ADN uman este ambalat în 23 perechi de cromozomi de diferite mărimi. Un cromozom din fiecare pereche este moștenit de la părinții noștri (patern omoloagă), iar celălalt - de la mamele noastre (omoloagă materne). Douăzeci și două perechi, numite colectiv autozomi și sunt numerotate 1-22, în ordinea descrescătoare a magnitudine, la fel la bărbați și femei, în timp ce o pereche de cromozomi sexuali, difera intre sexe. Femelele au doua copii ale dimensiunii medii a cromozomului, denumit cromozomul X, in timp ce barbatii au un X-cromozom, și o singură copie a unei gene de mică adâncime, cromozomi saraci, notat Y. La masculi cromozom X întotdeauna moștenit de la mama, o Y- cromozom - de la tatăl său, în timp ce femelele un cromozom X - părintele (părinții Xm), și altul - un tată (Jr). Această diferență cromozomială între sexe este obișnuită la mamifere și multe alte organisme și face parte din mecanismul biologic prin care sexul este determinat. Cu toate acestea, pentru organism, acest lucru se datorează unui număr de probleme evolutive în sensul că cele două sexe diferă în ceea ce privește numărul de gene legate de X pe care le au; femelele au de două ori mai mulți decât bărbații. Acest lucru poate duce la un dezechilibru în numărul de produse de gene (ARN și proteine) care, la rândul lor, ar necesita diferențe în controlul metabolismului și alte procese celulare. Pentru a evita acest lucru, există mecanisme de compensare a dozei de gene. nivelurile de echilibrare a produselor cuplate cu genele X la ambele sexe.
La mamifere, mecanismul de compensare dozare este asociată cu închiderea (saylensirovaniem) cele mai multe gene de pe doar unul dintre cei doi cromozomi X, astfel încât femeile, la fel ca barbatii, au doar un cromozom este activ. Este o soluție radicală, denumit în mod obișnuit ca inactivarea cromozomului X, a fost propus pentru prima dată în 1961 de către Mary Lyon pentru a explica modele de exprimare legate de gena X culoarea robei la șoareci, similar cu modelul de culoare blana unei pisici „stambă“, prezentate în figură, la începutul Capitolul 17. De atunci, mai mult de 40 de ani de cercetare intensivă a fost dedicată încercării de a înțelege aceste mecanisme intrigante și complexe care realizează acest proces. Știm că inactivarea lui X are loc în stadiile incipiente de dezvoltare, dar într-un mod complicat. Foarte devreme, când embrionul constă doar din câteva celule, cromozomul paternal X este inactivat selectiv în toate celulele. Xp ar trebui să fie etichetat într-un fel, "imprimat" pentru inactivare. Mai târziu, în stadiul de blastocist (chiar înainte de implantare), atunci când embrionul este compus din 50-100 celule, acele celule care formeaza ulterior embrionul in sine (localizat în masa de celule interioare [ICM]), Xp activat din nou, astfel încât, în scurt , femelele au doi cromozomi X activi. Apoi, fie Xp, fie Xm este selectat aleator pentru inactivare, iar genele de pe acesta sunt silențiate. Interesant, în celulele blastocistului care formeaza ulterior in tesutul extraembryonic (placenta si sacul vitelin), Xp este „tăcut“. Întrebarea cu privire la modul în care una dintre cele X din ICM este "selectată" pentru inactivare rămâne fără răspuns.
Cromozomul X ales pentru inactivare rămâne "silențios" în timpul tuturor generațiilor celulare ulterioare. Aceasta este una dintre cele mai stabile forme de tăcere a genei, pe care le cunoaștem, și încercările de a realiza experimental reversiunea sa dovedit invariabil nereușită. Cu toate acestea, ovocitele (celulele germinative feminine) sunt capabile să revină acestui proces de inactivare, astfel încât acestea să aibă două X activ în meioză, iar un singur cromozom X într-un ovul matur, haploidă este de asemenea activă.
Studiile privind procesul de inactivare X au evidențiat noi mecanisme moleculare ale tăcerii genelor. Inițiere Cauzele silențierii expresia crescută a ARN non-codare transcris din gena denumită XIST, numai unul dintre cei doi cromozomi X de sex feminin. Acest ARN acoperă cromozomul X care conține gena XIST. care se aprinde, care arată ca o zonă verde pe fotografia nucleului celulei (a se vedea figura de la începutul capitolului 17). Aceasta inițiază în continuare tăcerea genelor pe întregul cromozom. XIST în sine rămâne în continuare. După ce acoperirea XIST este inactivă, X-ul "silențios" suferă o serie de modificări. Principalele proteine care împachetează ADN-ul, histonele, suferă modificări chimice în locurile importante din punct de vedere funcțional. De exemplu, nivelurile de acetilare a reziduurilor de lizină selectate scad catastrofic, în timp ce metilarea altor lizine crește. După aceste modificări, se produce metilarea locurilor selectate pe un cromozom X inactiv, Xi, un proces asociat adesea cu tăcerea genetică pe termen lung. Toate acestea și alte modificări da inactiv cromozomul X al unei structuri foarte caracteristic, care este adesea descrisă ca fiind topită și care este vizibil în nucleul celulei ca o smocuri dense distincte ale ADN-ului, cunoscut sub numele de corp Bara.
În ultimii ani, studiile de inactivare în cromozomul X au pătruns în mecanismele epigenetice fundamentale ale tăcării genelor și modul în care sunt reglementate modelele de expresie a genei în timpul dezvoltării. Se poate prezice cu încredere că acest lucru va continua.
Imagine aleatorie din Baza de cunoștințe:
Atenție vă rog! Informații de pe site
www.humbio.ru este destinat exclusiv educațional
și scopuri științifice
Trimiteți-le prietenilor: