Back to chapter

12.16:

ДСактивация X-хромосомы

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

Π’ ΠΎΡ€Π³Π°Π½ΠΈΠ·ΠΌΠ°Ρ…, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ нСсколько ΠΊΠΎΠΏΠΈΠΉ ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΉ ΠΈ Ρ‚ΠΎΠΉ ΠΆΠ΅ хромосомы, ΠΊΠ°ΠΊ ΠΈ Ρƒ ΠΆΠ΅Π½Ρ‰ΠΈΠ½, Ρƒ ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ… Π΄Π²Π΅ хромосомы X, Π΄ΠΎΠ»ΠΆΠ΅Π½ ΠΏΡ€ΠΎΠΈΠ·ΠΎΠΉΡ‚ΠΈ процСсс гСнСтичСской компСнсации Π²ΠΎ врСмя Ρ€Π°Π½Π½Π΅Π³ΠΎ развития. Π˜Π½Π°ΠΊΡ‚ΠΈΠ²Π°Ρ†ΠΈΡ Π₯-хромосомы ΠΈΠ»ΠΈ XCI, это процСсс, Π² ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΌ ΠΎΠ΄Π½Π° ΠΈΠ· хромосом Π² ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΠ΅ случайным ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ ΠΎΡ‚ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π°Π΅Ρ‚ΡΡ, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ ΠΏΡ€Π΅Π΄ΠΎΡ‚Π²Ρ€Π°Ρ‚ΠΈΡ‚ΡŒ Ρ‡Ρ€Π΅Π·ΠΌΠ΅Ρ€Π½ΠΎΠ΅ Π²Ρ‹Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΎΠ΄Π½ΠΈΡ… ΠΈ Ρ‚Π΅Ρ… ΠΆΠ΅ Π³Π΅Π½ΠΎΠ². НСактивированная хромосома кондСнсируСтся Π² ΠΊΠΎΠΌΠΏΠ°ΠΊΡ‚Π½ΡƒΡŽ структуру, Ρ‚Π΅Π»ΠΎ Π‘Π°Ρ€Ρ€Π°, Π½Π΅Π΄ΠΎΡΡ‚ΡƒΠΏΠ½ΡƒΡŽ для транскрипции.Π’ΠΎΠ·Π»Π΅ сСрСдины ΠΊΠ°ΠΆΠ΄ΠΎΠΉ Π₯-хромосомы Π΅ΡΡ‚ΡŒ Ρ€Π΅Π³ΠΈΠΎΠ½, Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°Π΅ΠΌΡ‹ΠΉ Ρ†Π΅Π½Ρ‚Ρ€ ΠΈΠ½Π°ΠΊΡ‚ΠΈΠ²Π°Ρ†ΠΈΠΈ Π₯, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ΠΉ содСрТит Π΄Π²Π΅ Π²Π·Π°ΠΈΠΌΠΎΠ΄ΠΎΠΏΠΎΠ»Π½ΡΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ ΠΏΠΎΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΡΡ‚ΠΈ для Π½Π΅ΠΊΠΎΠ΄ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‰Π΅ΠΉ РНК, Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°Π΅ΠΌΠΎΠΉ XIST ΠΈ TSIX, наряду с Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΠΌΠΈ рСгуляторными ΠΏΠΎΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΡΡ‚ΡΠΌΠΈ. XCI инициируСтся Π°ΠΊΡ‚ΠΈΠ²Π°Ρ‚ΠΎΡ€Π°ΠΌΠΈ, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ ΠΏΡ€ΠΎΠ΄Π²ΠΈΠ³Π°ΡŽΡ‚ XIST Ρ‚Ρ€Π°Π½ΡΠΊΡ€ΠΈΠΏΡ†ΠΈΡŽ Π½Π° хромосомС, которая Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ Π΄Π΅Π°ΠΊΡ‚ΠΈΠ²ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½Π°. ΠŸΠΎΠ»ΡƒΡ‡Π΅Π½Π½Ρ‹Π΅ ΠΌΠΎΠ»Π΅ΠΊΡƒΠ»Ρ‹ РНК ΠΏΠΎΠΊΡ€Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ хромосому XIST, Ρ‚Ρƒ, ΠΈΠ· ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΉ ΠΎΠ½ΠΈ производятся.Π—Π° этим шагом слСдуСт слоТный Π½Π°Π±ΠΎΡ€ событий, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ΠΉ Π²ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π°Π΅Ρ‚ Π² сСбя Ρ€Π΅ΠΊΡ€ΡƒΡ‚ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠ΅ Π±Π΅Π»ΠΊΠΎΠ²Ρ‹Ρ… ΠΏΠ°Ρ€Ρ‚Π½Ρ‘Ρ€ΠΎΠ², ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡ‹ Π”ΠΠš, ΠΈ производство Ρ‚Π΅Π»Π° Π‘Π°Ρ€Ρ€Π°. TSIX Ρ€Π°ΡΡˆΠΈΡ„Ρ€ΠΎΠ²Π°Π½ Π² ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΈΠ²ΠΎΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠ½ΠΎΠΌ Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΊ XIST ΠΈΠ· Π°ΠΊΡ‚ΠΈΠ²Π½ΠΎΠΉ хромосомы, ΠΈ дСйствуСт для подавлСния активности XIST ΠΏΡƒΡ‚Ρ‘ΠΌ Π΄ΠΎΠΏΠΎΠ»Π½ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ привязки. Π˜Π½Π°ΠΊΡ‚ΠΈΠ²ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½Π½Π°Ρ хромосома Π² Π²ΠΈΠ΄Π΅ Ρ‚Π΅Π»Π° Π‘Π°Ρ€Ρ€Π° ΠΎΡ‡Π΅Π½ΡŒ ΡΡ‚Π°Π±ΠΈΠ»ΡŒΠ½Π° Π² Ρ‚Π΅Ρ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΆΠΈΠ·Π½ΠΈ ΠΎΡ€Π³Π°Π½ΠΈΠ·ΠΌΠ°, ΠΈ пСрСдаётся Π²ΠΎ врСмя ΠΊΠ°ΠΆΠ΄ΠΎΠ³ΠΎ дСлСния митотичСской ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΠΈ.НапримСр, самки кошки Калико ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡Π°ΡŽΡ‚ ΠΈΡ… Ρ‡Π΅Ρ€Π΅ΠΏΠ°Ρ…ΠΎΠ²Ρ‹ΠΉ окрас ΠΈ ΠΏΠ°Ρ‚Ρ‚Π΅Ρ€Π½ ΠΈΠ·-Π·Π° Ρ‚ΠΎΠ³ΠΎ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΎΠ΄ΠΈΠ½ ΠΈΠ· ΠΈΡ… Π³Π΅Π½ΠΎΠ², ΠΊΠΎΠ΄ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠΉ Ρ†Π²Π΅Ρ‚ ΠΌΠ΅Ρ…Π°, ΠΈΠΌΠ΅Π΅Ρ‚ X-связь ΠΈ случайным ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ Π·Π²ΡƒΠΊ ΠΎΡ‚ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Ρ‘Π½ Π² ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΠ°Ρ… Ρ€Π°Π·Π»ΠΈΡ‡Π½Ρ‹Ρ… областСй ΠΈΡ… Ρ‚Π΅Π»Π°.

