Inaktivasi-X (Lyonisasi)

Inaktivasi-X, sering disebut Lyonisasi berdasarkan penemunya Mary Lyon, adalah proses perkembangan di mana salah satu dari dua kromosom X di setiap sel mamalia betina dibungkam secara transkripsi. Karena pilihan X mana yang akan diinaktivasi biasanya acak dan kemudian diwariskan secara klonal, mamalia betina menjadi mosaik fungsional dari dua populasi sel, dan dosis gen terkait-X diseimbangkan dengan dosis pada jantan XY.

Definition

Inaktivasi-X (Lyonisasi) adalah proses di mana satu kromosom X di setiap sel somatik mamalia betina dibungkam secara stabil pada awal perkembangan, sehingga setiap sel mengekspresikan gen terkait-X dari satu X dan dosisnya dikompensasi relatif terhadap jantan.

Scope

Topik ini mencakup dasar kompensasi dosis untuk inaktivasi-X, pilihan acak versus tercetak dari X yang tidak aktif, waktu perkembangan pembungkaman, pemeliharaan klonal dan mosaikisme yang dihasilkan, serta konsep kemiringan (skewing). Mekanisme XIST dan kromatin yang terperinci dibahas dalam topik pendamping tentang mekanisme pembungkaman-X; di sini fokusnya adalah prinsip dan konsekuensinya.

Core questions

• Mengapa mamalia betina perlu menginaktivasi satu kromosom X?
• Bagaimana pilihan X mana yang akan dibungkam dibuat, dan kapan?
• Bagaimana keadaan tidak aktif dipertahankan melalui pembelahan sel berikutnya?
• Apa itu kemiringan inaktivasi-X dan mengapa itu penting?

Key concepts

• Kompensasi dosis
• Inaktivasi-X acak vs tercetak
• Penghitungan dan pilihan
• Pemeliharaan klonal dari keadaan tidak aktif
• Mosaikisme fungsional
• Inaktivasi-X miring
• Badan Barr (X tidak aktif yang terkondensasi)

Key theories

Hipotesis Lyon

Lyon mengemukakan bahwa pada awal perkembangan betina, satu kromosom X diinaktivasi secara acak, bahwa pilihan tersebut ditetapkan dan diperbanyak secara klonal, dan bahwa betina karenanya adalah mosaik di mana beberapa sel mengekspresikan X maternal dan yang lainnya X paternal.

Mechanisms

Pada awal embriogenesis betina, sel-sel menghitung kromosom X mereka relatif terhadap autosom dan memilih satu X untuk tetap aktif dan yang lainnya untuk dibungkam. Di sebagian besar jaringan somatik, pilihannya acak, menghasilkan mosaik sel yang mengekspresikan X maternal atau paternal; di beberapa jaringan, seperti garis keturunan ekstra-embrionik mamalia tertentu, X paternal secara preferensial diinaktivasi (inaktivasi-X tercetak). Setelah dipilih, X yang tidak aktif dikondensasi menjadi badan Barr heterokromatik dan keadaan yang dibungkam disalin dengan setia ke semua sel keturunan. Penyimpangan dari rasio 50:50, yang disebut kemiringan (skewing), muncul secara kebetulan atau melalui seleksi untuk sel yang mengekspresikan X tertentu dan dapat memengaruhi manifestasi sifat-sifat terkait-X pada betina.

Clinical relevance

Karena inaktivasi-X membuat betina menjadi mosaik seluler, ekspresi klinis kondisi terkait-X pada betina bergantung pada proporsi sel di mana X mutan tetap aktif; inaktivasi yang sangat miring dapat membuat pembawa menjadi simtomatik atau, sebaliknya, melindunginya. Topik ini menjelaskan mengapa asal-usul orang tua dan kebetulan membentuk fenotipe betina; ini bersifat deskriptif dan bukan panduan untuk pengujian atau perawatan individu.

Epidemiology

Inaktivasi-X adalah fitur universal sel somatik mamalia betina daripada keadaan penyakit. Kemiringan rasio inaktivasi umum terjadi pada tingkat ringan pada populasi wanita umum dan meningkat frekuensinya seiring bertambahnya usia dan pada pembawa mutasi terkait-X tertentu.

History

Mary Lyon mengajukan hipotesis X-aktif tunggal pada tahun 1961 untuk merekonsiliasi mosaikisme warna bulu pada tikus betina dengan pengamatan sitologis badan Barr dan dengan kompensasi dosis. Selama dekade-dekade berikutnya, aspek pilihan acak, pemeliharaan klonal, dan kemiringan dikonfirmasi di seluruh mamalia, dan tinjauan pada akhir 1990-an dan 2010-an mengintegrasikan prinsip tersebut dengan mekanisme molekuler yang mendasarinya.

Key figures

• Mary F. Lyon
• Edith Heard
• Philip Avner
• Stanley Gartler

Seminal works

• lyon-1961
• heard-1997
• galupa-heard-2018

Frequently asked questions

Apakah inaktivasi-X membungkam seluruh kromosom X?

Sebagian besar X yang tidak aktif dibungkam, tetapi sebagian gen lolos dari inaktivasi dan terus diekspresikan dari kedua kromosom X, yang merupakan bagian dari mengapa perbedaan dosis terkait-X tidak mutlak.

Apa itu inaktivasi-X miring?

Kemiringan adalah penyimpangan dari campuran sel yang diharapkan kira-kira sama yang menggunakan setiap X. Ini dapat terjadi secara kebetulan atau karena sel yang mengekspresikan satu X lebih disukai, dan ini dapat memengaruhi apakah pembawa betina dari mutasi terkait-X menunjukkan fitur-fitur kondisi tersebut.