Back to chapter

12.16:

השתקת-X

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
X-Inactivation

Languages

Share

באורגניזמים המכילים עותקים מרובים של אותו הכרומוזום, כמו נשים הנושאות X שני כרומוזומי, תהליך פיצוי גנטי חייב להתרחש בשלבי התפתחות מוקדמים. XCI או X השתקה של כרומוזום, היא התהליך שבו אחד הכרומוזומים בתא מושתק באופן אקראי למניעת ביטוי יתר של אותם הגנים. הכרומוזום המושתק נדחס למבנה קומפקטי, גופיף בָר, שאינו נגיש לשעתוק.X בסמוך לאמצע כל כרומוזום נמצא אזור שנקרא X מרכז ההשתקה של, המכיל שני רצפים משלימים לא-מקודד RNA-ל, TSIX-ו XIST המכונים, יחד עם רצפי בקרה אחרים. XCI המפעילים יוזמים את XIST על-ידי קידום שעתוק על הכרומוזום שיושתק. המתקבלות RNA מולקולות XIST-מכסות את כרומוזום ה, הכרומוזום שממנו הן נוצרו.השלב הזה מלווה בסדרת אירועים מורכבת הכוללת גיוס שותפי חלבונים, DNA-עיצוב מחדש של ה, ויצירת גופיף בר. משועתק TSIX XIST-בכיוון ההופכי ל מהכרומוזום הפעיל, XIST-ופועל לדיכוי פעילות ה על ידי קשירה משלימה. הכרומוזום המושתק בצורת גוף בר יציב מאוד במהלך חיי האורגניזם ומועבר הלאה בכל חלוקה מיטוטית של תא.לדוגמה, חתולות קליקו מקבלות את צבע הטורטישל של הפרווה שלהן עקב העובדה שאחד הגנים המקודדים לצבע הפרווה X-הוא בתאחיזה ל ומושתק אקראית בתאים באזורים שונים בגופן.

12.16:

השתקת-X

The human X chromosome contains over ten times the number of genes as in the Y chromosome. Since males have only one X chromosome, and females have two, one might expect females to produce twice as many of the proteins, with undesirable results.

Instead, in order to avoid this potential issue, female mammalian cells inactivate nearly all the genes in one of their X chromosomes during early embryonic development. In the nuclear envelope surrounding the cell nucleus, the inactivated X chromosome condenses into a small, dense ball called a Barr body. In this state, most of the X-linked genes are not accessible to transcription.

In placental mammals, the inactivated X chromosome—maternal or paternal⁠—is randomly determined (marsupials, however, preferentially inactivate the paternal X chromosome). X inactivation in one cell is also independent of X inactivation in other cells. Thus, about half the embryonic cells inactivate the maternal X copy; the remaining half inactivate the paternal copy, producing a mosaic. When these cells replicate, they produce cells with the same X chromosome inactivated. Notably, Barr bodies get reactivated in cells within the ovaries that become eggs.

X inactivation accounts for the appearance of female tortoiseshell and calico cats. These cats are heterozygous for a gene with alleles for black fur and orange fur located on the X chromosome. Their mottled coats result from random inactivation of the black and orange fur alleles in groups of cells (calico cats also have white fur patches that are caused by a different chromosome). While male tortoiseshell and calico cats exist, they have an extra X chromosome and are generally infertile.

X inactivation reduces the severity of conditions caused by extra X chromosomes. Males with Klinefelter syndrome form Barr bodies to inactivate their extra X chromosome. Females with Triple X syndrome form additional Barr bodies for their excess X chromosome or chromosomes.

Suggested Reading

Ahn, J., and J. X. Lee. "X chromosome: X inactivation." Nature Education 1, no. 1 (2008): 24. [Source]

Disteche, Christine M., and Joel B. Berletch. “X-Chromosome Inactivation and Escape.” Journal of Genetics 94, no. 4 (December 2015): 591–99. [Source]