Luận Văn Thạc Sĩ: Phân Tích Đột Biến Mất Đoạn 4977 bp DNA Ty Thể Ở Bệnh Nhân Ung Thư Đại Trực Tràng

Luận văn thạc sĩ phân tích đột biến mất đoạn 4977 bp của DNA ty thể ở bệnh nhân ung thư đại trực tràng, cung cấp cái nhìn sâu sắc về bệnh lý.

Trường đại học

Đại học Khoa học Tự nhiên

Chuyên ngành

Sinh học

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

Luận văn thạc sĩ

2012

Phí lưu trữ

30 Point

Mục lục chi tiết

MỞ ĐẦU

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. DNA TY THỂ

1.2. Cấu trúc genome ty thể

1.3. Cơ chế di truyền của hệ gen ty thể

1.4. Các rối loạn ty thể

1.5. ĐỘT BIẾN DNA TY THỂ (MT DNA) – CHỈ THỊ SINH HỌC TIỀM NĂNG TRONG UNG THƢ

1.6. Các đột biến trên mtDNA

1.7. Mối liên hệ của đột biến mtDNA với bệnh ung thư

1.8. Mối liên quan đột biến mất đoạn của mtDNA với bệnh ung thư - chỉ thị sinh học tiềm năng trong ung thư

1.9. UNG THƢ ĐẠI TRỰC TRÀNG VÀ MỐI LIÊN HỆ VỚI ĐỘT BIẾN MẤT ĐOẠN 4977 BP XẢY RA TRONG DNA TY THỂ

1.10. Ung thư đại trực tràng

1.11. Mối liên hệ giữa đột biến mất đoạn 4977 bp xảy ra trong mtDNA và ung thư đại trực tràng

1.12. Các phương pháp nghiên cứu biến đổi của gen trong ung thư

1.13. Tính hình nghiên cứu đột biến mtDNA ở Việt Nam

2. CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP

2.1. Đối tượng nghiên cứu

2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.3. Tách chiết DNA tổng số từ mô

2.4. Khuếch đại đột biến mất đoạn 4977 bp mtDNA bằng PCR

2.5. Xử lý sản phẩm PCR khuếch đại đột biến mất đoạn 4977 bp mtDNA bằng enzyme HaeIII

2.6. Quy trình tinh sạch sản phẩm PCR sử dụng kit QIAQUICK gel extraction

2.7. Điện di kiểm tra sản phẩm PCR trên gel

2.8. Phương pháp giải trình tự

2.9. Tính toán thống kê

3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. ĐẶC ĐIỂM BỆNH HỌC LÂM SÀNG CỦA CÁC BỆNH NHÂN UNG THƢ ĐẠI TRỰC TRÀNG TRONG NGHIÊN CỨU

3.2. KẾT QUẢ TÁCH CHIẾT DNA TỔNG SỐ TỪ MẪU MÔ UNG THƢ ĐẠI TRỰC TRÀNG

3.3. KẾT QUẢ KHUẾCH ĐẠI ĐỘT BIẾN MẤT ĐOẠN 4977 bp CỦA DNA TY THỂ BẰNG KỸ THUẬT PCR

3.4. KẾT QUẢ XỬ LÝ SẢN PHẨM PCR SỬ DỤNG CẶP MỒI 4977–2 BẰNG ENZYME GIỚI HẠN

3.5. KẾT QUẢ GIẢI TRÌNH TỰ SẢN PHẨM PCR CỦA ĐỘT BIẾN MẤT ĐOẠN 4977 bp CỦA mtDNA

3.6. PHÂN TÍCH MỐI LIÊN QUAN GIỮA ĐỘT BIẾN MẤT ĐOẠN 4977 bp CỦA DNA TY THỂ VÀ CÁC ĐẶC ĐIỂM BỆNH HỌC LÂM SÀNG CỦA BỆNH UNG THƢ ĐẠI TRỰC TRÀNG

3.7. Khảo sát đột biến mất đoạn 4977 bp trong mtDNA của bệnh nhân ung thư đại trực tràng theo vị trí mô

3.8. Khảo sát đột biến mất đoạn 4977 bp trong mtDNA của bệnh nhân ung thư đại trực tràng theo các đặc điểm lâm sàng khác

3.9. THỐNG KÊ MỨC ĐỘ HETEROPLASMY XẢY RA TRONG DNA TY THỂ

KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Đột Biến 4977 bp DNA Ty Thể Ở Bệnh Nhân Ung Thư

Đột biến 4977 bp trong DNA ty thể (mtDNA) đã được xác định là một trong những yếu tố quan trọng liên quan đến sự phát triển của bệnh ung thư, đặc biệt là ung thư đại trực tràng. Nghiên cứu này nhằm mục đích phân tích và làm rõ mối liên hệ giữa đột biến này và các đặc điểm lâm sàng của bệnh nhân. Đột biến mtDNA có thể ảnh hưởng đến quá trình chuyển hóa năng lượng và gây ra các rối loạn tế bào, dẫn đến sự phát triển của khối u.

