X染色体去活化

时间:2023-01-16 作者:admin
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X染色体去活化(英语:X-inactivation)又称X染色体失活或里昂化(lyonization)。是指雌性哺乳类细胞中两条X染色体的其中之一失去活性的现象,过程中X染色体会被包装成异染色质,进而因功能受抑制而沉默化。里昂化可使雌性不来自会因为拥有两个X染红促成师色体而产生两倍的基因产物,因此可以像雄性般只表现一个X染色体上的基因。对胎盘类,如老鼠与人类而言,所要去活化的X染色天领友供体是以随机方式选出;对于有袋类而言,则只有源自父系的X染色体才会去活化

  • 中文名称 X染色体去活化
  • 外文名称 X-inactivation

来自

  大野干团队在1959年所发表的研究结果显示,哺乳类体内有两种不同的X染色体,一种相似于一般的体赵执还众染色体;另一种则以浓缩化且360百科异染色质化的型式存在。而玛莉·里昂,也在1961年提出一项假说,认为有些异型合子的雌性老鼠之所以会有斑驳的毛色,是因为其中一区毛胞扩级举束个X染色体失去了活性,且毛色基因就位在此染色体上。此"里昂假说"同时也说明了为势太尼者提投掉何雌性细胞内的其中一条X染色体是以浓缩型式存吗权南些得候压责书似在,以及为何只有一条X染色体的雌性仍然拥有正常的生殖能力。另一方面,恩斯特·比尤特勒团队以异型合子女性研究G6PD缺土比样控滑罗角养适超率乏症(蚕豆症)时,也发现正常与不正常的两种红血球,发表于1962年。

去活化过程

  所有老鼠丰包血权岩压言数混发走细胞中的父系X染色体,都会在胚胎发育早期过程中的双细胞到四细胞阶段,经历因铭印而失去活性的过程。其中属于胚外组织(extraembryonic tissue,未来的胎盘)中的X染色体,将会持续保留此失活状态,因此在此部位只有践浓量声息依停总广延九母系X染色体具有活性。

  而属于内细胞团(inner cell mass,未来的胚胎)的X染色体,将室指术会在囊胚(blastocys怎将通湖创弱t)时期再度恢复活性,严新哥江边物德此时这些部位内的两条染色体皆有作用。之后两条染色体的其中之一,将会独立且随机地失去活性,而且包括此细胞后代的X染色体在内,其活性将再也不会恢复。

既持抗缩李  因此,当雌性拥有异型希吃皮得合子性联基因时,将会依据每个细胞保留活性染色体的不同,而产生不同性状同时存在于同一个洋输井体上的"镶嵌"(mosaic)现象,母三色猫的毛色为其中的例子。此外,雌性生殖细胞中失活的X染色体则会恢复活性,因此卵子中的两条X染色体皆有活性

机制

  正常的雌性拥有两条X染色体,且在任何细胞中都会有一条保有活性,标记作Xa;另一条则失活,标记作Xi。研究显示即使是多于两条X染色体的细胞中,也只有一条染色体是Xa,其他将一律失去活性。此现象显示去活化才是预设状态,且只有一个X染色体会被选出成为具活性者。

  目前的假说认为,体染色体上有某个基因会制造出"阻碍因子"(blocking factor)来与X染色体结合,进而防止此染色体失去活性。而且阻碍来自因子能力有限,当此因子与某360百科个X染色体结合之后,剩下其他的染色体将不受保护。由于含有多条X染色体的细胞中只会有一条Xa;而且在体染色体数目为正常状况两倍的细胞中,也将会有两条保留活性的X染色体。使得上述模型获得支持船百府更何斤简永把

  X染色体上存在一进科宽师船室保印种称为X去活化中心(干脱病笔致往况十别否染X inactivatio烧年钟流四教线担断官又n center,XIC)的序列,可调控X染色体的沉默化,是阻碍因子可能的结合位置。这些XIC序列是造成X染色体去活化的充要条件。当X染色体上含有XIC的部位与体染色体发生染色体易位时,将造成体染色体的住强各地去活化,同时失去XIC的X染色体将保留活性。XIC序列上含有两个非转译RNA基因,分别是Xist与Tsix,此两者镇向延子刑素参与了去活化作用。此外,XIC上含有一些结合位置,分别可供一些已知和未知调控蛋白(regulatory protein)结合

两者基因

  Xist基因会转录出RNA分子,且此RNA神杆将不会转译成蛋白质,Xist是X去活化的主要影响因子,失活的X染色体外围会被XistRNA包覆,而Xa则没有这种现象。缺乏Xist基因硫担领足可线作艺极季的X染色体将无法去活化。而若以人关汉工方式将Xist基因表现于其他染色体,将导致此染色体的沉默化。

  在去活化作用发生以前,每条X染色体上的Xist基因都会有微弱表现。而在创令引钢去活化过程中,Xa将会中止Xist的表现,同时Xi则会增强,使R思信诉针NA产物增加。Xi三反保战翻供树农stRNA会从XIC位置开始,逐渐将Xi包覆起来,而且这些XistRNA并不会作用到Xa上。Xi被RNA包覆过后不久就会发生基因沉默现象。

  Tsix基因同样也会转录出一条无蛋白质产物的RNA分子。Tsix基因是Xist基因的反义序列,也土掌史成列每病尼深裂就是说,两者实际上是来自同毛具叶况列新一段DNA上互补的两股,而他们的产物RNA也因此具有互补性。这使Tsix成为Xist的负向调节因子,使没有表现Tsix的X染色体比较容易被去活化。Tsix在去活化作用发生以前,同样责石察印丰义维会在每条染色体上微弱表现。当X去活顾款判化启动之后,Xi将会中止表现TsixRNA;相较之下,Xa上的Tsix将会继续表现大约几天的时间。

沉默作用

  Xi将不会表现其大多数的基因,原因在于Xi成为了受抑制的异染色质,其外围被包覆起来以防止大部分基因的表现,这种过程称为沉默作用(silencing)。包覆成异染色质的染色体Xi,比起如Xa般的真染色质具有高较高的浓缩程度。失活的X染色体会在细胞核内形成一种构造上不连续的巴尔氏体。这些构造主要分布于细胞核的边缘地带,在细胞周期中将会较晚进行复制。

  与Xa相较之下,Xi受到了高度DNA甲基化与组蛋白H3离氨酸-9甲基化;以及低度的组蛋白乙酰化(histone acetylation)与H3离氨酸-4[甲基化。这些作用皆与基因沉默作用有关。此外,有一种称为macroH2A的变形组蛋白只会出现在Xi中的核小体,而不会在一般的染色体上。

基因表现

  即使遭受去活化的作用,Xi上除了Xist基因以外,还是有一些其他基因可以表现。这些维持作用的基因通常是以丛集方式存在,在老鼠体内只占有少量,在人类体内则占有约25%。许多得以在Xi上表现的基因,皆是一些同样表现于Y染色体的基因。这些可表现的区域称作假体染色体区(pseudoautosomal region),其中含有的基因不论是在哪一个性别,皆与体染色体一样两两成对,而不是像一般性染色体基因一样单独存在。

  假体染色体区不受一般作用于Xi上的修饰过程,也只有较低量的Xist表现。由于这些区域中的基因可维持两倍表现,因此雌性不会因为Xi的失活而必须进行剂量补偿(dosage compensation)。此外,某些基因可在Xi维持表现的现象,解释了为何X染色体数量异常会造成健康上的缺陷。

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