ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
----------------------

Bùi Thị Khánh

NGHIÊN CỨU PHÁT HIỆN VÀ ĐỊNH LƢỢNG MỘT SỐ ĐỘT
BIẾN CỦA HỘI CHỨNG ĐỘNG KINH, GIẬT CƠ VỚI SỢI CƠ
KHÔNG ĐỀU – MERRF Ở NGƢỜI VIỆT NAM

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - 2015


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
------------------------

Bùi Thị Khánh

NGHIÊN CỨU PHÁT HIỆN VÀ ĐỊNH LƢỢNG MỘT SỐ ĐỘT
BIẾN CỦA HỘI CHỨNG ĐỘNG KINH, GIẬT CƠ VỚI SỢI CƠ
KHÔNG ĐỀU – MERRF Ở NGƢỜI VIỆT NAM

Mã số: 60420114
Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN …..…………………………………………………………... ii
MỤC LỤC …..…………………………………………………………………….. iii
DANH MỤC C C K HI U VÀ CHỮ VIẾT TẮT….……………….…….vi
DANH MỤC C C BẢNG............................................................................... viii
DANH MỤC C C HÌNH………………………………………………...... ..ix
MỞ ĐẦU............................................................................................................. 1
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LI U ............................................................. 3
1.1. CẤU TRÚC VÀ CHỨC NĂNG CỦA TY THỂ NGƢỜI ....................... 3
1.1.1. Cấu trúc của ty thể ............................................................................. 3
1.1.2. Chức năng của ty thể ......................................................................... 6
1.1.2.1. Ty thể hoạt động như một nhà máy năng lượng của tế bào ....... 6
1.1.2.2. Ty thể và quá trình lão hóa ......................................................... 7
1.1.2.3. Ty thể và quá trình tự chết của tế bào ........................................ 9
1.1.3. Hệ gen ty thể và đặc điểm di truyền của hệ gen ty thể .................... 10
1.1.3.1. Hệ gen ty thể ............................................................................. 10
1.1.3.2. Đặc điểm di truyền của hệ gen ty thể........................................ 12
1.1.3.3. Tính chất dị tế bào chất và tốc độ đột biến của ty thể .............. 12
1.2. ĐỘT BIẾN GEN TY THỂ VÀ C C B NH LIÊN QUAN .................. 13
1.2.1. Các loại đột biến gen ty thể ............................................................. 13
1.2.1.1. Đột biến điểm ............................................................................ 14
1.2.1.2. Đột biến cấu trúc mtDNA ......................................................... 15
1.2.2. Các bệnh do đột biến gen ty thể ...................................................... 15
1.2.2.1. Hội chứng gây ra bởi các đột biến điểm phổ biến trên gen mã
hóa tRNA ................................................................................................ 17
1.2.2.2. Các hội chứng liên quan đến các đột biến điểm phổ biến trên
gen mã hóa protein ................................................................................ 19
1.2.2.3. Các bệnh liên quan đến các đột biến trên gen mã hóa rRNA... 21
1.2.2.4. Bệnh gây nên bởi các đột biến khác trên mtDNA ..................... 22
1.3. HỘI CHỨNG ĐỘNG KINH, GIẬT CƠ VỚI SỢI CƠ KHÔNG ĐỀU

2.3.3. Nhân bản đoạn gen ty thể bằng kỹ thuật PCR ................................. 36
2.3.4. Kỹ thuật PCR kết hợp với kỹ thuật đa hình chiều dài các đoạn phân
cắt giới hạn (PCR-RFLP) .......................................................................... 37
2.2.5. Điện di trên gel agarose ................................................................... 37
2.2.6. Điện di trên gel polyacrylamide ...................................................... 38
2.2.7. Kỹ thuật real-time PCR s dụng mẫu dò huỳnh quang dạng khóa
cầu axit nucleic (LNA-locked nucleic acid) .............................................. 39
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................... 43
3.1. THU THẬP MẪU M U B NH NHÂN VÀ T CH CHIẾT DNA
TỔNG SỐ ...................................................................................................... 43

