Cromatina sexuală

În celulele somatice cu doi cromozomi X, unul este inactivat în mare parte la începutul dezvoltării embrionare. El se condensează și poate fi observat în nucleu ca corpuscul Barr, numit și cromatină sexuală. Inactivarea echilibrează activitatea multor gene de pe X între celulele cu XX și cele cu XY. Nu înseamnă că acel cromozom dispare sau că toate genele sale sunt oprite: unele gene scapă inactivării.

În modelul școlar, numărul corpusculilor Barr este cu unu mai mic decât numărul cromozomilor X. O celulă cu XX are un corpuscul Barr, iar o celulă cu XY nu are niciunul. Regula privește numărul de X, nu numărul total de cromozomi și nici simpla prezență a cromozomului Y. De aceea, o celulă cu XXY are un corpuscul Barr, iar una cu un singur X, precum 45,X0 (Turner), nu are niciunul. Cariotipul complet oferă însă mai multe informații decât acest singur semn nuclear.

În fiecare celulă, X-ul inactivat este ales la întâmplare: cel matern sau cel patern. Celulele fiice păstrează apoi această alegere, formând un mozaic de regiuni celulare. Lecția Determinarea cromozomială a sexului explică rolul combinațiilor XX și XY în dezvoltare.

Ipoteza Lyon explică egalizarea aproximativă a expresiei genelor de pe X prin inactivarea unui X în celulele cu mai mulți cromozomi X. La microscop, corpusculul Barr se vede ca o masă de cromatină condensată lângă membrana nucleară în celule dintr-un frotiu al mucoasei bucale. În neutrofile, cromatina sexuală poate apărea ca o anexă a nucleului în formă de „baghetă de tobă” (drumstick). Un preparat este numit cromatin-pozitiv când arată corpuscul Barr și cromatin-negativ când nu arată; observația se interpretează prin examinarea mai multor celule, apoi prin cariotipare.

Exemplu lucrat. Pentru cariotipurile $46,XX$, $46,XY$, $47,XXY$ și $47,XXX$, numărăm cromozomii X: doi, unul, doi și trei. Scădem unu din fiecare număr și obținem, în această ordine, 1, 0, 1 și 2 corpusculi Barr pe celulă. La $45,X0$ (Turner) rezultatul este 0; la $47,XXY$ (Klinefelter) este 1, iar la $47,XXX$ este 2. Aceste valori pot orienta depistarea anomaliilor cromozomilor sexuali și au fost folosite în testul citologic de sex, dar nu înlocuiesc cariotipul. Nu scădem unu din numărul total de 45, 46 sau 47 de cromozomi. În practică, observația microscopică se completează cu analiza cromozomială atunci când este necesară identificarea cariotipului.

Inactivarea a fost propusă de Mary Lyon în 1961. Ea începe în embrionul timpuriu, în stadiul de blastocist, când în fiecare celulă este aleasă la întâmplare unul dintre cei doi X. Procesul pornește de la gena XIST de pe X-ul care va fi inactivat: ea produce un ARN lung necodificator care acoperă cromozomul, iar apoi cromatina lui se condensează prin metilarea ADN-ului și modificarea histonelor. Starea este transmisă tuturor celulelor-fiice, deci organismul este un mozaic: în unele zone este activ X-ul matern, în altele cel patern. Doar o parte dintre genele de pe X scapă inactivării, între ele cele din regiunile pseudoautozomale, comune cu cromozomul Y.

Exemplu rezolvat 1: mozaicul la pisica „tricoloră”. Gena pentru culoarea blănii (portocaliu O sau negru o) se află pe X. O pisică $X^O{X}^o$ are două alele diferite.

1. În fiecare celulă a pielii unul dintre cei doi X este inactivat, la întâmplare, la începutul dezvoltării.
2. Celulele în care rămâne activ $X^O$ dau blană portocalie, iar cele în care rămâne activ $X^o$ dau blană neagră.
3. Rezultă pete portocalii și negre, aranjate neregulat. Animalele cu astfel de blană sunt aproape întotdeauna femele, deoarece masculul (XY) are un singur X și o singură alelă.

Exemplu rezolvat 2: purtătoarea de hemofilie. O femeie $X^H{X}^h$ are, în celulele ficatului, un X inactivat la întâmplare.

1. Dacă în majoritatea celulelor rămâne activ $X^H$, producția de factor VIII este aproape normală.
2. Dacă proporția celulelor cu $X^H$ activ este mică, factorul VIII scade, iar femeia poate avea sângerări ușoare.
3. De aceea nivelul factorului VIII la purtătoare este variabil, de regulă în jur de jumătate din normal, nu exact 50%.

La numărarea corpusculilor Barr se aplică regula X−1 și pentru cariotipuri rare: $48,XXXX$ are 3 corpusculi Barr, iar $47,XYY$ are 0, pentru că are un singur X.

Greșeli frecvente

• Greșit: Corpusculul Barr este un cromozom Y.
  Corect: Este un cromozom X inactivat și condensat.
• Greșit: $47,XXY$ are doi corpusculi Barr, fiindcă are doi cromozomi X.
  Corect: Are unul; numărul corpusculilor Barr este numărul X minus unu.
• Greșit: Inactivarea X oprește absolut toate genele de pe acel cromozom.
  Corect: Unele gene scapă inactivării.

Înainte și după