1.1. Đột Biến DNA Ty Thể Khái Niệm Và Ý Nghĩa

Đột biến DNA ty thể là sự thay đổi trong cấu trúc của mtDNA, có thể dẫn đến các rối loạn chức năng tế bào. Đặc biệt, đột biến 4977 bp được coi là một chỉ thị sinh học tiềm năng trong ung thư. Nghiên cứu cho thấy rằng sự hiện diện của đột biến này có thể liên quan đến sự gia tăng nguy cơ mắc bệnh ung thư.

1.2. Mối Liên Hệ Giữa Đột Biến 4977 bp Và Ung Thư

Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng đột biến 4977 bp trong mtDNA có thể ảnh hưởng đến sự phát triển của ung thư đại trực tràng. Đột biến này có thể làm thay đổi quá trình chuyển hóa năng lượng, dẫn đến sự phát triển không kiểm soát của tế bào ung thư.

II. Vấn Đề Và Thách Thức Trong Phân Tích Đột Biến DNA Ty Thể

Phân tích đột biến DNA ty thể gặp nhiều thách thức, bao gồm việc tách chiết DNA từ mẫu mô bệnh nhân và xác định tỷ lệ đột biến. Các phương pháp hiện tại như PCR và điện di gel thường được sử dụng, nhưng vẫn cần cải tiến để đạt được độ chính xác cao hơn.

2.1. Thách Thức Trong Tách Chiết DNA Từ Mô

Việc tách chiết DNA từ mô bệnh nhân ung thư đại trực tràng có thể gặp khó khăn do sự hiện diện của các chất ức chế trong mẫu. Điều này có thể ảnh hưởng đến độ tinh khiết và chất lượng của DNA thu được.

2.2. Khó Khăn Trong Xác Định Tỷ Lệ Đột Biến

Xác định tỷ lệ đột biến 4977 bp trong mtDNA đòi hỏi các phương pháp phân tích chính xác. Sự biến đổi trong mẫu có thể dẫn đến kết quả không đồng nhất, gây khó khăn trong việc đánh giá mối liên hệ với các đặc điểm lâm sàng.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Đột Biến 4977 bp DNA Ty Thể

Nghiên cứu này sử dụng các phương pháp hiện đại để phân tích đột biến 4977 bp trong mtDNA. Các bước bao gồm tách chiết DNA, khuếch đại bằng PCR và phân tích sản phẩm PCR bằng điện di gel.

3.1. Tách Chiết DNA Từ Mẫu Mô

Quy trình tách chiết DNA từ mô bệnh nhân được thực hiện bằng cách sử dụng các kit thương mại, đảm bảo độ tinh khiết và chất lượng của DNA. Điều này rất quan trọng để đảm bảo kết quả phân tích chính xác.

3.2. Khuếch Đại Đột Biến Bằng PCR

Phương pháp PCR được sử dụng để khuếch đại đoạn DNA chứa đột biến 4977 bp. Các cặp mồi được thiết kế đặc biệt để đảm bảo tính chính xác trong việc phát hiện đột biến.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu Về Đột Biến 4977 bp Ở Bệnh Nhân Ung Thư

Kết quả nghiên cứu cho thấy tỷ lệ đột biến 4977 bp trong mtDNA ở bệnh nhân ung thư đại trực tràng là đáng kể. Sự hiện diện của đột biến này có thể liên quan đến các đặc điểm lâm sàng như giai đoạn bệnh và tuổi tác.

4.1. Tỷ Lệ Đột Biến Theo Đặc Điểm Lâm Sàng

Nghiên cứu cho thấy tỷ lệ đột biến 4977 bp có sự khác biệt rõ rệt giữa các nhóm bệnh nhân theo độ tuổi và giai đoạn bệnh. Điều này cho thấy mối liên hệ giữa đột biến mtDNA và sự phát triển của ung thư.

4.2. Ứng Dụng Kết Quả Nghiên Cứu Trong Chẩn Đoán

Kết quả nghiên cứu có thể được sử dụng như một chỉ thị sinh học trong chẩn đoán và điều trị ung thư đại trực tràng. Việc phát hiện sớm đột biến này có thể giúp cải thiện kết quả điều trị cho bệnh nhân.

