(q11.2)
Hội chứng Williams del(7)(q11.23)
60
Ví dụ: một số trường hợp mất đoạn nhỏ
61
Prader-Willi Syndrome (PWS)
Nguyên nhân : mất 1 đoạn nhỏ trên NST số 15
Karyotype: 46,XX,del(15)( q11;q13)
46,XY, del(15)( q11;q13)
Tần suất : 1/10,000 - 1/15,000
62
Triệu chứng:
Mắt bị cận thị
Nói ngọng.
Tay và chân nhỏ
Trọng lực tăng nhanh chóng (1-6yr) .
Phát triển giới tính ko bình thường .
Chậm phát triển .
Prader-Willi Syndrome (PWS)
63
Digeorge Syndrome (DGA)
Nguyên nhân: mất đoạn trên NST 22
Karyotype: 46,XX,del(22)(q11)
46,XY,del(22)(q11)
Tần suất : 1/20,000
Triệu chứng:
Suy giảm hệ miễn dịch
Chậm phát triển thể chất
Miệnh nhỏ có dạng như miệnh cá
Mặt dài; tai đóng thấp
64
Williams Syndrome
Nguyên nhân: mất đoạn nhỏ trên NST số 7
Karyotype: 46,XX,del(7)(q11)
46,XY,del(7)(q11)
Tần suất: 1/20,000
Symptoms:
Cằm nhỏ, miệng rộng, môi dày, mắt sưng
Trọng lượng lúc sinh thấp, tăng cân chậm
Dễ bị kích độngHẹp động mạch chủ
Có những bất thường về răng, thận
65
Ví dụ : 1 dạng bất thường cấu trúc NST mà karyotyping không phát hiện được
66
67
68
Cơ chế di truyền:
Tư vấn di truyền và chẩn đoán trước sinh
69
Một số phương pháp đã được dùng trong chẩn đoán trước sinh:
(1) Chọc dò dịch ối
(2) Sinh thiết tua nhau thai
(3) Lấy máu của bào thai
(1)
(2)
(3)
Tư vấn di truyền và chẩn đoán trước sinh
70
Chỉ định chẩn đoán trước sinh:
Người mẹ mang thai từ 40 tuổi trở lên, vì có nguy cơ sinh con bị trisomi 21, 13, 18
Bố hoặc mẹ có mang NST chuyển đoạn
Tiền sử đã có con bị trisomi 21
Khi cần xác định giới tính trong những trường hợp bệnh DT lặn liên kết giới tính

Tư vấn di truyền và chẩn đoán trước sinh
71
Tư vấn di truyền và chẩn đoán trước sinh
Qui trình tư vấn di truyền
Chẩn đoán bệnh
Xác định bệnh bằng các xét nghiệm
Lập cây gia hệ
Tính tỷ suất nguy cơ của thai
Chẩn đoán trước sinh
Kết luận và cung cấp lời khuyên

Cảm ơn các bạn đã lắng nghe ?
4/22/2014
72
Câu hỏi ?