iv


3.1. Một số đặc điểm của mẫu phân tích ................................................... 43
3.2. Tách chiết DNA tổng số của các mẫu ................................................ 43
3.2. SÀNG LỌC C C ĐỘT BIẾN GEN THUỘC HỘI CHỨNG MERRF Ở
NGƢỜI VI T NAM BẰNG PHƢƠNG PH P PCR-RFLP ........................ 44
3.2.1. Sàng lọc đột biến A8344G............................................................... 44
3.2.1.1. Nhân bản đoạn gen từ 8155 - 8366 bằng PCR ......................... 44
3.2.1.2. Phân tích sự có mặt của đột biến A8344G bằng PCR-RFLP ... 45
3.2.2. Sàng lọc đột biến T8356C ............................................................... 47
3.2.1.1. Nhân bản đoạn gen từ 8166 - 8358 bằng PCR ......................... 47
3.2.2.2. Phân tích sự có mặt của đột biến T8356C bằng PCR-RFLP ... 48
3.2.3. Sàng lọc đột biến G8363A............................................................... 49
3.2.1.1. Nhân bản đoạn gen từ 8342 - 8582 .......................................... 49
3.2.2.2. Phân tích sự có mặt của đột biến G8363A bằng PCR-RFLP ... 51
3.3. XÂY DỰNG ĐƢỜNG CHUẨN ĐỂ ĐỊNH LƢỢNG ĐỘT BIẾN
A8344G BẰNG KỸ THUẬT REAL-TIME PCR ........................................ 53
3.3.1. Thiết kế mẫu dò huỳnh quang Taqman LNA .................................. 53

Adenine diphosphat

ATP

Adenine triphosphate

bp

Base pair (cặp bazơ)

BFQ

Black fluorescence quencher (chất hấp phụ huỳnh quang)

CoQ

Coenzyme Q

CPEO

Chronic progressive external ophthalmoplegia
(Bệnh liệt mắt cơ ngoài tiến triển kinh niên)

Cyt c

Cytochrome c

Cyt b

Cytochrome b


Kilobase

KSS

Kearns-Sayre syndrome (Hội chứng KSS)

LB

Luria Bertani

LHON

Leber’s hereditary optic neuropathy
(Bệnh liệt thần kinh thị giác di truyền theo Leber)

LNA
MELAS

Locked nucleic acid (nucleotide dạng khóa)
Mitochondrial encephalopathy, lactic acidosis, stroke-like
Episodes (Hội chứng não giật cơ, tăng acid lactic máu và giả
tai biến mạch)

MERRF

Myoclonic epilepsy with ragged-red fibres
(Hội chứng động kinh, giật cơ với sợi cơ không đều)

MIDD

(Hội chứng gây liệt, mất sự điều hòa và viêm võng mạc

OD

Optical density (Mật độ quang học)

PCR

Polymerase chain reaction (Phản ứng chuỗi polymerase)

PEO

Progressive external ophthalmoplegia
(Bệnh liệt cơ mắt ngoài tiến triển)

RFLP

Restriction fragment length polymorphism
(Sự đa hình các đoạn phân cắt giới hạn)

ROS

Reactive oxygen species (dạng oxy phản ứng)

SDS

Sodium dodecylsulphate

TAE


Bảng 3.8: Kết quả thực nghiệm tỷ lệ phần trăm đột biến của mẫu chuẩn. ....... 60

viii


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Cấu trúc ty thể ..................................................................................... 3
Hình 1.2. Cấu tạo màng ty thể ............................................................................ 4
Hình 1.3. Hệ gen ty thể ..................................................................................... 10
Hình 2.1. Cấu trúc của nucleotide cải biến dạng LNA ..................................... 39
Hình 2.2. Nguyên lý hoạt động của mẫu dò Taqman ....................................... 40
Hình 3.1. Điện di sản phẩm DNA tổng số từ mẫu máu của các bệnh nhân...... 43
Hình 3.2. Kết quả điện di sản phẩm PCR đoạn gen 8155 - 8366 ..................... 45
Hình 3.3. Điện di sản phẩm PCR-RFLP đoạn gen 8155 - 8366 của bệnh nhân46
Hình 3.4. Kết quả điện di sản phẩm PCR đoạn gen 8166 - 8385 ..................... 48
Hình 3.5. Điện di sản phẩm PCR-RFLP đoạn gen 8166 - 8385 của bệnh nhân49
Hình 3.6. Kết quả điện di sản phẩm PCR đoạn gen 8342 - 8582 ..................... 50
Hình 3.7. Điện di sản phẩm PCR-RFLP đoạn gen 8166 - 8385 của bệnh nhân51
Hình 3.8. Kết quả kiểm tra mẫu dò ……………………………………….....60
Hình 3.9. Biểu đồ khuếch đại đoạn gen mang đột biến và không mang đột
biến A8344G bằng real-time PCR .................................................................... 58
Hình 3.10. Sự tƣơng quan giữa tỷ lệ đột biến thực tế và tỷ lệ đột biến lý thuyết 60
Hình 3.11. Th nghiệm định lƣợng 5 mẫu bệnh phẩm không mang đột biến
A8344G bằng real-time PCR ............................................................................ 61
Hình 3.12. Kết quả blast của trình tự 29 mẫu bệnh với trình tự chuẩn J01415.2...63