V. Kết Luận Về Đột Biến 4977 bp DNA Ty Thể

Đột biến 4977 bp trong mtDNA là một yếu tố quan trọng trong nghiên cứu ung thư đại trực tràng. Nghiên cứu này không chỉ cung cấp thông tin về tỷ lệ đột biến mà còn mở ra hướng đi mới trong việc sử dụng mtDNA như một chỉ thị sinh học trong chẩn đoán và điều trị ung thư.

5.1. Tương Lai Của Nghiên Cứu Đột Biến DNA Ty Thể

Nghiên cứu về đột biến mtDNA sẽ tiếp tục được mở rộng, với hy vọng phát hiện thêm nhiều mối liên hệ giữa đột biến này và các loại ung thư khác. Điều này có thể giúp cải thiện phương pháp chẩn đoán và điều trị.

5.2. Đề Xuất Hướng Nghiên Cứu Tiếp Theo

Cần tiến hành các nghiên cứu sâu hơn để xác định cơ chế tác động của đột biến 4977 bp trong mtDNA đối với sự phát triển của ung thư. Việc này sẽ giúp phát triển các phương pháp điều trị hiệu quả hơn cho bệnh nhân.

16/08/2025

Bạn đang xem trước tài liệu:

Luận văn thạc sĩ phân tích đột biến mất đoạn 4977 bp của dna ty thể ở bệnh nhân ung thư đại trực tràng

Tải đầy đủ

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Ung thư đại trực tràng là một trong những loại ung thư phổ biến nhất trên thế giới, với khoảng 1 triệu ca mắc mới và hơn nửa triệu ca tử vong mỗi năm. Tại Việt Nam, ung thư đại trực tràng đứng thứ năm trong các loại ung thư thường gặp, có xu hướng gia tăng do sự già hóa dân số và thay đổi lối sống. Bệnh thường được phát hiện muộn, làm giảm hiệu quả điều trị và tăng tỷ lệ tử vong. Trong bối cảnh đó, việc tìm kiếm các chỉ thị sinh học giúp phát hiện sớm và chẩn đoán chính xác ung thư đại trực tràng là rất cần thiết.

Ty thể là bào quan quan trọng trong tế bào, có hệ gen riêng gọi là DNA ty thể (mtDNA) với kích thước khoảng 16.569 bp, chứa 37 gen mã hóa các protein tham gia chuỗi hô hấp và các RNA cần thiết cho tổng hợp protein ty thể. MtDNA có tỷ lệ đột biến cao hơn DNA nhân do thiếu các cơ chế bảo vệ và sửa chữa hiệu quả, cũng như tiếp xúc gần với các gốc tự do sinh ra trong quá trình phosphoryl hóa oxy hóa. Đột biến mất đoạn 4977 bp trong mtDNA là một trong những đột biến phổ biến nhất, liên quan đến nhiều bệnh lý, trong đó có ung thư.

Luận văn tập trung phân tích đột biến mất đoạn 4977 bp của mtDNA ở bệnh nhân ung thư đại trực tràng nhằm xác định tỷ lệ đột biến và đánh giá mối liên quan giữa đột biến này với các đặc điểm lâm sàng của bệnh nhân. Nghiên cứu được thực hiện trên 65 cặp mẫu mô u và mô lân cận u lấy từ bệnh viện K Tam Hiệp và bệnh viện Việt Đức, Hà Nội, trong khoảng thời gian nhất định. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển các chỉ thị sinh học tiềm năng giúp chẩn đoán và điều trị ung thư đại trực tràng hiệu quả hơn.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình về cấu trúc, chức năng và cơ chế di truyền của DNA ty thể (mtDNA). MtDNA có cấu trúc vòng, gồm 37 gen mã hóa protein, tRNA và rRNA, tham gia vào chuỗi hô hấp tế bào. Đột biến mtDNA, đặc biệt là đột biến mất đoạn 4977 bp, ảnh hưởng đến chức năng ty thể, gây rối loạn chuyển hóa năng lượng và có thể góp phần vào quá trình hình thành và phát triển ung thư.

Các khái niệm chính bao gồm:

Đột biến mất đoạn 4977 bp: mất đoạn lớn trong mtDNA ảnh hưởng đến nhiều gen mã hóa protein chuỗi hô hấp và tRNA.
Heteroplasmy: sự tồn tại đồng thời của mtDNA bình thường và mtDNA đột biến trong cùng một tế bào.
Chỉ thị sinh học (biomarker): dấu hiệu phân tử giúp phát hiện và theo dõi bệnh lý.
Phân loại TNM: hệ thống phân loại giai đoạn ung thư dựa trên kích thước khối u (T), di căn hạch lympho (N) và di căn xa (M).

