تعطيل الكروموسوم X (اللايونية)
تعطيل الكروموسوم X، والذي غالبًا ما يُطلق عليه اللايونية نسبةً إلى مكتشفته ماري لايون، هو عملية نمائية يتم بموجبها إسكات أحد الكروموسومين X في كل خلية من خلايا الثدييات الأنثوية على مستوى النسخ. نظرًا لأن اختيار الكروموسوم X المراد تعطيله يكون عادةً عشوائيًا ثم يُورث بشكل استنساخي، تصبح الثدييات الأنثوية فسيفساء وظيفية من مجموعتين من الخلايا، ويتم موازنة جرعة الجينات المرتبطة بالكروموسوم X مقابل تلك الموجودة لدى الذكور XY.
Definition
تعطيل الكروموسوم X (اللايونية) هو العملية التي يتم بموجبها إسكات أحد الكروموسومات X بشكل مستقر في كل خلية جسدية لأنثى الثدييات في وقت مبكر من التطور، بحيث تعبر كل خلية عن الجينات المرتبطة بالكروموسوم X من كروموسوم X واحد ويتم تعويض الجرعة بالنسبة للذكور.
Scope
يغطي هذا الموضوع الأساس المنطقي لتعويض الجرعة لتعطيل الكروموسوم X، والاختيار العشوائي مقابل المطبوع للكروموسوم X غير النشط، والتوقيت النمائي للإسكات، والحفاظ الاستنساخي والفسيفساء الناتجة، ومفهوم الانحراف. يتم تناول الآلية التفصيلية لـ XIST والكروماتين في الموضوع المصاحب حول آليات إسكات الكروموسوم X؛ هنا ينصب التركيز على المبدأ وعواقبه.
Core questions
- لماذا تحتاج الثدييات الأنثوية إلى تعطيل أحد الكروموسومين X؟
- كيف يتم اختيار الكروموسوم X المراد إسكاته، ومتى؟
- كيف يتم الحفاظ على الحالة غير النشطة عبر الانقسامات الخلوية اللاحقة؟
- ما هو انحراف تعطيل الكروموسوم X ولماذا هو مهم؟
Key concepts
- تعويض الجرعة
- تعطيل الكروموسوم X العشوائي مقابل المطبوع
- العد والاختيار
- الحفاظ الاستنساخي للحالة غير النشطة
- الفسيفساء الوظيفية
- تعطيل الكروموسوم X المنحرف
- جسم بار (الكروموسوم X غير النشط المكثف)
Key theories
- فرضية لايون
- اقترحت لايون أنه في وقت مبكر من التطور الأنثوي، يتم تعطيل أحد الكروموسومات X بشكل عشوائي، وأن الاختيار ثابت ويتكاثر بشكل استنساخي، وبالتالي فإن الإناث عبارة عن فسيفساء تعبر فيها بعض الخلايا عن الكروموسوم X الأمومي والبعض الآخر عن الكروموسوم X الأبوي.
Mechanisms
في وقت مبكر من التخلق الجنيني للإناث، تحسب الخلايا كروموسوماتها X بالنسبة للكروموسومات الجسدية وتختار كروموسوم X واحدًا ليظل نشطًا والآخر ليتم إسكاته. في معظم الأنسجة الجسدية، يكون الاختيار عشوائيًا، مما يولد فسيفساء من الخلايا التي تعبر إما عن الكروموسوم X الأمومي أو الأبوي؛ في بعض الأنسجة، مثل السلالات خارج الجنينية لبعض الثدييات، يتم تعطيل الكروموسوم X الأبوي بشكل تفضيلي (تعطيل الكروموسوم X المطبوع). بمجرد اختياره، يتكثف الكروموسوم X غير النشط في جسم بار (Barr body) غير متجانس الكروماتين، ويتم نسخ الحالة الصامتة بأمانة إلى جميع الخلايا الناتجة. تنشأ الانحرافات عن نسبة 50:50، والتي تسمى الانحراف (skewing)، عن طريق الصدفة أو عن طريق اختيار الخلايا التي تعبر عن كروموسوم X معين ويمكن أن تؤثر على ظهور السمات المرتبطة بالكروموسوم X لدى الإناث.
Clinical relevance
نظرًا لأن تعطيل الكروموسوم X يجعل الإناث فسيفساء خلوية، فإن التعبير السريري للحالات المرتبطة بالكروموسوم X لدى الإناث يعتمد على نسبة الخلايا التي يظل فيها الكروموسوم X الطافر نشطًا؛ يمكن أن يؤدي التعطيل المنحرف بشكل ملحوظ إلى ظهور أعراض على الحاملة أو، على العكس من ذلك، حمايتها. يشرح هذا الموضوع سبب تأثير كل من الأصل الأبوي والصدفة على الأنماط الظاهرية للإناث؛ وهو وصفي وليس دليلاً للاختبار أو الرعاية الفردية.
Epidemiology
تعطيل الكروموسوم X هو سمة عالمية للخلايا الجسدية للثدييات الأنثوية وليس حالة مرضية. الانحراف في نسبة التعطيل شائع بدرجة خفيفة في عموم الإناث ويزداد تكراره مع التقدم في العمر ولدى حاملات بعض الطفرات المرتبطة بالكروموسوم X.
History
قدمت ماري لايون فرضية الكروموسوم X النشط الوحيد في عام 1961 للتوفيق بين الفسيفساء في لون الفراء لدى الفئران الإناث مع الملاحظة الخلوية لجسم بار ومع تعويض الجرعة. على مدى العقود التالية، تم تأكيد جوانب الاختيار العشوائي، والحفاظ الاستنساخي، والانحراف عبر الثدييات، ودمجت المراجعات في أواخر التسعينيات والعقد الأول من القرن الحادي والعشرين المبدأ مع الآلية الجزيئية الأساسية.
Key figures
- Mary F. Lyon
- Edith Heard
- Philip Avner
- Stanley Gartler
Related topics
Seminal works
- lyon-1961
- heard-1997
- galupa-heard-2018
Frequently asked questions
- هل يؤدي تعطيل الكروموسوم X إلى إسكات الكروموسوم X بأكمله؟
- يتم إسكات معظم الكروموسوم X غير النشط، ولكن مجموعة فرعية من الجينات تفلت من التعطيل وتستمر في التعبير من كلا الكروموسومين X، وهو جزء من سبب عدم كون اختلافات جرعة الكروموسوم X مطلقة.
- ما هو انحراف تعطيل الكروموسوم X؟
- الانحراف هو خروج عن المزيج المتوقع المتساوي تقريبًا من الخلايا التي تستخدم كل كروموسوم X. يمكن أن يحدث عن طريق الصدفة أو لأن الخلايا التي تعبر عن كروموسوم X واحد مفضلة، ويمكن أن يؤثر على ما إذا كانت الأنثى الحاملة لطفرة مرتبطة بالكروموسوم X تظهر سمات الحالة.