השתקה של כרומוזום X

שיתוק כרומוזום המין X הינו מנגנון המתרחש בתא המכיל שני כרומוזומי X (לרב, בתאים נקביים נורמליים (XX), וכן במקרי מוטציות כרומוזומליות כגון תסמונת קלייפנטר (XXY) ותסמונת X משולש (XXX)).

בשלב עוברי של התפתחות הנקבה (ביונקים), כאשר כבר יש כמה מאות תאים בעובר, מתרחש תהליך מתילציה (נוספות קבוצות מתיל ל-DNA). התהליך הינו אקראי ובלתי הפיך, ובמהלכו הכרומוזום נדחס ומנוטרל. התהליך קורה בכל תא בנפרד, ולכן בכל תא ישותק X אחד בצורה אקראית. שני הכרומוזומים עוברים את תהליך השכפול, מתבצעת פתיחת הדחיסה, ולאחר המיטוזה, הכרומוזום המושתק נדחס שוב. כיוון שהתהליך אקראי לחלוטין, בחלק מן התאים כרומוזום המין שהועבר מהאב יתבטא (וכרומוזום ה- X שהועבר מהאם יושתק), ובחלק מן התאים הכרומוזום שהועבר מהאם יתבטא (וכרומוזום ה- X שהועבר מהאב יושתק).

חלק מהזרוע הקצרה של כרומוזום X אינו עובר השתקה וקרוי האזור הפסבדו-אוטוזומלי (PAR). זהו האזור הדומה במטענו הגנטי לאזור מקביל בזרוע הקצרה של כרומוזום Y של הזכר, והדמיון מאפשר את הצמדות כרומוזום ה-X לכרומוזום ה-Y בתהליך המיוזה.

בתאי גזע לא מתרחש תהליך ההשתקה, כיוון שמשם נוצרות בסופו של דבר הגמטות.

מנגנון

גן-RNA (גן המקודד ל-mRNA אך לא לחלבון) על כרומוזום X בשם X inactivation specific transcript) Xist) הינו גורם מרכזי בתהליך ההשתקה. Xist הינו גן גדול יחסית (17Kbp) המתבטא רק בכרומוזום ה-X המושתק. עותקי ה-mRNA של Xist מכסים את הכרומוזום ומובילים להשתקתו.

כרומוזום X שחסר את Xist לא יהיה מושתק ויווצר עודף בחומר הגנטי. לחלופין, כרומוזום אחר שיקבל את Xist בעקבות טרנסלוקציה עם כרומוזום X יהיה מושתק במקומו ועלול להיוצר חוסר בחומר הגנטי.

דוגמאות

• התבטאות צבע פרווה בחתולים: לחתול זכר (XY) יש רק כרומוזום X אחד, ולכן יהיה לו רק צבע אחד. לחתולה (XX) יש שני כרומוזומי X, במצב עוברי נקבע באקראי בכל תא איזה כרומוזום X מתבטא ואיזה מושתק ולכן בחלק מהתאים מתבטא צבע אחד, ובחלק מתבטא צבע אחר. במהלך ההתפתחות העוברית כל תא מכפיל את עצמו, ונוצרים צברים של תאים. כך נוצרות רקמות שלמות בצבע מסוים, ופרוות החתולה תיראה כבעלת טלאים.
• תסמונת שבה בלוטות הזיעה לא מתפקדות הינה תסמונת תורשתית, אך אצל האישה יתבטא רק בחלק מהאזורים בגוף. כיוון שזוהי התפתחות אקראית, האזורים בגוף בהם תתבטא התסמונת יהיו אקראיים אף הם.
• עוורון צבעים: מחלה רציסיבית המתבטאת על ידי גן הנמצא על כרומוזום X. אצל גבר המחלה תתבטא לחלוטין. אצל אישה, בחלק מתאי העין יושתק הכרומוזום הנושא את המחלה, ובחלק הכרומוזום הבריא. כיוון שרק חלק מהתאים יבטאו את הפנוטיפ של עוורון צבעים, אישה הנושאת את המחלה תוכל לראות צבעים (בין אם בצורה חלקית או מלאה).

ראו גם

• אינטרקציות בין גנים
• החתמה גנומית