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng 65 cặp mẫu mô u và mô lân cận u của bệnh nhân ung thư đại trực tràng, được lấy từ bệnh viện K Tam Hiệp và bệnh viện Việt Đức, Hà Nội. Mẫu được bảo quản ở nhiệt độ -80°C và xử lý tách chiết DNA tổng số bằng kit QIAamp DNA Mini Kit.

Phương pháp phân tích đột biến mất đoạn 4977 bp trong mtDNA bao gồm:

Kỹ thuật PCR: sử dụng 4 cặp mồi đặc hiệu để khuếch đại các đoạn DNA liên quan, trong đó cặp mồi 4977-1 và 4977-2 được thiết kế để phát hiện đột biến mất đoạn 4977 bp.
Phân tích sản phẩm PCR: điện di trên gel agarose và polyacrylamide để kiểm tra kích thước sản phẩm.
Xử lý enzyme HaeIII: cắt sản phẩm PCR để xác định tính đặc hiệu của đoạn DNA khuếch đại.
Giải trình tự DNA: xác định chính xác trình tự nucleotide và vị trí đột biến.
Phân tích thống kê: sử dụng kiểm định chi bình phương (χ2) với mức ý nghĩa α = 0,05 để đánh giá mối liên quan giữa đột biến và đặc điểm lâm sàng.

Thời gian nghiên cứu kéo dài trong khoảng một năm, từ thu thập mẫu đến phân tích dữ liệu.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Tỷ lệ đột biến mất đoạn 4977 bp trong mtDNA: Trong 65 cặp mẫu, tỷ lệ đột biến mất đoạn 4977 bp được phát hiện ở khoảng 40% mẫu mô u, cao hơn so với mô lân cận u (khoảng 15%). Điều này cho thấy đột biến mất đoạn 4977 bp phổ biến hơn trong mô ung thư.
Mối liên quan với đặc điểm lâm sàng: Tỷ lệ đột biến mất đoạn 4977 bp có sự khác biệt rõ rệt theo tuổi bệnh nhân, với nhóm trên 50 tuổi chiếm khoảng 80% số trường hợp có đột biến. Tỷ lệ đột biến cũng cao hơn ở bệnh nhân có hạch lympho di căn (khoảng 50%) so với nhóm không có hạch di căn (khoảng 20%).
Mức độ heteroplasmy: Phân tích cho thấy mức độ heteroplasmy của đột biến mất đoạn 4977 bp dao động từ 10% đến 70% trong các mẫu mô u, cho thấy sự đa dạng về tỷ lệ mtDNA đột biến trong tế bào ung thư.
Kết quả giải trình tự: Giải trình tự xác nhận vị trí mất đoạn nằm giữa hai đoạn trình tự lặp 13 bp tại vị trí 8470–8482 và 13447–13495, ảnh hưởng đến các gen mã hóa protein chuỗi hô hấp và tRNA quan trọng.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu phù hợp với các báo cáo quốc tế cho thấy đột biến mất đoạn 4977 bp là một trong những đột biến phổ biến trong mtDNA của các tế bào ung thư đại trực tràng. Tỷ lệ đột biến cao hơn trong mô u so với mô lân cận u chứng tỏ đột biến này có thể liên quan đến quá trình hình thành và phát triển khối u.

Mối liên quan giữa đột biến và tuổi bệnh nhân cũng phản ánh sự tích lũy đột biến theo thời gian, phù hợp với giả thuyết lão hóa ty thể góp phần vào ung thư. Tỷ lệ đột biến cao hơn ở nhóm có hạch di căn cho thấy đột biến mất đoạn 4977 bp có thể liên quan đến mức độ tiến triển và di căn của ung thư.

Mức độ heteroplasmy đa dạng cho thấy sự không đồng nhất của tế bào ung thư về mặt di truyền, ảnh hưởng đến chức năng ty thể và khả năng đáp ứng điều trị. Các kết quả giải trình tự cung cấp bằng chứng rõ ràng về vị trí và phạm vi mất đoạn, giúp hiểu rõ hơn cơ chế phân tử của đột biến.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ cột thể hiện tỷ lệ đột biến theo vị trí mô và đặc điểm lâm sàng, cũng như biểu đồ tròn mô tả phân bố mức độ heteroplasmy trong các mẫu.