12.16:

ДСактивация X-хромосомы

Π₯-хромосома Ρ‡Π΅Π»ΠΎΠ²Π΅ΠΊΠ° содСрТит Π² Π΄Π΅ΡΡΡ‚ΡŒ Ρ€Π°Π· большС Π³Π΅Π½ΠΎΠ², Ρ‡Π΅ΠΌ Y-хромосома. ΠŸΠΎΡΠΊΠΎΠ»ΡŒΠΊΡƒ Ρƒ ΠΌΡƒΠΆΡ‡ΠΈΠ½ Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ ΠΎΠ΄Π½Π° Π₯-хромосома, Π° Ρƒ ΠΆΠ΅Π½Ρ‰ΠΈΠ½ Π΄Π²Π΅, ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΠΎΠΆΠΈΠ΄Π°Ρ‚ΡŒ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΆΠ΅Π½Ρ‰ΠΈΠ½Ρ‹ Π±ΡƒΠ΄ΡƒΡ‚ ΠΏΡ€ΠΎΠΈΠ·Π²ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ΡŒ Π² Π΄Π²Π° Ρ€Π°Π·Π° большС Π±Π΅Π»ΠΊΠΎΠ², Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΏΡ€ΠΈΠ²Π΅Π΄Π΅Ρ‚ ΠΊ Π½Π΅ΠΆΠ΅Π»Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌ Ρ€Π΅Π·ΡƒΠ»ΡŒΡ‚Π°Ρ‚Π°ΠΌ.

