Молекулярные механизмы инактивации Х-хромосомы

Выявлено, что Х-хромосома инактивируется не полностью, и в ней сохраняются генетически активные локусы. К ним относятся гены из псевдоаутосомальной области, например:

- ген STS, кодирующий стероид-сульфатазу;

- ген MIC-2, расположенный вблизи псевдоаутосомальной облачи,

Молекулярно-биологические исследования позволили выявить в хромосоме X участок - (ql3), который вовлечен в процесс инактивации и, поэтому назван центром инактивации хромосомы.В этом участке расположен ген XIST, который был изучен и клонирован с использованием искусственной дрожжевой хромосомы YAC. Ген XIST определяет, какая именно хромосома Х останется активной. На 5´-конце гена расположен промотор с тремя областями:

- активирующей областью, длиной около 100pb;

- областью, состоящей из множества повторов одной и той же последовательности Ген XIST относится к нетипичным генам, т.к. он утратил способность экспрессироваться в виде белка.

Путем экспериментального трансгенеза было показано, что ген XIST, будучи встроенным в одну из аутосом, способен индуцировать процесс хромосомной инактивации с образованием гетерохроматина. Кроме того, было выявлено, что аутосома со встроенным генов XIST гипоацетилирована на уровне гистона Н4 и имеет новый тип гистона - макроН2А1. Регуляцию экспрессии гена XIST можно объяснить на основе явления геномного импринтинга. Геномный импринтинг - это подавление активности одного из двух аллелей гена в зависимости от родительского происхождения, которое происходит в гаметогенезе.

Вопрос 17. Половой хроматин Х. Анализ полового хроматина Х в клетках слизистой полости рта, в мазках периферической крови, тест Барра.

Хроматин X - это небольшое тельце, которое интенсивно окрашивается основными красителями и выявляется в интерфазньгх ядрах соматических клеток млекопитающих и человека - непосредственно под ядерной оболочкой.

Хроматин X впервые обнаружили в 1949 г. М. Барр и Ч. Бертрам, в ядрах нейронов кошки, причем, только в клетках самок. Хроматин X может быть определен в любых тканях, однако чаще всего используются эпителиальные клетки слизистой полости рта (тест Барра) и клетки периферической крови.

Анализ полового хроматина X в клетках слизистой полости рта

Тельце Барра представляет собой одну инактивированную хромосому X и выявляется в интерфазном ядре в виде конденсированного и интенсивно окрашенного тельца. Как правило, оно прилегает к внутренней стороне ядерной мембраны и имеет овальную или треугольную форму. Размер тельца Барра составляет в среднем около 1 микрона.

Тест Барра включает в себя следующие этапы:

- получение биологического материала: стерильным шпателем проводится соскоб с внутренней поверхности щеки (у детей - с поверхности нижней губы) и делается мазок на предметном стекле;

- фиксация: с использованием специального фиксатора, в котором препарат выдерживают от 30 минут до 12 часов;

- дегидратация: последовательный перенос из одного раствора в другой с выдержкой в каждом в течение 5 минут: в спирте 70°, в спирте 50°, в дистиллированной воде I, в дистиллированной воде II;

- гидролиз: в НСl (необязательно);

- окрашивание: (основной фуксин);

- анализ препарата под микроскопом с использованием иммерсионного объектива.

Интерпретация теста Барра

Число телец Барра = числу хромосом X -1

В норме тельце Барра представлено в одном экземпляре в клетках женщин и отсутствует у мужчин, так как мужчины имеют в кариотипе только одну хромосому X, которая является активной, в то время как в кариотипе женщин 2 хромосомы X, одна из которых инактивируется путем гетерохроматинизации, образуя тельце Барра.

Хотя теоретическая частота хроматина X в клетках слизистой полости рта составляет 100%, практически можно выявить тельце Барра только в 30-40% клеток. Это обусловлено следующими факторами:

- исключением из подсчета центрально расположенных хромоцентров;

- наложением некоторых клеток друг на друга, что затрудняет точный анализ;

- дефектами окрашивания;

- наличием Барр-отрицательных клеток, как следствие нарушений в конденсации хромосомы X;

- другими причинами: возрастом, овариальным циклом, болезнями, приемом некоторых лекарственных препаратов.

В патологических случаях, связанных с нарушением числа хромосом X (дисгенезия гонад), тельце Барра может: выявляться у мужчин (47ДХУ), отсутствовать у женщин (45,Х) или присутствовать в дополнительных экземплярах у обоих полов (полисомии X).

Величина тельца Барра зависит от размеров инактивированной хромосомы X;