Gen giả (pseudogenes) – “giả” nhưng có vai trò “thật”

Gen giả (Pseudogenes) là một đoạn ADN có độ dài tương tự như gen thật nhưng không có khả năng mã hóa thành protein, dù tên gọi là “giả” nhưng chúng lại có vai trò quan trọng trong việc điều hòa hoạt động của các gen thật và có mối liên hệ mật thiết với các bệnh tật trên lâm sàng.

1. Gen giả là gì?

Gen giả (Pseudogenes) là một đoạn ADN có độ dài tương tự như gen thật nhưng không có khả năng mã hóa thành protein. Pseudogene có thể được hình thành do nhiều nguyên nhân khác nhau, bao gồm sự chuyển đổi gen, đa hoán vị, hoặc đột biến trong quá trình sao chép và tái sắp xếp gen. Mặc dù không có khả năng mã hóa protein, pseudogene vẫn có thể có một số chức năng quan trọng, bao gồm việc giúp duy trì cấu trúc của khối gen và bảo vệ gen khỏi sự tấn công của virus.

Pseudogene có thể được phân loại thành hai loại chính: processed pseudogene và non-processed pseudogene. Processed pseudogene có nguồn gốc từ quá trình phiên mã ngược của các RNA thông tin được sao chép từ gen thật, trong khi non-processed pseudogene có nguồn gốc từ các đột biến trên mRNA được sản xuất bởi gen thật.

Mặc dù pseudogene không có khả năng mã hóa thành protein, chúng vẫn đóng vai trò quan trọng trong quá trình nghiên cứu gen học và di truyền học. Việc nghiên cứu pseudogene có thể giúp ta hiểu rõ hơn về quá trình tiến hóa của gen và cấu trúc của hệ gen, cũng như đóng vai trò quan trọng trong việc phát hiện và chẩn đoán bệnh lý liên quan đến gen.

2. Gen giả ảnh hưởng đến gen thật như thế nào?

Pseudogenes có thể ảnh hưởng đến sự biểu hiện của các gen chức năng theo nhiều cách. Một trong những cách phổ biến nhất mà pseudogenes có thể ảnh hưởng đến biểu hiện gen chức năng là thông qua hiện tượng điều hòa gen. Pseudogenes có thể đóng vai trò là RNA nội sinh cạnh tranh (ceRNA) cạnh tranh với các gen chức năng để liên kết với microRNA (miRNA). miRNA là các phân tử RNA nhỏ đóng vai trò quan trọng trong việc điều hòa gen bằng cách liên kết với RNA thông tin (mRNA) và ức chế quá trình dịch mã hoặc gây ra sự thoái hóa của nó. Pseudogenes có thể gián tiếp điều chỉnh sự biểu hiện của các gen chức năng bằng cách giảm số lượng miRNA có sẵn có thể liên kết và điều chỉnh sự biểu hiện của những gen đó.

Pseudogenes cũng có thể ảnh hưởng đến biểu hiện gen chức năng thông qua một quá trình gọi là chuyển đổi gen. Chuyển đổi gen xảy ra khi một gen giả được chuyển đổi thành gen chức năng thông qua việc thu nhận một trình tự khởi động hoặc các yếu tố điều hòa khác. Điều này có thể dẫn đến sự biểu hiện của một gen chức năng từ gen giả không có chức năng trước đây.

Ngoài ra, pseudogenes cũng có thể ảnh hưởng đến biểu hiện gen chức năng bằng cách đóng vai trò là nguồn biến đổi gen. Pseudogenes có thể bị đột biến mà sau đó có thể được chuyển sang các gen chức năng thông qua chuyển đổi gen hoặc các cơ chế di truyền khác. Những đột biến này có thể làm thay đổi chức năng hoặc biểu hiện của các gen bị ảnh hưởng, dẫn đến những thay đổi trong quá trình biệt hóa tế bào hoặc tính nhạy cảm với bệnh tật.

Nhìn chung, pseudogenes có thể có tác động đáng kể đến sự biểu hiện và điều hòa của các gen chức năng trong cơ thể.

3. Mối liên quan giữa gen giả và bệnh tật

Pseudogenes, mặc dù không có chức năng, đã được phát hiện có vai trò nhất định trong một số bệnh. Một số ví dụ về các bệnh có liên quan đến pseudogenes bao gồm:

• Ung thư: Pseudogenes có liên quan đến sự phát triển và tiến triển của một số loại ung thư, bao gồm ung thư vú, ung thư phổi và ung thư tuyến tiền liệt. Ví dụ, PTENP1 là một gen giả điều chỉnh hoạt động của gen ức chế khối u PTEN và quá trình điều hòa giảm của nó có liên quan đến sự phát triển của bệnh ung thư.
• Các bệnh lý thần kinh: Pseudogenes cũng có liên quan đến một số rối loạn thần kinh, bao gồm bệnh Alzheimer, bệnh Parkinson và tâm thần phân liệt. Ví dụ, một gen giả có tên là GABRB1 đã được chứng minh là có liên quan đến việc điều hòa axit gamma-aminobutyric dẫn truyền thần kinh (GABA) và có thể liên quan đến sự phát triển của bệnh tâm thần phân liệt.
• Bệnh tim mạch: Pseudogenes cũng có liên quan đến bệnh tim mạch, bao gồm tăng huyết áp và xơ vữa động mạch. Ví dụ, pseudogene ACE2 đã được chứng minh là có ảnh hưởng đến việc điều hòa huyết áp và có thể đóng một vai trò trong sự phát triển của bệnh tăng huyết áp.