Инактивация Х-хромосомы (англ. X-inactivation, lyonization) — процесс, в ходе которого инактивируется одна из двух копий Х-хромосом, представленных в клетках самок млекопитающих. ДНК неактивной Х-хромосомы упаковывается в транскрипционно неактивный гетерохроматин.
Инактивация Х-хромосомы происходит в клетках самок млекопитающих для того, чтобы с двух копий Х-хромосом не образовывалось вдвое больше продуктов соответствующих генов, чем у самцов млекопитающих. Такой процесс называется дозовой компенсацией генов. У плацентарных выбор Х-хромосомы, которая будет инактивирована, случаен (что показано для клеток мышей и человека). Инактивированная Х-хромосома будет оставаться неактивной во всех последующих дочерних клетках, образующихся в результате деления.
Содержание |
В 1959 году Сусуму Оно (англ. Susumu Ohno) показал, что одна из двух Х-хромосом у самок вела себя как аутосома, а другая находилась в состоянии гетерохроматина.[2] Двумя группами исследователей независимо друг от друга было предположено, что одна из двух Х-хромосом подвергается инактивации. В 1961 году Мэри Лайон (англ. Mary F. Lyon) предположила, что инактивация одной из Х-хромосом у самок обуславливает пятнистую окраску шерсти мышей у особей, гетерозиготных по генам окраски.[3] Гипотеза Лайон предполагала также, что одна копия Х-хромосомы в клетках млекопитающих женского пола подвергается конденсации объясняла тот факт, что мыши лишь с одной Х-хромосомой имели фенотип самки. Эрнест Бейтлер (англ. Ernest Beutler), изучая гетерозиготных самок, дефицитных по ферменту дегидрогеназе глюкозо-6-фосфатазы, независимо от Лайон, предположил существование у гетерозиготных организмов двух типов эритроцитов -- дефицитных по ферменту и нормальных.[4]
На стадии двух или четырехклеточного зародыша мыши происходит инактивация отцовской Х-хромосомы по механизму импринтинга.[5][6][7] На стадии ранней бластоцисты в клетках внутренней клеточной массы становятся активными обе Х-хромосомы. Во всех клетках, образующихся из бластоцисты затем необратимо и независимо друг от друга инактивируется одна из Х-хромосом. Инактивированная на этой ранней стадии развития зародыша, Х-хромосома затем будет инактивирована во всех потомках этой клетки. Инактивация Х-хросомомы снимается в клетках зародышевого пути самки и поэтому все ооциты содержат обе активные Х-хромосомы.
Показано, что нормальным состоянием для Х-хромосомы в клетках млекопитающих, является инактивированное состояние, так как в организмах или клетках, содержащих более, чем две Х-хромосомы, активной является лишь одна, в то время как остальные Х-хромосомы неактивны. Показано наличие на Х-хромосомах участка центар инактивации Х-хромосомы — XIC (от англ. X inactivation center). Наличие центра инактивации необходимо и достаточно для инактивации Х-хромосомы. Транслокация участка хромосомы, содержащего XIC на аутосому, приводит к инактивации соответствующей аутосомы, в то время как Х-хромосомы, не имеющие XIC, остаются активными.
Участок XIC содержит два гена некодирующих РНК, которые в клетке не подвергаются трансляции -- Xist и Tsix, принимающие участие в инактивации Х-хромосомы. Также XIC содержит сайты связывания соответствующих регуляторных белков.
Xist представляет собой ген, кодирующий молекулу длинной некодирующей РНК, который опосредует специфическую инактивацию той Х-хромосомы, с которой он был транскрибирован.[8] Неактивная Х-хромосома покрыта РНК, транскрибированной с гена Xist,[9] неинактивированная Х-хромосома такой РНК не покрыта. Ген Xist экспрессируется только с неактивной Х-хромосомы, хромосомы, не содержащие ген Xist, не могут быть инактивированы.[10] Искусственное перемещение гена Xist на другие хромосомы и его экспрессия, приводит к инактивации других хромосом.[11][12]
До момента инактивации обе Х-хромосомы слабо экспрессируют РНКовый продукт гена Xist, в ходе процесса инактивации экспрессия Xist на неинактивированной хромосоме снижается, а на инактивированной—увеличивается. Продукт гена Xist постепенно покрывает инактивированную хромосому, начиная от участка XIC;[11] Сайленсинг генов инактивированной хромосомы начинается вскоре после того, как хромосома становится покрытой транскриптом гена Xist.
Tsix представляет собой длинную молекулу РНК, не кодирующую белок. Транскрипт Tsix является антисмысловым к транскрипту гена Xist, то есть транскрибируется с противоположной цепи ДНК того же гена.[13] Tsix является негативным регулятором Xist; X-хромосомы, не экспрессирующие Tsix и имеющие поэтому повышенный уровень экспрессии Xist, инактивированы намного чаще, чем обычные хромосомы.
Как и в случае с геном Xist, перед инактивацией обе Х-хромосомы слабо экспрессируют РНК гена Tsix с соответствующего гена. После начала инактивации Х-хромосомы будущая инактивированная хромосома прекращает экспрессировать РНК Tsix, в то время как активная хромосома продолжает экспрессировать Tsix еще несколько дней.
Тельцем Барра называют Х-хромосому, ДНК которой находится в состоянии гетерохроматина.[14] Тельце Барра содержит продукт гена Xist, обычно располагается на периферии ядра, ДНК тельца Барра поздно реплицируется.
| Это заготовка статьи по молекулярной биологии. Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив её. |
Неслучайная инактивация х-хромосомы и беременность, инактивация х-хромосомы в инвитро, инактивация х-хромосомы гемотест, инактивация х-хромосомы и ломкость х-хромосомы.
Фарадея закон (электромагнитной индукции), Участница:Tanzun, Американо-иракские отношения, Файл:National Defense Service Medal ribbon.svg.
