Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

12.15: X-Inactivering
INHOUDSOPGAVE

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
X-Inactivation
 
TRANSCRIPT

12.15: X-Inactivation

12.15: X-Inactivering

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.

Het menselijke X-chromosoom bevat meer dan tien keer zoveel genen als op het Y-chromosoom. Omdat mannetjes maar één X-chromosoom hebben en vrouwtjes er twee, zou je kunnen verwachten dat vrouwtjes twee keer zoveel eiwitten produceren, met ongewenste resultaten.

In plaats daarvan, om dit potentiële probleem te vermijden, inactiveren vrouwelijke zoogdiercellen bijna alle genen in een van hun X-chromosomen tijdens de vroege embryonale ontwikkeling. In de nucleaire envelop die de celkern omringt, condenseert het geïnactiveerde X-chromosoom tot een kleine, dichte bal die een Barr-lichaam wordt genoemd. In deze toestand zijn de meeste X-gebonden genen niet toegankelijk voor transcriptie.

Bij zoogdieren van de placenta wordt het geïnactiveerde X-chromosoom - moederlijk of vaderlijkater - willekeurig bepaald (buideldieren deactiveren bij voorkeur het X-chromosoom van de vader). X-inactivering in één cel is ook onafhankelijk van X-inactivering in andere cellen. Zo inactiveert ongeveer de helft van de embryonale cellen de X-kopie van de moeder; de restg deactiveert de vaderlijke kopie voor de helft, waardoor een mozaïek ontstaat. Wanneer deze cellen repliceren, produceren ze cellen met hetzelfde X-chromosoom dat is geïnactiveerd. Met name worden Barr-lichamen gereactiveerd in cellen in de eierstokken die eieren worden.

X-inactivering verklaart het verschijnen van vrouwelijke schildpad- en lapjeskatten. Deze katten zijn heterozygoot voor een gen met allelen voor zwarte vacht en oranje vacht op het X-chromosoom. Hun gevlekte vacht is het resultaat van willekeurige inactivering van de zwarte en oranje pelsallelen in groepen cellen (lapjeskatten hebben ook witte vachtvlekken die worden veroorzaakt door een ander chromosoom). Hoewel er mannelijke schildpad- en lapjeskatten bestaan, hebben ze een extra X-chromosoom en zijn ze over het algemeen onvruchtbaar.

X-inactivering vermindert de ernst van aandoeningen veroorzaakt door extra X-chromosomen. Mannen met het Klinefelter-syndroom vormen Barr-lichaampjes om hun extra X-chromosoom te inactiveren. Vrouwtjes met het Triple X-syndroom vormen extra Barr-lichamen voor hun overtollige X-chromosoom ofchromosomen.


Aanbevolen Lectuur

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter