MỤC TIÊU BÀI GIẢNG 

Sau khi học xong, sinh viên có khả năng:
1.Trình bày được các đặc điểm cấu trúc của nhiễm sắc thể Y
2.Trình bày được các chức năng sinh lý của nhiễm sắc thể

Nhiễm sắc thể Y là một allosome.

bộ nhiễm sắc thể của người có 23 cặp nhiễm sắc thể,gồm 22 cặp nhiễm sắc thể thường (autosome) và 1
cặp nhiễm sắc thể giới tính (allosome).
Ở người nam, cặp nhiễm sắc thể giới tính được tạo từ hai nhiễm sắc thể không tương đồng: nhiễm sắc thể X và nhiễm sắc thể Y. Nhiễm sắc thể Y là nhiễm sắc thể nhỏ nhất của bộ nhiễm sắc thể người, với kích thước chỉ khoảng 60Mb.

Trên nhiễm sắc thể Y có vùng giả autosome (PAR).

Trên nhiễm sắc thể Y, người ta phân biệt được 2 vùng giả autosome (pseudoautosomal – PAR), nằm ở 2 đầu cùng của nhiễm sắc thể này. Các PAR này có kích thước rất nhỏ (PAR1 có kích thước 2600 kb và PAR2 chỉ có kích thước 320 kb). Chức năng của các PAR là trao đổi vật chất di truyền với nhiễm sắc thể X đồng hành, trong tiến trình phân bào giảm nhiễm tạo tinh trùng. Như vậy, các gene thuộc PAR được di truyền theo kiểu của các gene thuộc nhiễm sắc thể thường.
Vùng bình sắc trải dài từ khu vực cận trung thể của nhánh ngắn, cho đến khu vực cận trung thể của nhánh dài.Vùng này có chứa một số gene chức năng quan trọng.
Vùng dị sắc tương ứng với Yq12, có tính đa hình và bất hoạt.

Nhiễm sắc thể Y chứa rất ít gene.

Việc nhiễm sắc thể Y chứa rất ít gene củng cố giả thuyết cho rằng cả 2 nhiễm sắc thể X và Y đều có nguồn gốc xa xưa là các nhiễm sắc thể thường.
Trên nhiễm sắc thể X, vẫn còn lại các gene có chức năng của nhiễm sắc thể tiền thân. Ngược lại, trên nhiễm sắc thể Y, các gene tiền thân đã bị bất hoạt và thoái giáng trong một vùng có kích thước rộng lớn của nhiễm sắc thể Y.

GENE SRY

Gene SRY là một gene chủ, mã hóa một protein ngắn. Protein mã hóa bởi SRY có chức năng điều hòa sự biểu hiện gene của các gene khác.

Gene được đề cập nhiều nhất của nhiễm sắc thể là Vùng xác định giới tính trên nhiễm sắc thể Y (Sex-deter-mining Region on the Y chromosome – SRY).

SRY là một gene có kích thước nhỏ, nằm trên nhánh ngắn của nhiễm sắc thể Y, giáp giới với vùng PAR1.

Gene này chỉ có một exon, mã hóa một protein ngắn (204 amino acids). Chính protein này sẽ tham gia chi phối biểu hiện gene của các gene khác.

Như vậy SRY là gene chủ, có nhiệm vụ điều hòa biểu hiện gene của các gene khác.

Bằng các cơ chế kiểm soát rất khác nhau (mà nhiều cơ chế trong đó vẫn còn chưa được biết rõ), SRY khởi động và kiểm soát dòng thác các tiến trình xác định và phát triển tinh hoàn từ tuyến sinh dục sơ khai chưa định hướng.

SRY định hướng cho tuyến sinh dục là tinh hoàn.

Trong số các gene chịu sự chi phối của SRY, SOX9 là gene được khảo sát nhiều nhất.

SRY có thể tác động trực tiếp trên tiến trình bật các gene chi phối tinh hoàn và tắt các gene chi phối buồng trứng. SRY cũng có thể có tác dụng gián tiếp trên các gene chi phối tuyến sinh dục thông qua SOX9.

Khi không có gene SRY, các gene chi phối tinh hoàn không được bật, và các gene chi phối buồng trứng không bị tắt.

