Trùng gen là gì đang trở thành một vấn đề được nhiều bệnh nhân tìm hiểu. Việc biết được trùng gen có thể giúp ích cho các chuyên gia và cả người bệnh, góp phần phát triển một số lĩnh vực y học, đặc biệt là ung thư. Bài viết này sẽ giúp chúng ta hiểu rõ hơn về trùng gen và cơ chế hoạt động cho đến những ảnh hưởng trong cơ thể.
Bài viết này được viết dưới sự hướng dẫn chuyên môn của các bác sỹ thuộc Trung tâm Công nghệ cao Vinmec.
1. Trùng gen là gì?
Trùng gen hay gen chồng chéo (OLG) là tình trạng hai ADN liền kề với nhau bị chồng chéo lên nhau một phần hoặc toàn bộ, thông qua một vị trí chung trên bộ gen. Tình trạng này có thể xuất hiện ở virus, các sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân thực. Điều này có nghĩa là trùng gen có thể xuất hiện ở cả con người.
Vậy, các ảnh hưởng và hoạt động của trùng gen là gì? Gen chồng chéo, trùng gen hay gen mã hoá đôi sẽ sử dụng hai khung đọc khác nhau nhằm mã hoá nhiều hơn 1 protein. Trong quá trình này, các gen chồng chéo có thể mã hoá chung một chuỗi protein hoặc một chuỗi ARN (Axit Ribonucleic) nhất định.
Sự phát triển của tình trạng trùng gen có thể liên quan với khả năng mở rộng của các khung đọc do quá trình biến dị vì mất khung hoặc dịch khung.
Hơn nữa, đối với các hoạt động của những gen chồng chéo, tín hiệu mã hoá sẽ bắt đầu từ phần gen nằm ở phần đầu của đoạn gen bị trùng nhau, hay còn gọi là phía thượng nguồn ADN.
Gen chồng chéo có thể được phân loại dựa trên mức độ chồng chéo hoặc hướng chung của toàn bộ phiên mã gen. Hơn thế nữa, khi các gen chồng chéo lên nhau nhiều lần, một gen sẽ nằm hoàn toàn bên trong intron của gen thứ 2.
Trong khi đó, đối với trường hợp gen chồng chéo nhưng nhúng với nhau, sẽ có nhiều hơn 1 intron hoặc exon được dùng chung bởi các gen bị chồng chéo.
2. Đặc điểm của trùng gen là gì trong việc sản xuất protein?
Không giống như cơ chế sản xuất protein thông thường, chẳng hạn như chuyển gen theo chiều ngang hoặc nhân đôi gen, các protein được mã hóa bởi gen chồng chéo thông qua quá trình in chồng.
Trong quá trình này, một khung đọc mới được tạo ra do các đột biến từ gen chồng chéo. Tuy vậy, khả năng mã hoá của các khung đọc ban đầu bên trong ADN vẫn được giữ nguyên. Qua đó, quá trình mã hoá của trùng gen sẽ tạo ra các protein mới.
Protein mới được mã hóa từ gen chồng chéo đã được chứng minh là có vai trò quan trọng trong các phản ứng gây bệnh của virus. Các protein này sẽ ức chế giải phóng interferon từ vật chủ, dập tắt phản ứng của hệ miễn dịch cũng như làm suy yếu và kích thích quá trình chết đi của các tế bào vật chủ. Tuy nhiên, các protein này cũng có thể làm giảm tốc độ phát triển của các virus trong cơ thể.
3. Tình trạng này có lợi ích gì hay không?
Sau khi hiểu rõ trùng gen là gì, hãy cùng tìm hiểu về ích lợi mà tình trạng này mang lại.
Rõ ràng là các gen trùng chỉ có thể tồn tại khi kết quả mà gen trùng tạo ra cho cơ thể là có lợi. Ngoài ra, trùng gen còn đóng vai trò quan trọng trong sự tương tác giữa cơ thể và các tác nhân gây bệnh.
3.1. Đối với virus
Nhiều người bệnh có thể không biết lợi ích của trùng gen là gì đối với các loại virus. Tuy nhiên, đây là một điều có lợi đối với các sinh vật này. Các gen chồng chéo trong virus sẽ khắc phục được nhược điểm của virus là bộ gen nhỏ. Vì thế, OLG có thể giúp virus sinh sản một cách nhanh chóng hơn.
Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng hầu hết các protein virus được mã hóa bởi gen chồng chéo (OLG) thường không gấp nếp hoặc bị rối loạn và có trình tự axit amin khá bất thường. Các protein này chủ yếu là protein phụ trợ, đóng vai trò quan trọng trong khả năng gây bệnh và lây nhiễm của virus. Tuy nhiên, các protein này không tham gia vào các chức năng tế bào cơ bản như sao chép virus hay phát triển cấu trúc.
3.2. Đối với con người
Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng có khoảng 25% gen mã hoá protein trong cơ thể người bị chồng chéo. Mặc dù gen chồng chéo có sự phân bố rộng khắp bộ gen của người, nhưng các nhiễm sắc thể khác nhau sẽ có sự phân bố khác nhau.
Tác dụng của trùng gen là gì đối với cơ thể người? Các protein do quá trình trùng gen sản xuất ra được cho là có vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh nhiều chức năng sinh lý.
Ngoài ra, các protein này còn ngăn ngừa sự phát triển hay tiến triển của bệnh và tăng tuổi thọ. Ví dụ, các gen chồng chéo là INK4a và ARF đều hoạt động như các chất ức chế khối u, nhưng chúng phát huy tác dụng thông qua các con đường ức chế khối u riêng biệt.
Ở bệnh nhân ung thư, cả hai gen này được tìm thấy trong tình trạng bất hoạt. Ngoài ra, các nghiên cứu trên chuột đã cho thấy rằng đột biến tại locus gen INK4a/ARF có liên quan đến sự hình thành và tiến triển của khối u.
Tóm lại, trùng gen là hiện tượng hai hoặc nhiều gen chia sẻ cùng một đoạn DNA, nhưng mã hóa cho các protein khác nhau thông qua việc sử dụng các khung đọc khác nhau. Hiểu rõ về trùng gen và các vấn đề liên quan không chỉ giúp mở rộng kiến thức về di truyền học mà còn mang lại cơ hội phát triển các phương pháp điều trị mới cho nhiều bệnh lý.
Để đặt lịch khám tại viện, Quý khách vui lòng bấm số HOTLINE hoặc đặt lịch trực tiếp TẠI ĐÂY. Tải và đặt lịch khám tự động trên ứng dụng MyVinmec để quản lý, theo dõi lịch và đặt hẹn mọi lúc mọi nơi ngay trên ứng dụng.