Đề xuất và khuyến nghị

Triển khai xét nghiệm PCR phát hiện đột biến mất đoạn 4977 bp trong chẩn đoán sớm ung thư đại trực tràng: Áp dụng kỹ thuật PCR với cặp mồi đặc hiệu tại các cơ sở y tế lớn trong vòng 1-2 năm nhằm nâng cao khả năng phát hiện sớm bệnh.
Phát triển bộ kit xét nghiệm thương mại dựa trên đột biến mất đoạn 4977 bp: Hợp tác với các công ty công nghệ sinh học để sản xuất bộ kit xét nghiệm nhanh, chính xác, phục vụ sàng lọc cộng đồng trong 3 năm tới.
Nghiên cứu sâu hơn về vai trò của heteroplasmy trong tiến triển ung thư: Thực hiện các nghiên cứu cơ chế phân tử và lâm sàng nhằm đánh giá ảnh hưởng của mức độ heteroplasmy đến đáp ứng điều trị và tiên lượng bệnh trong 5 năm.
Tăng cường đào tạo và nâng cao nhận thức cho cán bộ y tế về vai trò của đột biến mtDNA trong ung thư: Tổ chức các khóa đào tạo, hội thảo chuyên sâu trong 1 năm để cập nhật kiến thức và kỹ thuật mới cho bác sĩ và kỹ thuật viên.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nhà nghiên cứu di truyền học và sinh học phân tử: Luận văn cung cấp dữ liệu chi tiết về đột biến mtDNA, phương pháp phân tích và giải trình tự, hỗ trợ nghiên cứu sâu về cơ chế bệnh học và phát triển chỉ thị sinh học.
Bác sĩ chuyên khoa ung bướu và y học phân tử: Thông tin về mối liên quan giữa đột biến mất đoạn 4977 bp và đặc điểm lâm sàng ung thư đại trực tràng giúp cải thiện chẩn đoán và lựa chọn phương pháp điều trị phù hợp.
Cán bộ kỹ thuật phòng xét nghiệm sinh học phân tử: Hướng dẫn chi tiết quy trình tách chiết DNA, PCR, xử lý enzyme và giải trình tự giúp nâng cao kỹ năng thực nghiệm và đảm bảo kết quả chính xác.
Nhà quản lý y tế và hoạch định chính sách: Cung cấp cơ sở khoa học để xây dựng các chương trình sàng lọc ung thư đại trực tràng dựa trên chỉ thị sinh học, góp phần giảm gánh nặng bệnh tật cho cộng đồng.

Câu hỏi thường gặp

Đột biến mất đoạn 4977 bp trong mtDNA là gì?
Đây là một mất đoạn lớn dài 4977 bp trong DNA ty thể, ảnh hưởng đến nhiều gen mã hóa protein chuỗi hô hấp và tRNA, làm suy giảm chức năng ty thể và liên quan đến nhiều bệnh, trong đó có ung thư.
Tại sao đột biến mtDNA lại quan trọng trong ung thư đại trực tràng?
MtDNA có tỷ lệ đột biến cao và ảnh hưởng trực tiếp đến năng lượng tế bào. Đột biến mất đoạn 4977 bp có thể làm thay đổi chức năng ty thể, góp phần vào sự phát triển và tiến triển của khối u đại trực tràng.
Phương pháp PCR được sử dụng như thế nào để phát hiện đột biến?
PCR sử dụng các cặp mồi đặc hiệu để khuếch đại đoạn DNA chứa đột biến. Nếu mất đoạn xảy ra, sản phẩm PCR có kích thước nhỏ hơn hoặc xuất hiện sản phẩm đặc trưng, giúp phát hiện chính xác đột biến.
Mức độ heteroplasmy ảnh hưởng thế nào đến bệnh?
Heteroplasmy là tỷ lệ mtDNA đột biến trong tế bào. Mức độ cao có thể làm giảm chức năng ty thể nghiêm trọng hơn, ảnh hưởng đến mức độ nghiêm trọng của bệnh và khả năng đáp ứng điều trị.
Đột biến mất đoạn 4977 bp có thể dùng làm chỉ thị sinh học không?
Có, đột biến này có tiềm năng làm chỉ thị sinh học giúp phát hiện sớm ung thư đại trực tràng, hỗ trợ chẩn đoán và theo dõi tiến triển bệnh, nhờ tính phổ biến và liên quan chặt chẽ với đặc điểm lâm sàng.

Kết luận

Đột biến mất đoạn 4977 bp trong mtDNA xuất hiện phổ biến ở mô ung thư đại trực tràng, với tỷ lệ khoảng 40% trong mẫu mô u.
Tỷ lệ đột biến có liên quan chặt chẽ đến tuổi bệnh nhân và tình trạng di căn hạch lympho.
Mức độ heteroplasmy đa dạng phản ánh sự không đồng nhất di truyền trong tế bào ung thư.
Kỹ thuật PCR kết hợp enzyme HaeIII và giải trình tự DNA là phương pháp hiệu quả để phát hiện và xác định đột biến.
Đột biến mất đoạn 4977 bp có tiềm năng trở thành chỉ thị sinh học quan trọng trong chẩn đoán và điều trị ung thư đại trực tràng.

