12.18: 投与量補償

多くの生物では、女性はX染色体の2つのコピーを持っていますが、男性は1つのX染色体と1つのY染色体または1つのX染色体を持っている場合があります。これは、X染色体遺伝子の投与量が性別によって異なることを意味します。

投与量補償と呼ばれるプロセスを通じて、生物は特定の遺伝子をアップレギュレーションまたはダウンレギュレーションして、同じ種の性別間の遺伝子発現を均等にします。これは、3つのメカニズムを介して行われます。

線量補償の最初のメカニズムは、ヒトに見られます。最初に、女性胚は2つの活性X染色体を持っています。不活性化プロセスは、胚盤胞の段階から始まります。

両方のX染色体には、X染色体不活性化センターまたはX-I-S-T遺伝子を持つX-I-Cがあります。

ブロッキング因子は、1つのX染色体のX-I-S-T遺伝子に結合し、その転写をブロックします。

他のX染色体のX-I-S-T遺伝子は、RNAであるX染色体特異的転写産物、またはX-I-S-Tを産生します。

このRNAは最初のX染色体を包み込みます。次に、X-I-S-T関連タンパク質と呼ばれる他のタンパク質がX-I-S-T RNAに結合して染色体を圧縮し始め、バー体が形成されます。

すべての女性の体細胞は1つのバー体を持っていますが、男性の体細胞はX染色体が1つしかないため、バー体を持っていません。

投与量補償の2番目のメカニズムは、ショウジョウバエに見られます。

オスのショウジョウバエは、1つのX染色体に対して2セットの常染色体の比率を持っています。女性では、2対2です。

その結果、発育中のオスでは、2つのデッドパンタンパク質が性致死遺伝子上の2つの姉妹なしタンパク質の結合をブロックします。

性致死遺伝子は機能しなくなり、その結果、男性特異的致死遺伝子またはM-S-L遺伝子の翻訳が起こります。

M-S-Lタンパク質は、男性のX染色体上のX連鎖遺伝子に結合し、その発現を2倍に増加させます。

C.エレガンスは3番目のメカニズムに従います。ここでは、2つのX染色体を持つ線虫は雌雄同体であり、1つのX染色体を持つ線虫はオスです。

雌雄同体線虫では、投薬補償複合体(D-C-C)が両方のX染色体に結合し、両方のX染色体上の遺伝子の発現をダウンレギュレートします。

このシステムでは、遺伝子の半分が一方のX染色体で活性を持ち、残りの遺伝子がもう一方のX染色体で活性を持っています。