ix


MỞ ĐẦU

cơ bất thƣờng và xuất hiện sợi cơ màu đỏ bị xé rách nham nhở khi nhuộm với
Gomori trichrome và quan sát dƣới kính hiển vi.
Hiện nay, trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu về hội chứng
MERRF để xác định nguyên nhân, cơ chế biểu hiện bệnh cũng nhƣ tính di truyền
của bệnh. Tuy nhiên, do tính phức tạp trong tác động lâm sàng, mô bệnh học, cơ
chế phát sinh và biểu hiện bệnh nên việc chẩn đoán bằng phƣơng pháp thăm khám
lâm sàng hay bằng các xét nghiệm thƣờng quy là rất khó khăn, vì thế nhiều bệnh
nhân MERRF vẫn chƣa đƣợc phát hiện và không có phƣơng pháp điều trị hiệu quả.
Ở Việt Nam, gần nhƣ chƣa có công trình nào đi sâu nghiên cứu phát hiện và
định lƣợng đột biến MERRF ở ngƣời Việt Nam.
Nhằm góp phần vào công tác chẩn đoán, điều trị và tƣ vấn di truyền đối với
các bệnh nhân, gia đình bệnh nhân mang hội chứng MERRF chúng tôi tiến hành đề
tài: “Nghiên cứu phát hiện và định lượng một số đột biến của hội chứng động
kinh, giật cơ với sợi cơ không đều - MERRF ở người Việt Nam“.

2


CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. CẤU TRÚC VÀ CHỨC NĂNG CỦA TY THỂ NGƢỜI
1.1.1. Cấu trúc của ty thể
Ty thể là bào quan phổ biến đƣợc tìm thấy trong hầu hết các tế bào nhân
chuẩn. Chức năng chính của ty thể là cung cấp năng lƣợng hóa học cần thiết cho các
hoạt động sinh tổng hợp và vận động của tế bào. Ty thể đƣợc lần đầu tiên tìm thấy
trong tế bào cơ năm 1857 bởi nhà giải phẫu học ngƣời Thụy Sĩ, Kollier. Đến năm
1890, nhà mô học ngƣời Đức, Richard Altmann, bằng phƣơng pháp nhuộm fuchsine
đã quan sát đƣợc ty thể ở nhiều tế bào khác nhau dƣới kính hiển vi quang học [27].
Ty thể có đƣờng kính khoảng 0,5-2 µm và chiều dài 7-10 µm. Hình dạng và
số lƣợng ty thể tùy thuộc vào nhu cầu năng lƣợng của mỗi loại tế bào khác nhau,
các tế bào mô cơ xƣơng hoặc thận cần một lƣợng ty thể lớn hơn các tế bào khác

tích bề mặt của màng trong gấp ba lần so với màng ngoài và điều này liên quan đến
chức năng của nó là tăng cƣờng vận chuyển điện t và tổng hợp ATP. Màng trong