ВмСсто этого, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ ΠΈΠ·Π±Π΅ΠΆΠ°Ρ‚ΡŒ этой ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ ΠΏΡ€ΠΎΠ±Π»Π΅ΠΌΡ‹, ТСнскиС ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΠΈ ΠΌΠ»Π΅ΠΊΠΎΠΏΠΈΡ‚Π°ΡŽΡ‰ΠΈΡ… Π΄Π΅Π°ΠΊΡ‚ΠΈΠ²ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‚ ΠΏΠΎΡ‡Ρ‚ΠΈ всС Π³Π΅Π½Ρ‹ Π² ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΉ ΠΈΠ· своих Π₯-хромосом Π½Π° Ρ€Π°Π½Π½Π΅ΠΌ этапС ΡΠΌΠ±Ρ€ΠΈΠΎΠ½Π°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ³ΠΎ развития. Π’ ядСрной ΠΎΠ±ΠΎΠ»ΠΎΡ‡ΠΊΠ΅, ΠΎΠΊΡ€ΡƒΠΆΠ°ΡŽΡ‰Π΅ΠΉ ядро ​​клСтки, дСактивированная Π₯-хромосома кондСнсируСтся Π² нСбольшой ΠΏΠ»ΠΎΡ‚Π½Ρ‹ΠΉ ΡˆΠ°Ρ€, Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°Π΅ΠΌΡ‹ΠΉ Ρ‚Π΅Π»ΡŒΡ†ΠΎΠΌ Π‘Π°Ρ€Ρ€Π°. Π’ этом состоянии Π±ΠΎΠ»ΡŒΡˆΠΈΠ½ΡΡ‚Π²ΠΎ Π³Π΅Π½, сцСплСнных с Π₯, нСдоступны для транскрипции.

Π£ ΠΏΠ»Π°Ρ†Π΅Π½Ρ‚Π°Ρ€Π½Ρ‹Ρ… ΠΌΠ»Π΅ΠΊΠΎΠΏΠΈΡ‚Π°ΡŽΡ‰ΠΈΡ… дСактивированная Π₯-хромосома – матСринская ΠΈΠ»ΠΈ отцовская – опрСдСляСтся случайным ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ (ΠΎΠ΄Π½Π°ΠΊΠΎ сумчатыС ΠΆΠΈΠ²ΠΎΡ‚Π½Ρ‹Π΅ ΠΏΡ€Π΅Π΄ΠΏΠΎΡ‡Ρ‚ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ Π΄Π΅Π°ΠΊΡ‚ΠΈΠ²ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‚ ΠΎΡ‚Ρ†ΠΎΠ²ΡΠΊΡƒΡŽ Π₯-хромосому). ДСактивация X Π² ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΉ ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΠ΅ Ρ‚Π°ΠΊΠΆΠ΅ Π½Π΅ зависит ΠΎΡ‚ ΠΈΠ½Π°ΠΊΡ‚ΠΈΠ²Π°Ρ†ΠΈΠΈ X Π² Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΡ… ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΠ°Ρ…. Π’Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, ΠΎΠΊΠΎΠ»ΠΎ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠ²ΠΈΠ½Ρ‹ ΡΠΌΠ±Ρ€ΠΈΠΎΠ½Π°Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΎΠΊ Π΄Π΅Π°ΠΊΡ‚ΠΈΠ²ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‚ ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ½ΡΠΊΡƒΡŽ X-копию; ΠΎΡΡ‚Π°Π²ΡˆΠ°ΡΡΡ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠ²ΠΈΠ½Π° ΠΈΠ½Π°ΠΊΡ‚ΠΈΠ²ΠΈΡ€ΡƒΠ΅Ρ‚ ΠΎΡ‚Ρ†ΠΎΠ²ΡΠΊΡƒΡŽ копию, создавая ΠΌΠΎΠ·Π°ΠΈΠΊΡƒ. Когда эти ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΠΈ Ρ€Π΅ΠΏΠ»ΠΈΡ†ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‚ΡΡ, ΠΎΠ½ΠΈ производят ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΠΈ с Ρ‚ΠΎΠΉ ΠΆΠ΅ Π΄Π΅Π°ΠΊΡ‚ΠΈΠ²ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½Π½ΠΎΠΉ Π₯-хромосомой. ΠŸΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ‡Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Ρ‚Π΅Π»ΡŒΡ†Π° Π‘Π°Ρ€Ρ€Π° Ρ€Π΅Π°ΠΊΡ‚ΠΈΠ²ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‚ΡΡ Π² ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΠ°Ρ… яичников, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ становятся яйцами.

