12.18: Kompensacja dawki

W wielu organizmach samice mają dwie kopie chromosomu X, podczas gdy mężczyźni mogą mieć jeden chromosom X i jeden chromosom Y lub jeden chromosom X. Oznacza to, że obie płcie różnią się dawką genów chromosomu X.

W procesie zwanym kompensacją dawki organizm reguluje w górę lub w dół pewne geny, aby wyrównać ekspresję genów między płciami tego samego gatunku. Odbywa się to za pomocą trzech mechanizmów.

Pierwszy mechanizm kompensacji dawki można znaleźć u ludzi. Początkowo zarodek żeński ma dwa aktywne chromosomy X. Proces inaktywacji rozpoczyna się na etapie blastocysty.

Oba chromosomy X mają centrum inaktywacji chromosomu X lub X-I-C, które ma gen X-I-S-T.

Czynniki blokujące wiążą się z genem X-I-S-T jednego chromosomu X i blokują jego transkrypcję.

Gen X-I-S-T drugiego chromosomu X wytwarza transkrypt specyficzny dla chromosomu X, CZYLI X-I-S-T, który jest RNA.

Ten RNA owija się wokół pierwszego chromosomu X. Następnie inne białka, zwane białkami związanymi z X-I-S-T, wiążą się z RNA X-I-S-T i zaczynają zagęszczać chromosom, co prowadzi do powstania ciała Barra.

Wszystkie żeńskie komórki somatyczne mają jedno ciało Barra, podczas gdy męskie komórki somatyczne nie mają żadnych ciał Barra, ponieważ mają tylko jeden chromosom X.

Drugi mechanizm kompensacji dawki można znaleźć u Drosophila.

Samce Drosophila mają stosunek jednego chromosomu X do dwóch zestawów autosomów. U kobiet jest to dwa do dwóch.

W rezultacie, u rozwijających się samców, dwa martwe białka blokują wiązanie dwóch białek bezsiostrzanych z genem śmiertelnym płciowo.

Gen letalny płci staje się niefunkcjonalny, co powoduje translację genu letalnego specyficznego dla mężczyzn lub genu M-S-L.

Białka M-S-L wiążą się z genami sprzężonymi z chromosomem X na męskim chromosomie X i dwukrotnie zwiększają ich ekspresję.

C. elegans podąża za trzecim mechanizmem. Tutaj robak z dwoma chromosomami X jest hermafrodytą, podczas gdy robak z jednym chromosomem X jest samcem.

U robaków hermafrodytycznych kompleks kompensacji dawkowania lub D-C-C wiąże się z obydwoma chromosomami X i obniża ekspresję genów na obu chromosomach X.

W tym systemie połowa genów jest aktywna w jednym chromosomie X, a reszta genów jest aktywna w drugim chromosomie X.