4


chứa nhiều protein vận chuyển chủ động ATP, ADP, acid béo và các protein
kênh vận chuyển các ion Na +, K+, Ca2+ và H+. Màng trong là nơi bám của 5 phức
hợp thuộc chuỗi hô hấp bao gồm chuỗi vận chuyển điện t (phức hợp I -IV), ATP
synthase (phức hợp V, còn gọi là F 1F0-ATPase) và adenine nucleotide
translocase (ANT) [9].
Xoang gian màng (khoảng xen kẽ giữa hai màng) là nơi trung chuyển các
chất giữa hai màng, môi trƣờng cũng tƣơng tự và cân bằng với bào tƣơng của tế
bào. Xoang gian màng chứa nhiều ion H+ từ chất nền đi ra do hoạt động của chuỗi
vận chuyển điện t , chứa cytochrome c (Cyt c) là chất mang điện t cơ động cho
chuỗi hô hấp, giải phóng Cyt c vào bào tƣơng sẽ hoạt hóa enzyme caspase có vai trò
trong quá trình chết theo chƣơng trình của tế bào [32].
Chất nền (matrix) là một vùng vật chất không định hình chứa nhiều cấu trúc
đặc biệt. Chất nền này là một phức hệ protein tan trong nƣớc, tƣơng đối đậm đặc và
chứa các enzyme của chu trình Krebs, các enzyme của quá trình oxy hóa acid béo,
acid amin và bộ máy di truyền riêng của ty thể. Nhƣ vậy, ở tế bào động vật, thực vật
và ngƣời ngoài hệ gen nhân, còn có hệ gen tế bào chất nằm trong ty thể. Ty thể có
vật chất di truyền và bộ máy của riêng nó để tổng hợp nên các RNA cũng nhƣ
protein của chúng. Các DNA ngoài nhiễm sắc thể này mã hóa một số các peptide
của ty thể (ở ngƣời là 13 loại peptide). Các peptide này gắn vào lớp màng trong
cùng với các protein khác đƣợc mã hóa trong nhân tế bào [32].
Ty thể nhân lên theo phƣơng thức rất giống với tế bào vi khuẩn. Khi chúng
trở nên quá lớn, chúng bắt đầu chia đôi. Quá trình này xảy ra sau khi bộ DNA của
ty thể đƣợc nhân đôi hoàn toàn, đƣợc thực hiện bằng sự tạo thành rãnh bên trong và
sau đó màng ngoài thắt lại hình thành hai ty thể con. Đôi khi các ty thể mới đƣợc

Pyruvate đƣợc đƣa vào ty thể và bị oxy hóa, decarboxyl hóa để tạo thành acetylCoA (acetyl-CoA có thể tạo ra từ quá trình oxy hóa acid béo) và tiếp tục đƣợc oxy
hóa hoàn toàn qua chu trình Krebs để tạo thành CO2, H2O và năng lƣợng chủ yếu
đƣợc tích trữ dƣới dạng ATP. Trong chu trình Krebs, điện t và proton H+ đƣợc
tách ra và chuyển đến các phân t nhận điện t là NAD+ và FAD+ trong chuỗi vận

6


chuyển điện t để tạo thành NADH và FADH2. Chuỗi vận chuyển điện t bao gồm
bốn phức hợp: nicotinamide adenine dinucleotide coenzyme Q reductase (NADHCoQ reductase/ phức hệ I), succinate CoQ reductase (phức hệ II), ubiquinol
cytochrome b reductase (phức hệ III), cytochrome c oxidase (phức hệ IV) và hai
phân t vận chuyển điện t giữa các phức hệ là coenzyme ubiquinone (CoQ) và Cyt
c. Phức hệ I và II có vai trò xúc tác cho sự nhận điện t của CoQ từ NADH và
succinate. Sau đó phức hệ III xúc tác cho quá trình chuyển điện t từ CoQ đến Cyt
c. Cuối cùng phức hệ IV xúc tác cho sự vận chuyển điện t từ Cyt c tới chất nhận
cuối cùng là oxy phân t . Ở mỗi giai đoạn, điện t đi qua các phức hệ, năng lƣợng
đƣợc giải phóng ra kèm theo việc bơm các proton (H+) từ chất nền qua màng trong
ra xoang gian màng và làm xuất hiện điện thế màng. Do đó, hệ thống F0F1 synthase
hoạt động và tổng hợp ATP từ ADP và phosphate vô cơ [35].
ATP là nguồn năng lƣợng lớn đƣợc s dụng cho tất cả các quá trình trao đổi
chất cần thiết bên trong tế bào. Vì vậy, khi ty thể bị tổn thƣơng, quá trình sản sinh
ra năng lƣợng bị chậm lại, thậm chí là ngừng lại hoàn toàn. Pyruvate không đƣợc
chuyển hóa tiếp, nên bị biến đổi thành lactate, vì vậy các bệnh nhân bị bệnh ty thể
thƣờng có hàm lƣợng lactate trong máu và trong dịch não tủy cao. Do gần nhƣ tất
cả các tế bào đều dựa vào nguồn năng lƣợng ổn định do ty thể cung cấp nên khi ty
thể bị tổn thƣơng có thể gây ra sự rối loạn đa hệ thống, ảnh hƣởng đến nhiều loại tế
bào cũng nhƣ mô và các cơ quan [35].
1.1.2.2. Ty thể và quá trình lão hóa
Lão hóa là một quá trình sinh học phức tạp, là yếu tố nguy cơ lớn cho sự phát
triển của ung thƣ, thoái hóa thần kinh và các bệnh tim mạch. Cơ chế phân t của sự

