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

2.3.2. Kiểm tra và định lƣợng DNA tách chiết .......................................... 35
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

Adenine nucleotide translocase

ADP

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


Isopropyl-β-D-Thiogalactopyranoside

kb

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

Locked nucleic acid (nucleotide dạng khóa)

MELAS

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



Nicotinamide adenine dinucleotide (dạng kh )

NARP

Neuropathy, ataxia and retinitis pigmentos
(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)


Bảng 3.2: Trình tự và sản phẩm cắt của enzyme BanII .................................... 46
Bảng 3.3: Trình tự mồi cho phản ứng PCR đoạn gen 8166 - 8358 .................. 47
Bảng 3.4: Trình tự mồi cho PCR đoạn gen 8342 - 8582 .................................. 50
Bảng 3.5: Trình tự của mẫu dò dùng cho real-time PCR .................................. 54
Bảng 3.6: Tƣơng quan giữa nồng độ DNA plasmid mang đột biến và không
đột biến A8344G ban đầu và số chu kỳ ngƣỡng đƣợc xác định bằng real-time
PCR ................................................................................................................... 58
Bảng 3.7: Tỷ lệ phần trăm plasmid đột biến 8344G pha sẵn ............................ 59
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 nhân 46
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 nhân 49
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 nhân 51
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

DNA ty thể. Ngoài ra, ngƣời mang hội chứng MERRF có thể kèm theo động kinh,
mất điều hòa vận động, suy nhƣợc và mất trí nhớ. Triệu chứng thƣờng khởi phát ở
trẻ em sau một giai đoạn phát triển bình thƣờng, kết quả hay gặp là điếc, thấp bé,
thoái hóa thần kinh thị giác, đôi khi quan sát đƣợc các u mỡ khu trú dƣới da. Tế bào

1


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

sinh chất vào xoang gian màng và ngƣợc lại. Màng ngoài ty thể còn chứa nhiều
enzyme quan trọng nhƣ các transferase, các kinase, cytochrome-reductase, acyl
CoA synthetase [35].

Hình 1.2. Cấu tạo màng ty thể [67]
Màng trong của ty thể có độ dày 6 nm, protein chiếm 80%, lipid chiếm 20%,
và một lƣợng nhỏ cholesterol. Tỷ lệ giữa cholesterol/phospholipid là 1/53. Màng
trong ăn sâu vào chất nền tạo nên các mào răng lƣợc. Cấu trúc “mào” làm tăng diện
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

trở lại chất nền. Sự kết hợp vận chuyển điện t và tổng hợp ATP hoạt động theo cơ
chế hóa thẩm. Có hai giai đoạn tạo ra ATP ở ty thể, đó là chu trình Krebs diễn ra
trong chất nền và quá trình phosphoryl hóa oxy hóa ở chuỗi vận chuyển điện t nằm
ở màng trong ty thể với sự xúc tác của các phức hệ enzyme [23].
Nguồn tạo ra năng lƣợng trong ty thể là carbohydrate, chất béo và protein
đƣợc lấy từ thức ăn, trong đó chủ yếu là carbohydrate. Các hợp chất carbohydrate,
chủ yếu là glucose thông qua quá trình đƣờng phân (glycolysis) đƣợc phân cắt và
biến đổi cuối cùng tạo thành pyruvate, chất kh

NADH và một lƣợng ATP.

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 FADH 2. 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].

