12.15: היחס בין כרומוזום X לאוטוזומים

אצל בני אדם, כרומוזומי X ו- Y ממלאים תפקיד חשוב בקביעת מין. לזכרים אנושיים יש כרומוזום X אחד וכרומוזום Y אחד, בעוד שלנקבות יש שני כרומוזומי X.

עם זאת, מערכת זו לקביעת מין אינה קיימת בכל בעלי החיים. לדוגמה, בחרקים כמו דרוזופילה, המין נקבע על ידי איזון הדטרמיננטים הנקביים על כרומוזומי X ודטרמיננטים זכריים על האוטוזומים.

כאן, הרגולטור הראשי לקביעת מין הוא גן מתג שנקרא מין-קטלני, שנמצא על כרומוזום X. אצל נקבות, הגן מופעל במהלך האמבריוגנזה המוקדמת, ואילו אצל זכרים, הגן נשאר לא פעיל לאורך השלבים העובריים המוקדמים.

ההבדל בפעילות של גנים קטלניים למין בזבובים זכרים ונקבות מוסבר על ידי ההבדל ביחס בין כרומוזומי X לאוטוזומים.

באופן כללי, לתאים דיפלואידים של דרוזופילה נקבית רגילה יש שני כרומוזומי X ושתי קבוצות של אוטוזומים, בעוד שלתאים דיפלואידים בדרוזופילה זכרית רגילה יש כרומוזום X אחד ושני סטים של אוטוזומים.

כל אחד מכרומוזומי X האלה מסנתז שני סוגים של חלבונים, Sisterless-a ו-Sisterless-b, בעוד שכל קבוצה של אוטוזומים מסנתזת חלבון שנקרא Deadpan.

כל חלבון Deadpan נקשר לחלבון Sisterless אחד ומעכב את פעילותו. מכיוון שלנקבות יש שני כרומוזומי X ושני סטים של אוטוזומים, כמות החלבונים חסרי האחיות כפולה מחלבוני דדפן.

שניים מהחלבונים חסרי האחות מנוטרלים על ידי חלבוני דדפן, בעוד חלבוני הסיסטרלס החופשיים פועלים כגורמי שעתוק ומפעילים את הגן הקטלני למין. החלבונים הקטלניים מפעילים את הסינתזה של חלבון הטרנספורמר, שבתורו מפעיל את הגן הדו-מיני. בתנאים אלה, הגן הדו-מיני מייצר חלבון דאבלסקס ספציפי לנקבה, והעובר מתפתח לצאצא נקבה.

אצל דרוזופילה זכרית, מכיוון שהיחס בין כרומוזום X לקבוצות אוטוזומים הוא אחד לשניים, הן חלבוני סיסטרלס והן חלבוני דדפאן נוצרים בכמויות שוות. לפיכך, כל החלבונים חסרי האחיות מנוטרלים על ידי חלבוני דדפן.

בהיעדר חלבונים חופשיים, הן הגנים הקטלניים והן הגנים הטרנספורמטיביים אינם מופעלים.

התוצאה היא ייצור חלבון דאבלסקס ספציפי לזכר והתפתחות העובר לצאצא זכר.