Tiếp theo, cần mở rộng nghiên cứu với mẫu lớn hơn và đa dạng hơn, đồng thời phát triển các công cụ xét nghiệm nhanh, chính xác để ứng dụng trong thực tiễn lâm sàng. Các nhà nghiên cứu và chuyên gia y tế được khuyến khích áp dụng kết quả này để nâng cao hiệu quả phòng ngừa và điều trị ung thư đại trực tràng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Ty thể (mitochondria) là bào quan phổ biến ở các tế bào nhân chuẩn có lớp màng kép và hệ gene riêng. Ty thể đƣợc coi là trung tâm năng lượng của tế bào ví là nơi chuyển hóa các chất hữu cơ thành năng lƣợng tế bào có thể sử dụng đƣợc ATP. Ngoài ra, ty thể còn đóng vai trò quan trọng trong nhiều quá trính chuyển hóa khác nhƣ: Apoptosis, tổn thƣơng tế bào thần kinh do thoát các chất trung gian glutamate, tăng sinh tế bào, điều hòa trạng thái oxi hóa khử của tế bào, tổng hợp nhân heme, tổng hợp steroid, tạo nhiệt giúp giữ ấm cho có thể [12,36]. Hệ gen ty thể có chứa hàng trăm đến hàng nghín bản sao DNA ty thể (mtDNA), chúng có cấu trúc mạch vòng, kìch thƣớc khoảng 15000 – 17000 bp, chứa 37 gen mã hóa cho các protein trong chuỗi hô hấp, các tRNA và rRNA.

Tuy nhiên, ty thể dễ bị tổn thƣơng, có tỷ lệ đột biến cao hơn so với DNA nhân ví những lý do sau: (1) Ty thể có chứa một hệ gen độc lập với gen nhân, kìch thƣớc bé. (2) Do sự vắng mặt của các protein histone, cơ chế bảo vệ và sửa chữa DNA ở mức độ đơn giản. Đây là nguyên nhân chình gây nên các rối loạn của mtDNA và gây nên nhiều căn bệnh khác nhau [18]. Các bệnh do rối loạn mtDNA rất đa dạng có thể phát sinh do những đột biến ở gen nhân hoặc mtDNA, có thể liên quan đến rối loạn quá trính tổng hợp protein hay đơn thuần chỉ là những đột biến làm thay đổi các nucleotide.

Các rối loạn này có thể chỉ ảnh hƣởng đến một hoặc nhiều cơ quan trên cơ thể với mức độ biểu hiện khác nhau và có thể xảy ra ở bất cứ lứa tuổi nào [17]. Trong vài năm trở lại đây, những rối loạn ty thể liên quan đến đột biến mtDNA đƣợc xem là một trong những mục tiêu nghiên cứu cơ bản của di truyền học và y học. Đặc biệt, hƣớng nghiên cứu sử dụng mtDNA nhƣ một chỉ thị sinh học cho các bệnh chuyển hóa hiếm gặp, lão hóa, xác định các đặc tình di truyền quần thể sử dụng các dấu chuẩn di truyền của mẹ [1]. Cho đến nay, Trên 150 bệnh do rối loạn mtDNA đã đƣợc thống kê nhƣ: Bệnh thần kinh thị giác di truyền Leber, Bệnh thần kinh- cơ, suy gan, viêm não, liệt mắt tăng tiến mạn tình, đái tháo đƣờng và câm Đại học Khoa học Tự nhiên 1 K19 Sinh học TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Luận văn thạc sĩ Hoàng Thị Thùy Dung điếc…Còn rất nhiều bệnh nghi ngờ là có liên quan đến rối loạn mtDNA đã và đang đƣợc các nhà khoa học nghiên cứu [17].

Đặc biệt là những nghiên cứu về đột biến mtDNA và mối liên quan đến các bệnh ung thƣ [8,9]. Với nhiều công trính khoa học đƣợc công bố trong khoảng hai thập niên qua đã chứng tỏ các đột biến mất đoạn 4977 bp là một loại đột biến thƣờng gặp trong hệ gen ty thể có vai trò nhất định đối với ung thƣ [10]. Trên cơ sở sự khác nhau về số bản sao DNA ty thể trong tế bào ung thƣ và tế bào bính thƣờng, có thể tiến hành định lƣợng đột biến mất đoạn mtDNA trong các khối u và dịch cơ thể. Nhƣ vậy, đột biến mất đoạn xảy ra trong mtDNA có thể là những chỉ thị sinh học tiềm năng, có tình ứng dụng cao trong chẩn đoán và điều trị ung thƣ ở giai đoạn sớm [23,24].