đổi trong quá trình dịch mã protein. Cụ thể, H2O2 có thể oxy hóa nhóm thiol (-SH)
trong cysteine để tạo thành axit sulphenic (-SOH), tiếp theo phản ứng với GSH sinh
ra glutathionylate (-SSG) mang liên kết disulfide (-S-S-) hoặc amide sulfenyl (-SN).
Mỗi sự thay đổi này có thể ảnh hƣởng đến hoạt động của một protein nhất định.
Phosphorylase bị tác động khá nặng bởi ROS, làm ức chế hoạt động tách gốc
phosphate [48].
Hơn nữa, các gốc tự do khác nhƣ các gốc hydroxyl (OH-) và hydrogen
peoxyde (H2O2) cũng có thể tồn tại ở nồng độ tƣơng đối cao, gây nên nguy cơ oxy
hóa lipid làm tổn thƣơng màng tế bào và ảnh hƣởng đến cấu trúc DNA. Đáng chú ý
rằng sự tác động của các gốc tự do này tới DNA ty thể sẽ lớn hơn DNA trong nhân
do DNA ty thể không liên kết với Histone và không có cơ chế tự s a chữa. Khả
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

chƣơng trình [34].
Những rối loạn chức năng của ty thể gây ra bởi sự sai hỏng DNA và các yếu tố
gây độc cho gen dẫn đến một kết quả chắc chắn là sự chết tế bào theo chƣơng trình.
1.1.3. Hệ gen ty thể và đặc điểm di truyền của hệ gen ty thể
1.1.3.1. Hệ gen ty thể
Ty thể là bào quan có hệ gen riêng, nhân bản độc lập với gen nhân. DNA ty
thể ngƣời tồn tại ở dạng mạch vòng kép, có kích thƣớc 16.569 bp, gồm 37 gen mã
hóa cho 2 phân t ARN ribosome, 22 phân t ARN vận chuyển và 13 phân t
protein là thành phần cần thiết trong các phức hợp của chuỗi hô hấp.

Hình 1. 3. Hệ gen ty thể [11]

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

xác định có những kiểu di truyền riêng đặc trƣng cho chúng. Đột biến mtDNA
đƣợc truyền từ mẹ sang con nhƣng tỷ lệ số bản sao mang đột biến ở mẹ và con
khác nhau, các cá thể mang đột biến trong một phả hệ gia đình cũng có sự thay
đổi về tần suất đột biến vì vậy mức độ biểu hiện bệnh ở mẹ và các con có thể rất
khác nhau [29, 46].
Một đặc điểm khác biệt nổi bật về tính di truyền gen ty thể là tần số xuất hiện
của gen đột biến giữa mẹ và con cái. Ví dụ, một ngƣời mẹ khỏe mạnh mang đột
biến mtDNA có thể sinh ra hai ngƣời con với tần suất mang gen đột biến hoàn toàn
khác nhau, một ngƣời con khỏe mạnh và một ngƣời con có biểu hiện bệnh trầm
trọng ngay từ khi còn nhỏ. Kiểu di truyền này đƣợc gọi là “nút cổ chai”, theo đó tần
suất mang mtDNA đột biến của các thế hệ con cháu khác nhau đáng kể và cũng
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].

mã hóa tRNA, rRNA hay protein, tuy nhiên hơn một n a trong số các đột biến điểm
đƣợc báo cáo liên quan đến gen tRNA của ty thể [31].
tRNA ty thể có cấu trúc ngắn hơn và khác biệt với tRNA trong tế bào chất
(mã hóa bởi gen nhân) nên sự sai khác về 1 nucleotide dẫn đến thay đổi dạng
hình L của tRNA, ảnh hƣởng đến cấu trúc bậc ba của chúng. Một số đột biến
trên tRNA ty thể dẫn đến những khiếm khuyết trên phức hợp OXPHOS. Tùy
thuộc vào điểm đột biến trên gen tRNA ty thể sẽ ảnh hƣởng đến các kênh vận
chuyển điện t khác nhau trong chuỗi hô hấp tế bào. Các nguyên nhân gây ra
khiếm khuyết trong quá trình tổng hợp các tRNA ty thể là rất nhiều bao gồm: kết
thúc phiên mã, biến đổi tRNA trƣởng thành, thay đổi bộ ba đối mã, ảnh hƣởng
đến cấu trúc và chức năng của tRNA do đó giảm khả năng gắn acid amin, giảm
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