Một số tình huống cụ thể bộc lộ sự di truyền bất thường do gen hoặc nhiễm sắc thể bị thay đổi. Tuy nhiên, trong những biến đổi này, thể khảm rất hay gặp; những cái khác, chẳng hạn như đa hình cũng phổ biến mà họ có thể được coi là đột biến bình thường.
Các bất thường ADN có thể xảy ra tự phát hoặc do ảnh hưởng từ những tác nhân gây hại cho tế bào [ví dụ, tia xạ, các chất gây đột biến, virut]. Một số bất thường được sửa chữa bởi các cơ chế sửa sai của DNA tế bào. Các bất thường có thể hoặc không truyền sang các tế bào được nhân bản sau đó; nếu được di truyền nó được gọi là đột biến. Tuy nhiên, con cái cũng có thể bị đột biến khi các tế bào sinh dục bị ảnh hưởng. Các đột biến có thể là duy nhất đối với một cá nhân hoặc gia đình. Hầu hết các đột biến là hiếm gặp.
Đa hình bắt đầu từ những đột biến. Đó là những bất thường của DNA đã trở nên phổ biến trong dân số [tỉ lệ gặp ≥ 1%] thông qua nhân bản sai sót hoặc các cơ chế khác. Hầu hết đa hình đều ổn định và không thay đổi đáng kể kiểu hình. Một ví dụ thường gặp là nhóm máu người [A, B, AB, và O].
Đột biến [bao gồm đa hình] liên quan đến sự thay đổi ngẫu nhiên trong DNA. Nhiều đột biến có ít ảnh hưởng đến chức năng của tế bào. Một số đột biến thay đổi chức năng của tế bào, thường là theo hướng bất lợi, và một số gây chết tế bào. Ví dụ về những thay đổi bất lợi trong chức năng tế bào là đột biến gây ung thư bằng cách tạo ra hoặc kích hoạt gen gây ung thư hoặc thay đổi gen ức chế khối u [xem ]. Hiếm khi, sự thay đổi chức năng của tế bào mang lại ưu thế sinh tồn. Những đột biến này có nhiều khả năng được nhân bản. Đột biến gây ra bệnh hồng cầu hình liềm tạo ra khả năng kháng bệnh sốt rét. Sự đề kháng này mang lại ưu thế sinh tồn ở những vùng có sốt rét đặc hữu mặt khác thường gây tử vong. Tuy nhiên, bằng cách gây ra các triệu chứng và biến chứng của bệnh hồng cầu hình liềm, đột biến cũng có những tác động có hại thường xuất hiện ở trạng thái đồng hợp tử.
Khi và ở những đột biến kiểu tế bào nào có thể giải thích một số dị thường nhất trong các mô hình di truyền. Thông thường, một bất thường về tính trạng trội trên nhiễm sắc thể thường sẽ có ở một hoặc cả hai bố mẹ của một người mắc bệnh. Tuy nhiên, một số bệnh di truyền trội trên nhiễm sắc thể thường có thể xuất hiện cách thế hệ [ở những người có cha mẹ mang một kiểu hình bình thường]. Ví dụ, khoảng 80% số người có bất sản sụn Bệnh loạn sản xương-sụn [Osteochondrodysplastic Dwarfism] Loán sản xương-sụn có liên quan đến sự phát triển bất thường của xương hoặc sụn, dẫn đến rối loạn phát triển xương, thường là lùn ngắn xương chi. Chẩn đoán bằng thăm khám lâm sàng, chụp Xquang... đọc thêm không có tiền sử gia đình lùn và do đó biểu hiện các đột biến mới [de novo]. Ở nhiều người, cơ chế là một đột biến tự phát xảy ra sớm trong cuộc đời phôi thai. Do đó, các con khác không có nguy cơ bị rối loạn tăng lên. Tuy nhiên, trong một số trường hợp, rối loạn phát triển do đột biến ở tế bào sinh dục ở cha mẹ [ví dụ, một gen trội trên nhiễm sắc thể thường ở một phụ nữ bình thường kiểu hình]. Nếu vậy, con khác có nguy cơ nhận di truyền đột biến.
Hiện tượng khảm xảy ra khi
- Một người bắt đầu từ một trứng thụ tinh phát triển ≥ 2 dòng tế bào khác nhau về kiểu gen
Lưỡng bội từ bố hoặc mẹ xảy ra khi
- Cả hai nhiễm sắc thể đã được di truyền chỉ từ mẹ hoặc từ cha
Nó rất hiếm và được cho là liên quan đến việc sửa chữa tam bội; tức là, các hợp tử bắt đầu như là một thể tam bội [có 3 thay vì 2 nhiễm sắc thể] và một trong số 3 đã bị mất, một quá trình dẫn đến lưỡng bội từ bố hoặc mẹ khi 2 nhiễm sắc thể còn lại từ cung một phụ huynh [1/3 các khả năng].
Lưỡng bội từ bố hoặc mẹ có thể gây ra các kiểu hình và mô hình di truyền bất thường. Ví dụ, nếu nhân đôi cùng một nhiễm sắc thể [isodisomy] như vậy một allele bất thường cho rối loạn lặn thuộc nhiễm sắc thể thường cũng được nhân đôi và biểu hiện bệnh có khả năng xảy ra cao hơn nếu bố/mẹ mang gen bệnh. Lưỡng bội từ bố hoặc mẹ có thể dẫn đến rối loạn dấu ấn khi nhiễm sắc thể lưỡng thể, dẫn đến mất đi biểu hiện thích hợp của một khu vực có dấu ấn [ví dụ:, có thể là hậu quả của sự hình thành nhị bội nhiễm sắc thể số 15 từ mẹ].
Sự chuyển đoạn nhiễm sắc thể là
- Trao đổi các đoạn nhiễm sắc thể giữa các nhiễm sắc thể không tương đồng
Nếu nhiễm sắc thể trao đổi các đoạn gen bằng nhau thì được gọi sự chuyển đoạn tương hỗ. Sự chuyển đoạn không tương hỗ dẫn đến việc mất vật liệu nhiễm sắc thể, thường là các cánh tay ngắn của 2 nhiễm sắc thể tổng hợp, chỉ để lại 45 nhiễm sắc thể.
Một bất thường lặp đoạn mã bộ ba là khi
- Bộ ba nucleotide được lặp lại với số lần bất thường trong một gen [đôi khi lên đến vài trăm lần]
Khởi phát sớm xảy ra khi một chứng rối loạn có tuổi khởi phát sớm hơn và được thể hiện nghiêm ngặt hơn trong mỗi thế hệ kế tiếp. Sự khởi phát sớm có thể xảy ra khi cha mẹ mang thể khảm và đứa trẻ có đột biến hoàn toàn trong tất cả các tế bào. Nó cũng có thể xảy ra trong bất thường lặp đoạn bộ ba và do đó mức độ nghiêm trọng của rối loạn chức năng gen tăng lên với mỗi thế hệ.
- Một đột biến trội trên nhiễm sắc thể thường có thể phát sinh tự phát và do đó không cho nguy cơ gia tăng ở anh chị em ruột.
- Sự thay đổi nhỏ trong rối loạn có thể phản ánh hiện tượng khảm.
- Chuyển đoạn nhiễm sắc thể có thể không có tác dụng kiểu hình hoặc có thể dẫn đến bệnh bạch cầu, hội chứng Down, sảy thai tự nhiên hoặc bất thường nhiễm sắc thể ở con cái.
Các bệnh di truyền có thể trở nên trầm trọng hơn và bắt đầu sớm hơn với các thế hệ tiếp theo, đôi khi là do bất thường lặp đoạn bộ ba.