Trong khuôn khổ luận văn này, chúng tôi tiến hành đề tài nghiên cứu: “Phân tích đột biến mất đoạn 4977 bp của DNA ty th ể ở bệnh nhân ung thƣ đại trực tràng” với mục đìch:  Xác định đƣơ ̣c t ỷ lệ đột biến mất đoạn 4977 bp của mtDNA ở bệnh nhân ung thƣ đại trực tràng.  Đánh giá mối liên quan giƣ̃a t ỷ lệ đột biến mất đoạn 4977 bp của mtDNA với các đặc điểm lâm sàng của bê ̣nh ung thƣ đ ại trực tràng ở ngƣời Việt Nam. Đề tài đƣợc thực hiện tại phòng Proteomics và Sinh học cấu trúc thuộc Phòng thì nghiệm Trọng điểm Công nghệ Enzym và Protein, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội. Đại học Khoa học Tự nhiên 2 K19 Sinh học TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Luận văn thạc sĩ Hoàng Thị Thùy Dung Chƣơng 1: TỔNG QUAN 1.

DNA TY THỂ Ty thể là những bào quan có thể đƣợc tím thấy trong gần nhƣ tất cả các tế bào có nhân, bao gồm cả thực vật, động vật, nấm và sinh vật nguyên sinh (Hình 1) [36]. Số lƣợng của ty thể hiện diện trong mỗi tế bào tùy thuộc vào nhu cầu chuyển hóa của tế bào đó và có thể thay đổi từ một ty thể lớn đến hàng ngàn ty thể khác nhau trong một Hình 1. Cấu tạo bào quan ty thể [51] tế bào. Cấu trúc của ty thể: Ty thể đƣợc mô tả lần đầu tiên bởi Altmann vào năm 1890 và sau đó, cấu trúc siêu hiển vi của ty thể đã đƣợc nghiên cứu chi tiết bởi Palade (1952) và Sjostrand (1953) [18].

Đây là bào quan có hính tròn hoặc hính trụ dài, có kìch thƣớc đƣờng kình 0,2-1 µm, chiều dài 2-5 µm. Toàn bộ cấu trúc của ty thể đƣợc bao bọc bởi hai lớp màng đều đƣợc cấu tạo bởi protein và lớp phospholipid kép. Tuy nhiên, mỗi màng có những đặc trƣng riêng khác nhau. Lớp màng ngoài bao trùm, tạo nên ranh giới ngoài của ty thể, lớp màng trong tạo thành các nếp gấp (mào - cristae) hƣớng vào tâm và là nơi khu trú của các enzyme hô hấp.

Các lớp màng chia ty thể thành hai khoang riêng biệt: khoang chứa chất nền (matrix) nằm bên trong ty thể và khoang gian màng nằm giữa hai lớp màng. Chất nền này tƣơng đối đậm đặc và có thể tím thấy các sợi DNA, ribosome hoặc các hạt nhỏ tại đây. Ty thể có thể mã hóa một phần các protein của chúng bằng chình bộ máy di truyền của riêng mính [18]. Thành phần hóa học của ty thể: protein chiếm khoảng 60 – 70% trọng lƣợng khô và tồn tại dƣới hai dạng khác nhau.

Một phần tham gia vào thành phần siêu cấu trúc của ty thể, phần khác hòa tan trong matrix, lipid chiếm khoảng 25–30% trọng lƣợng khô, chủ yếu là các phospholipid và phần ìt cholesterol, ARN khoảng 0,5- Đại học Khoa học Tự nhiên 3 K19 Sinh học TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Luận văn thạc sĩ Hoàng Thị Thùy Dung 3%, DNA khoảng 0,024 – 0,34%. Ngoài ra, ty thể còn chứa một lƣợng lớn các hệ enzyme tham gia vào quá trính hô hấp của tế bào nhƣ: các cytochrome oxydase, succinate dehydrogenase, các enzyme của chuỗi chuyền điện tử NADP và NAD cytochrome reductase [18]. Hoạt động của ty thể: Màng trong ty thể vận chuyển các cơ chất tìch điện âm nhƣ ADP, ATP, phosphate, oxoglutarate, citrate, glutamate và malate. Các phản ứng của chu trính citric acid, quá trính ôxy hóa acid béo và một vài giai đoạn của quá trính tổng hợp urea cũng nhƣ tân tạo đƣờng cũng xảy ra trong ty thể.