Дактивация X являСтся ΠΏΡ€ΠΈΡ‡ΠΈΠ½ΠΎΠΉ появлСния Ρ‡Π΅Ρ€Π΅ΠΏΠ°Ρ…ΠΎΠ²Ρ‹Ρ… ΠΈ ситцСвых кошСк. Π­Ρ‚ΠΈ кошки Π³Π΅Ρ‚Π΅Ρ€ΠΎΠ·ΠΈΠ³ΠΎΡ‚Π½Ρ‹ ΠΏΠΎ Π³Π΅Π½Ρƒ с аллСлями Ρ‡Π΅Ρ€Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΈ ΠΎΡ€Π°Π½ΠΆΠ΅Π²ΠΎΠ³ΠΎ ΠΌΠ΅Ρ…Π°, располоТСнным Π½Π° Π₯-хромосомС. Π˜Ρ… пятнистая ΡˆΠ΅Ρ€ΡΡ‚ΡŒ являСтся Ρ€Π΅Π·ΡƒΠ»ΡŒΡ‚Π°Ρ‚ΠΎΠΌ случайной Π΄Π΅Π°ΠΊΡ‚ΠΈΠ²Π°Ρ†ΠΈΠΈ Π°Π»Π»Π΅Π»Π΅ΠΉ Ρ‡Π΅Ρ€Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΈ ΠΎΡ€Π°Π½ΠΆΠ΅Π²ΠΎΠ³ΠΎ ΠΌΠ΅Ρ…Π° Π² Π³Ρ€ΡƒΠΏΠΏΠ°Ρ… ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΎΠΊ (Ρƒ ситцСвых кошСк Ρ‚Π°ΠΊΠΆΠ΅ Π΅ΡΡ‚ΡŒ пятна Π±Π΅Π»ΠΎΠ³ΠΎ ΠΌΠ΅Ρ…Π°, Π²Ρ‹Π·Π²Π°Π½Π½Ρ‹Π΅ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΎΠΉ хромосомой). Π₯отя ΡΡƒΡ‰Π΅ΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‚ самцы Ρ‡Π΅Ρ€Π΅ΠΏΠ°Ρ…ΠΎΠ²Ρ‹Ρ… ΠΈ ситцСвых кошСк, Ρƒ Π½ΠΈΡ… Π΅ΡΡ‚ΡŒ Π΄ΠΎΠΏΠΎΠ»Π½ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Π°Ρ Π₯-хромосома, ΠΈ ΠΎΠ½ΠΈ, ΠΊΠ°ΠΊ ΠΏΡ€Π°Π²ΠΈΠ»ΠΎ, бСсплодны.

ДСактивация X сниТаСт Ρ‚ΡΠΆΠ΅ΡΡ‚ΡŒ состояний, Π²Ρ‹Π·Π²Π°Π½Π½Ρ‹Ρ… Π΄ΠΎΠΏΠΎΠ»Π½ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌΠΈ X-хромосомами. ΠœΡƒΠΆΡ‡ΠΈΠ½Ρ‹ с синдромом ΠšΠ»Π°ΠΉΠ½Ρ„Π΅Π»ΡŒΡ‚Π΅Ρ€Π° Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‚ Ρ‚Π΅Π»Π° Π‘Π°Ρ€Ρ€Π°, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ Π΄Π΅Π°ΠΊΡ‚ΠΈΠ²ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ свою Π΄ΠΎΠΏΠΎΠ»Π½ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΡƒΡŽ Π₯-хромосому. Π–Π΅Π½Ρ‰ΠΈΠ½Ρ‹ с синдромом Triple X ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΡƒΡŽΡ‚ Π΄ΠΎΠΏΠΎΠ»Π½ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ Ρ‚Π΅Π»Π° Π‘Π°Ρ€Ρ€Π° для своСй ΠΈΠ·Π±Ρ‹Ρ‚ΠΎΡ‡Π½ΠΎΠΉ X-хромосомы ΠΈΠ»ΠΈ хромосом.

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]