năng tạo năng lƣợng ATP của ty thể giảm và tăng quá trình oxy hoá làm hƣ hại cấu
trúc tế bào. Gốc tự do có thể phá rách màng tế bào khiến chất dinh dƣỡng thất thoát,
tế bào không tăng trƣởng, không đƣợc s a chữa và chết. ROS phá hủy hoặc ngăn
cản sự tổng hợp protein, lipid, đƣờng, tinh bột, enzyme trong tế bào, làm cho
collagen, elastin mất tính đàn hồi khiến da nhăn nheo, cơ khớp cứng nhắc [22].
ROS đƣợc cho là tác nhân chính gây ra những tổn thƣơng sinh lý của tế bào.
Sự tích lũy ROS và các tác nhân oxy hóa có liên quan đến nhiều bệnh lý, bao gồm

8


các bệnh thoái hóa thần kinh, tiểu đƣờng, ung thƣ và lão hóa sớm. ROS và các gốc
tự do gây ra các đột biến gen, tăng sự hình thành và tích lũy các đột biến DNA ty
thể ở các mô trong quá trình lão hóa [48]. Theo thuyết ty thể về lão hoá, việc tích
luỹ những tổn thƣơng ở các thành phần bên trong ty thể bao gồm mtDNA, protein,
lipid làm ảnh hƣởng đến chức năng của ty thể. Nói chung, những tổn thƣơng của
mtDNA trong phạm vi rộng với thời gian dài dẫn đến ty thể bị rối loạn, thậm chí
ngừng hoạt động là nguyên nhân làm cho tế bào chết và cơ thể bị lão hoá [21].
1.1.2.3. Ty thể và quá trình tự chết theo chương trình của tế bào
“Chết theo chƣơng trình” (apoptosis) là một quá trình quan trọng giúp các sinh
vật đa bào duy trì sự toàn vẹn và chức năng của mô và để loại bỏ những hƣ hại hoặc
các tế bào không mong muốn. Ty thể đóng vai trò cốt lõi trong việc điều tiết sự chết
của tế bào bằng cách cung cấp nhiều yếu tố quan trọng bao gồm cả sự hoạt hóa
caspase và phân mảnh nhiễm sắc thể. Ty thể có vai trò quan trọng trong cơ chế tích
tụ Ca2+ và rối loạn quá trình oxy hóa, sự tích lũy lƣợng Ca2+ đủ lớn trong ty thể dẫn
đến sự chết tế bào theo chƣơng trình. Nồng độ và khả năng hoạt động của Ca2+
trong ty thể đƣợc điều khiển bởi họ protein Bcl-2, yếu tố quan trọng tham gia vào
quá trình chết theo chƣơng trình của tế bào [34].
Tín hiệu gây chết nội bào phụ thuộc vào sự phóng thích Cyt c. Tác động của
Cyt c là liên kết với thụ thể protein hoạt hóa procaspase (Apaf-1), tổ hợp lại với


10


ND1-ND6 và ND4L mã hóa 7 tiểu đơn vị của phức hợp (NADH-ubiquinone
oxidoreductase), Cyt b là tiểu đơn vị phức hợp III chỉ đƣợc mã hóa bởi mtDNA
(ubiquinol cytochrome c oxidase reductase), COX 1-3 mã hóa cho 3 tiểu đơn vị của
phức hợp V (ATP synthase). Các phân t protein còn lại của chuỗi hô hấp đƣợc mã
hóa bởi gen nhân, đƣợc dịch mã trong tế bào chất, sau đó đƣợc vận chuyển vào bên
trong ty thể [59].
Đặc biệt, so với hệ gen nhân, hệ gen ty thể chứa rất ít trình tự không mã hóa
xen kẽ với vùng mã hóa. D-loop nằm giữa gen tRNAPhe (gen MT-TK) và tRNAPro
(gen MT-TP) là vùng không mã hóa lớn nhất và có vai trò quan trọng trong điều
hòa quá trình sao chép và phiên mã của hệ gen ty thể, chứa promoter cho sự phiên
mã chuỗi nặng (H) và chuỗi nhẹ (L), chứa điểm khởi đầu của quá trình tái bản. Hai
gen mã hóa cho rRNA (12S và 16S rRNA) và 22 gen mã hóa cho 22 tRNA đƣợc
nằm giữa các gen mã hóa cho protein. Các gen này cung cấp các RNA cần thiết cho
sự tổng hợp protein bên trong ty thể [11].
Hệ gen ty thể sao chép độc lập với hệ gen nhân bằng một hệ thống riêng trong
ty thể nhƣng các enzyme cho quá trình tái bản lại do hệ gen nhân mã hóa. Quá trình
phiên mã và dịch mã của DNA ty thể lại đƣợc điều khiển bởi gen nhân. Hệ gen ty
thể đƣợc phiên mã từ một điểm khởi đầu nằm trên vùng D-loop, bản phiên mã sau
đó đƣợc endonuclease phân cắt để hình thành nên phân t rRNA 12S và 16S, tRNA
và mRNA tiền thân. Phân t mRNA hoàn thiện của ty thể không đƣợc gắn mũ
nhƣng có đuôi polyA. Mô hình phiên mã trên có nhiều điểm giống với một operon
của vi khuẩn [11, 59].
Các tế bào ngƣời có thể chứa tới hàng ngàn bản sao mtDNA trong một tế bào và
có số lƣợng dao động tùy thuộc vào nhu cầu s dụng năng lƣợng của từng loại tế bào.
Số bản sao mtDNA giảm nhiều lần trong quá trình tạo tinh trùng nhƣng dƣờng nhƣ
tăng đột ngột trong quá trình tạo trứng. Số lƣợng bản sao mtDNA thay đổi rất lớn ở