Năng lƣợng đƣợc sản xuất bởi quá trính hô hấp ty thể đƣợc sử dụng trong tổng hợp ATP bởi một cơ chế rất phức tạp gọi là quá trính phosphoryl hóa ôxy hóa (oxidative phosphorylation). Ngoài quá trính phosphoryl hóa ôxy hóa và các con đƣờng chuyển hóa, ty thể còn tham gia vào các quá trính khác nhƣ quá trính sinh nhiệt, tạo gốc tự do, cân bằng calcium, tổng hợp protein và quá trính chết theo chu trính của tế bào (apoptosis)[12,18]. Sự sinh sản của ty thể: Ví ty thể có hệ di truyền độc lập nên ty thể có khả năng tự sinh sản bằng các phân đôi ty thể mẹ để sinh ra các ty thể con. thời gian để đổi mới một nửa số lƣợng ty thể trong tế bào khoảng 10 ngày.

Ví rằng mtDNA giống với DNA vi khuẩn về kìch thƣớc và thành phần rARN cũng nhƣ có sự giống nhau về cơ chế tổng hợp protein giữa ty thể và vi khuẩn nên các nhà tế bào học cho rằng ty thể là kết quả của sự cộng sinh của dạng vi khuẩn hiếu khì trong tế bào trong quá trính tiến hoá sơ khai của tế bào Eucaryota [3]. Cấu trúc genome ty thể Trong hầu hết các sinh vật đa bào, mtDNA có cấu trúc sợi đôi, mạch vòng (Hình 2). Hai sợi đơn của phân tử mtDNA đƣợc phân biệt dựa vào hàm lƣợng Nucleotide, trong đó sợi giàu Guanine đƣợc gọi là sợi nặng và sợi giàu Cytosine là sợi nhẹ. Tuy nhiên, ở nhiều sinh vật đơn bào nhƣ động vật nguyên sinh có tiêm mao Tetrahymena hay tảo xanh Chlamydomonas reinhardtii và một vài trƣờng hợp hiếm gặp ở sinh vật đa bào nhƣ một số loài Ruột khoang, mtDNA có cấu trúc mạch thẳng [51].

Đại học Khoa học Tự nhiên 4 K19 Sinh học TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Luận văn thạc sĩ Hoàng Thị Thùy Dung Hình 2: Sơ đồ cấu tạo mtDNA người [51,52] Ở động vật đa bào nói chung, một ty thể chứa khoảng 10 bản sao của mtDNA, nên trong mỗi tế bào có khoảng 100 – 10.000 bản sao mtDNA(tế bào trứng và tinh trùng là 2 trƣờng hợp ngoại lệ), các bản sao này tồn tại độc lập và phân bố tự do trong ty thể hoặc có khi bám vào màng trong ty thể và mỗi phân tử mtDNA sợi đôi có kìch thƣớc khoảng 15. Ở ngƣời, mtDNA có kìch thƣớc 16.569 cặp bazơ, bao gồm 28 gen phân bố trên sợi nặng và 9 gen phân bố trên sợi nhẹ. Bảng 1: 13 gen mã hóa cho các protein tham gia chuỗi hô hấp tế bào[7] Gen mã hóa Protein MTND1, MTND2, MTND3, MTND4, NADH dehydrogenase MTND4L, MTND5, MTND6 (Phức hệ I) Coenzyme Q  Cytochrome c MTCYTb reductase / Cytochrome b (Phức hệ III) MTCOI, MTCOII, MTCOIII Cytochrome c oxidase (Phức hệ IV) MTATP6 , MTATP8 ATP synthase Trong số 37 gen này, có 13 gen mã hóa cho protein tham gia vào chuỗi hô hấp tế bào (Bảng 1), 22 gen mã hóa cho tRNA (Bảng 2), 2 gen mã hóa cho rRNA là MT-RNR1(mã hóa tiểu đơn vị nhỏ 12S) và MT-RNR2 (mã hóa tiểu đơn vị lớn 16s). 13 chuỗi polypeptide đƣợc mã hóa bởi DNA ty thể là thành phần của phức hệ hô hấp của ty thể, trong đó có 7 tiểu phần (ND1, 2, 3, 4L, 4, 5, 6) trong số 46 chuỗi polypepetide của phức hệ I (NADH dehydrogenase), 1 tiểu phần (cytochrome b - Đại học Khoa học Tự nhiên 5 K19 Sinh học TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Luận văn thạc sĩ Hoàng Thị Thùy Dung Cytb) trong số 11 chuỗi polypeptide của phức hệ III (Phức hệ bc1), 3 tiểu phần (CO I, II, III) trong số 13 polypeptide của phức hệ IV (cytochrome c oxidase) và 2 tiểu phần (ATPase 6 và 8) trong số 16 polypeptide của phức hệ V (ATP synthase) [7].

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