Không có SRY, SOX9 cũng không có biểu hiện gene. Do không có biểu hiện của SOX9, các gene chi phối tinh hoàn sẽ không được bật, hoặc sẽ không giữ được trạng thái mở. Cũng do không có biểu hiện của SOX9 mà gene chi phối buồng trứng sẽ không giữ được trạng thái tắt.

Như vậy, sự hiện diện của SRY sẽ định hướng cho tuyến sinh dục sơ khai phát triển thành tinh hoàn.

Ngược lại, sự vắng mặt của SRY sẽ làm cho tuyến sinh dục phát triển theo định hướng “mặc định” là buồng trứng.

Tinh hoàn sơ khai chế tiết AMH. AMH là hormone định hình đường sinh dục phát triển theo hướng nam. Khi vắng mặt tinh hoàn, tức không có AMH, đường sinh dục sẽ phát triển theo hướng nữ.

Tuyến sinh dục sẽ kiểm soát tiến trình biệt hóa đường sinh dục. Sự kiểm soát này được thực hiện thông qua AMH, là hormone chủ của tuyến sinh dục sơ khai.

Ở phôi thai nam, ngay từ thời điểm 8 tuần tuổi phôi, AMH đã được chế tiết từ các tế bào Sertoli của tinh hoàn. AMH gây ra hiện tượng thoái triển của hệ thống ống Müller, cho phép ống Wolff phát triển thành đường sinh dục nam dưới tác dụng của testosterone. Vì thế, AMH còn được biết dưới tên gọi chất ức chế Müller (Müllerian-inhibiting substance – MIS).

Ở phôi thai nữ, tại các thời điểm rất sớm, không có hoạt động chế tiết AMH. Vắng mặt của AMH cho phép duy trì sự tồn tại và phát triển của ống Müller trở thành phần trên của đường sinh dục nữ: vòi Fal- lope, tử cung và phần trên âm đạo.

BẤT THƯỜNG GIỚI TÍNH LIÊN QUAN ĐẾN NHIỄM SẮC THỂ Y

Một cá thể có karyotype (46,XY) có thể có kiểu hình nữ nếu gene SRY của cá thể này bị đột biến.

Đột biến của gene SRY làm cho gene này không còn kiểm soát được quá trình phát triển tinh hoàn. Vì thế, các cá thể mang đột biến SRY không có tinh hoàn, hay tuyến sinh dục nghịch sản. Tuyến sinh dục sơ khai bất thường không chế tiết AMH. Vắng mặt AMH làm cho đường sinh dục phát triển theo hướng nữ.

Đặc trưng của các cá thể “nữ 46,XY” là một kiểu hình nữ, với nghịch sản tuyến sinh dục.

Tuyến sinh dục nghịch sản không có chức năng và tiềm ẩn nguy cơ phát triển thành ung thư. Các tuyến này cần được phẫu thuật lấy bỏ để tránh nguy cơ ung thư sau này.

Người “nữ 46,XY” có phôi thai học của hệ thống Müller phát triển như mọi người nữ khác. Tuy nhiên, do không có tuyến sinh dục nữ, nên cũng không có các steroids sinh dục nữ. Họ cần được dùng steroids ngoại sinh để duy trì sự phát triển của đường sinh dục để có thể thực hiện chức năng sinh sản sau này, cũng như tránh các ảnh hưởng của việc không có estrogen trên các cơ quan ngoài Müller.

Một cá thể có karyotype (46,XX) có thể có kiểu hình nam nếu có hiện diện gene SRY trên nhiễm sắc thể X.

Người “nam 46,XX” là một tình trạng rất hiếm khi xảy ra. Tình trạng này có thể xảy ra do sai lệch trong tiến trình tương tác giữa nhiễm sắc thể X và Y của người cha khi phân chia giảm nhiễm tạo tinh trùng. Bắt chéo của nhiễm sắc thể X và Y xảy ra trên một khoảng rộng hơn vùng PAR, và gây hệ quả là làm cho SRY được gắn lên nhiễm sắc thể X trong giao tử đưc.

Do chịu ảnh hưởng của nhiều gene khác nằm trên nhiễm sắc thể X, nên người “nam 46,XX” có biểu hiện các tính trạng nam với mức độ thay đổi.

CÁC GENE KHÁC CỦA NHIỄM SẮC THỂ Y

Nhiễm sắc thể Y có tương tác với nhiễm sắc thể X.

Khảo sát người nữ với hội chứng Turner 45,X0 cung cấp nhiều thông tin hữu ích về “vai trò ngoài giới tính” của nhiễm sắc thể Y. Người nữ với hội chứng Turn-er (45,X) thể hiện ra ngoài là kiểu hình nữ, với bất thường tăng trưởng, vô sinh, bất thường giải phẫu học và khiếm khuyết nhận thức chọn lọc.

Cấu tạo của nhiễm sắc thể X ở người nữ bình thường (46,XX), ở người nam (46,XY) bình thường và ở người nữ Turner (45,X) là hoàn toàn giống nhau. Vậy người nam 46,XY và người nữ 45,X có gì khác biệt? Vì sao cả người nam 46,XY lẫn người nữ 45,X cùng là các cá thể không có nhiễm sắc thể X thứ nhì, nhưng lại có các biểu hiện khác biệt? Vì sao người nữ 46,XX cũng như người nam 46,XY lại không có các biểu hiện bất thường thấy ở người nữ 45,X?

Để giải thích, các gene tham gia vào tiến trình này phải thỏa cả 2 điều kiện: (1) chúng phải hiện diện trên cả 2 nhiễm sắc thể X và Y, và (2) chúng phải có tương tác lên nhau, như trong một cặp nhiễm sắc thể thường.

Các gene trên nhiễm sắc Y đóng vai trò là yếu tố kích hoạt các gene tương đồng thuộc nhiễm sắc thể X.

Ở người nữ bình thường 46,XX, các gene thuộc nhiễm sắc thể X thứ nhất được kích hoạt bởi các gene tương đồng với nó thuộc nhiễm sắc thể X thứ nhì. Tương tự, ở người nam bình thường, các gene thuộc nhiễm sắc thể X duy nhất được kích hoạt bởi các gene tương đồng tìm thấy trên nhiễm sắc thể Y.

Các gene tương đồng thuộc nhiễm sắc thể Y tương tác và kích hoạt các gene tương đồng thuộc nhiễm sắc thể X.

Người nữ 45,X khác người nam 46,XY ở chỗ người nữ 45,X không có các gene kiểm soát và kích hoạt các gene chức năng trên nhiễm sắc thể X thứ nhất. Các gene này, hoặc nằm trên nhiễm sắc thể X thứ nhì, hoặc nằm trên nhiễm sắc thể Y. Các gene trên nhiễm sắc thể X không được kích hoạt, dẫn đến biểu hiện kiểu hình của hội chứng Turner.

AZF là một locus nằm trên Yq11, có vai trò trong hoàn tất tiến trình sinh tinh.

Vùng AZF được xem như là một vùng chứa các gene tham gia vào tiến trình sinh tinh. AZF gồm có 3 tiểu vùng AZFa (1-3 Mb), AZFb (1-3 Mb) và AZFc (500kb).

Vai trò của các gene này trong tiến trình sinh tinh chưa được hiểu rõ. Chúng tham gia vào các giai đoạn khác nhau của tiến trình sinh tinh, từ sản sinh giao tử đến biệt hóa và trưởng thành giao tử.

Các đột biến vi mất đoạn mới phát sinh (de novo mi-crodeletions) của vùng này sẽ ảnh hưởng đến chức năng sinh sản của người nam.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Thompson & Thompson Genetics in Medicine 8th edition. Tác giả Nussbaum. Nhà xuất bản Elsevier 2016.

2. The human Y chromosome: the biological role of a “functional wasteland”. Journal of Biomedicine and Biotechnology.

3. Âu Nhựt Luân (2018). Bài giảng TBL sản khoa Y4. Đại học Y Dược TP Hồ Chí Minh

Xem tất cả các bài TBL Sản khoa tại: https://ykhoa.org/category/khoa-hoc/khoa-hoc-lam-sang/tbl-san/