khác với mẹ [14, 46, 50].
1.1.3.3. Tính chất không đồng nhất và tốc độ đột biến của ty thể
Mỗi tế bào có thể chứa hàng ngàn bản sao DNA. Vì vậy, khi xuất hiện đột biến
thì trong cùng một mô có thể có cả mtDNA bình thƣờng và mtDNA đột biến, hiện

12


tƣợng này đƣợc gọi là tính không đồng nhất (Heteroplasmy). Nếu các bản sao của
mtDNA đều giống nhau thì đƣợc gọi là đồng nhất giữa các bản sao ty thể
(Homoplasmy).
Số bản sao mtDNA đột biến so với tổng lƣợng mtDNA của tế bào sẽ xác định
mức độ heteroplasmy, là một nhân tố quyết định mức độ nghiêm trọng của bệnh. Đa
số các đột biến mtDNA gây bệnh đều tồn tại ở dạng heteroplasmy. Những hiểu biết
về mức độ dị plasmid của ngƣời mang đột biến là thông số quan trọng để có thể tiên
lƣợng đƣợc tình trạng bệnh lý và sự di truyền của đột biến gen ty thể [14].
mtDNA có tốc độ đột biến cao gấp 10 - 20 lần so với DNA trong nhân, do hệ
gen ty thể ở dạng trần (không liên kết với các protein bảo vệ kiểu histone nhƣ hệ gen
nhân), không chứa trình tự intron, hệ gen ty thể dễ tiếp xúc với các gốc tự do [54].
Ngoài ra, ty thể không có cơ chế s a chữa DNA hiệu quả nhƣ với DNA trong nhân.
Hiện nay, đã có nhiều đột biến gen ty thể gây bệnh đƣợc phát hiện và nghiên cứu.
Các đột biến gen ty thể này thƣờng gây ra các triệu chứng khác nhau, tuy nhiên chủ
yếu tập trung vào cơ, thần kinh và các chuyển hóa của cơ thể.
1.2. ĐỘT BIẾN GEN TY THỂ VÀ CÁC BỆNH LIÊN QUAN
1.2.1. Các loại đột biến gen ty thể
Bộ gen ty thể có tỷ lệ đột biến rất cao, cao hơn từ 10 đến 20 lần so với đột biến
DNA trong nhân.
Hầu hết những thay đổi trên DNA ty thể là đa hình và có vai trò quan trọng
trong việc theo dõi sự di cƣ của con ngƣời. Những đột biến mtDNA gây bệnh
đầu tiên đã đƣợc xác định vào năm 1988. Kể từ đó, hơn 250 đột biến mtDNA

liên kết với các yếu tố dịch mã mtEFT hoặc các ribosome ty thể. Đột biến điểm ở
gen mã hóa protein ty thể đặc biệt ảnh hƣởng đến các chức năng của phức hợp
chuỗi hô hấp tế bào mà nó đảm nhiệm [56].
Đột biến điểm trên mtDNA chủ yếu ở dạng không đồng nhất (heteroplasmy),
tỷ lệ đột biến giữa các mô trong cùng một cá thể cũng rất khác nhau. Một số đột
biến gen ty thể ở dạng đồng nhất (homoplasmy) đang đƣợc nghiên cứu nhiều hơn,
đột biến này thƣờng ảnh hƣởng đến các mô xác định và có biểu hiện lâm sàng đặc

14