12.16: X-Inactivación

El cromosoma X humano contiene más de diez veces más genes que el cromosoma Y. Dado que los machos tienen sólo un cromosoma X y las hembras dos, se podría esperar que las hembras produjeran el doble de proteínas, con resultados indeseables.

En cambio, para evitar este posible problema, las células femeninas de los mamíferos inactivan casi todos los genes en uno de sus cromosomas X durante el desarrollo embrionario temprano. En la envoltura nuclear que rodea el núcleo celular, el cromosoma X inactivado se condensa en una bola pequeña y densa llamada cuerpo de Barr. En este estado, la mayoría de los genes ligados al cromosoma X no son accesibles a la transcripción.

En los mamíferos placentarios, el cromosoma X inactivado (¿materno o paterno?) se determina al azar (los marsupiales, sin embargo, inactivan preferentemente el cromosoma X paterno). La inactivación de X en una célula también es independiente de la inactivación de X en otras células. Así, aproximadamente la mitad de las células embrionarias inactivan la copia X materna; la mitad restante inactiva la copia paterna, produciendo un mosaico. Cuando estas células se replican, producen células con el mismo cromosoma X inactivado. En particular, los cuerpos de Barr se reactivan en las células dentro de los ovarios que se convierten en óvulos.

La inactivación de X explica la aparición de hembras de gato carey y calicó. Estos gatos son heterocigotos para un gen con alelos de pelaje negro y pelaje naranja ubicado en el cromosoma X. Sus pelajes moteados son el resultado de la inactivación aleatoria de los alelos del pelaje negro y naranja en grupos de células (los gatos calicó también tienen manchas de pelaje blanco causadas por un cromosoma diferente). Si bien existen gatos machos de carey y calicó, tienen un cromosoma X adicional y generalmente son infértiles.

La inactivación de X reduce la gravedad de las afecciones causadas por cromosomas X adicionales. Los hombres con síndrome de Klinefelter forman cuerpos de Barr para inactivar su cromosoma X adicional. Las mujeres con síndrome Triple X forman cuerpos de Barr adicionales por su exceso de cromosoma o cromosomas X.

- [Instructor] En organismos que poseen múltiples copias

del mismo cromosoma,

como las mujeres que tienen dos cromosomas X,

debe producirse un proceso de compensación genética

durante el desarrollo temprano.

La inactivación del cromosoma X, o XCI,

es el proceso en el que uno de los cromosomas en una célula

es silenciado aleatoriamente para evitar la sobreexpresión

de los mismos genes.

El cromosoma inactivado se concentra

en una estructura compacta, el cuerpo Barr,

que es inaccesible para la transcripción.

Cerca del centro de cada cromosoma X

hay una región llamada Centro de Inactivación X,

que contiene dos secuencias complementarias

para el ARN no codificante, llamadas XIST y TSIX,

junto con otras secuencias reguladoras.

XCI es iniciado por activadores

que promueven la transcripción XIST en el cromosoma

que se desactivará.

Las moléculas de ARN resultantes recubren el cromosoma XIST,

a partir del cual se producen.

A este paso le sigue un conjunto de eventos complejos

que incluye el reclutamiento de copartícipes proteicos,

la reestructuración del ADN

y la producción del cuerpo de Barr.

TSIX se transcribe en una dirección antisentido a XIST

desde el cromosoma activo,

y actúa para reprimir la actividad XIST

mediante la unión complementaria.

El cromosoma inactivado en forma de cuerpo de Barr

es muy estable durante la vida del organismo

y se transmite durante cada división celular mitótica.

Por ejemplo, las gatas calicó

obtienen su patrón de múltiples colores en el pelaje

debido al hecho de que

uno de los genes que codifica el color del mismo

está ligado a X y silenciado aleatoriamente en las células

en diferentes regiones de su cuerpo.