X -kromosom - X chromosome

Menneskelig X -kromosom
Menneskelig X-kromosom (etter G-banding )
X -kromosom i menneskelig mannlig karyogram
Funksjoner
Lengde ( bp )	156 040 895 bp ( GRCh38 )
Antall gener	804 ( CCDS )
Type	Allosome
Sentromer posisjon	Submetacentric (61,0 Mbp)
Komplette genlister
CCDS	Genliste
HGNC	Genliste
UniProt	Genliste
NCBI	Genliste
Eksterne kartvisere
Ensembl	Kromosom X
Entrez	Kromosom X
NCBI	Kromosom X
UCSC	Kromosom X
Fullstendige DNA -sekvenser
RefSeq	NC_000023 ( FASTA )
GenBank	CM000685 ( FASTA )

Den X-kromosomet er en av de to kjønnsbestemmende kromosomer ( allosomes ) hos mange organismer, inkludert pattedyr (for det andre er den Y-kromosomet ), og er funnet i både menn og kvinner. Det er en del av den XY sex-bestemmelsessystem og X0 sex-bestemmelsessystem . X -kromosomet ble oppkalt etter sine unike egenskaper av tidlige forskere, noe som resulterte i navngivning av dets motstykke Y -kromosom, for den neste bokstaven i alfabetet, etter den påfølgende oppdagelsen.

Oppdagelse

Det ble først bemerket at X -kromosomet var spesielt i 1890 av Hermann Henking i Leipzig. Henking studerte testiklene til Pyrrhocoris og la merke til at ett kromosom ikke deltok i meiose . Kromosomer er så navngitt på grunn av deres evne til å ta opp flekker ( chroma på gresk betyr farge ). Selv om X -kromosomet kunne farges like godt som de andre, var Henking usikker på om det var en annen klasse av objekter og kalte det følgelig X -element , som senere ble X -kromosom etter at det ble fastslått at det virkelig var et kromosom.

Ideen om at X -kromosomet ble oppkalt etter sin likhet med bokstaven "X", tar feil. Alle kromosomer fremstår normalt som en amorf klatt under mikroskopet og får en veldefinert form bare under mitose. Denne formen er vagt X-formet for alle kromosomer. Det er helt tilfeldig at Y-kromosomet under mitose har to veldig korte grener som kan se sammenslåtte ut under mikroskopet og fremstå som nedstigningen av en Y-form.

Det ble først antydet at X -kromosomet var involvert i kjønnsbestemmelse av Clarence Erwin McClung i 1901. Etter å ha sammenlignet arbeidet med gresshopper med Henkings og andre, bemerket McClung at bare halvparten av sædcellene mottok et X -kromosom. Han kalte dette kromosomet for et ekstra kromosom , og insisterte (riktig) på at det var et riktig kromosom, og teoretiserte (feil) at det var det mannebestemmende kromosomet.

Arvsmønster

Antall mulige forfedre på X -kromosomarvslinjen ved en gitt forfedregenerasjon følger Fibonacci -sekvensen. (Etter Hutchison, L. "Growing the Family Tree: The Power of DNA in Reconstructing Family Relationships".)

Luke Hutchison la merke til at en rekke mulige forfedre på X -kromosomarvslinjen ved en gitt forfedregenerasjon følger Fibonacci -sekvensen . Et mannlig individ har et X -kromosom, som han mottok fra sin mor, og et Y -kromosom , som han mottok fra sin far. Hannen regner som "opprinnelsen" til sitt eget X -kromosom ( ), og på foreldrenes generasjon kom hans X -kromosom fra en enslig forelder ( ). Hannens mor mottok ett X -kromosom fra moren (sønnens mors bestemor), og ett fra faren (sønnens morfar), så to besteforeldre bidro til den mannlige etterkommerens X -kromosom ( ). Morsfar mottok sitt X-kromosom fra moren, og bestemoren til moren mottok X-kromosomer fra begge foreldrene, så tre oldeforeldre bidro til den mannlige etterkommerens X-kromosom ( ). Fem oldeforeldre bidro til den mannlige etterkommerens X-kromosom ( ) osv. (Vær oppmerksom på at dette forutsetter at alle forfedre til en gitt etterkommer er uavhengige, men hvis noen slektsforskning spores langt nok tilbake i tid, begynner forfedre å dukke opp på flere linjer i slektsforskningen, til slutt en befolkningsgründer dukker opp på alle slektslinjene.) ${\ displaystyle F_ {1} = 1}$${\ displaystyle F_ {2} = 1}$${\ displaystyle F_ {3} = 2}$${\ displaystyle F_ {4} = 3}$${\ displaystyle F_ {5} = 5}$

Mennesker

Funksjon

Kjernen i en kvinnelig fostervanncelle. Topp: Begge X-kromosomområder blir oppdaget av FISH . Vist er en enkelt optisk seksjon laget med et konfokalt mikroskop . Nederst: Samme kjerne farget med DAPI og tatt opp med et CCD -kamera . Barr -kroppen er indikert med pilen, den identifiserer den inaktive X (Xi).

X -kromosomet hos mennesker strekker seg over mer enn 153 millioner basepar (byggematerialet til DNA ). Den representerer omtrent 800 proteinkodende gener sammenlignet med Y-kromosomet som inneholder rundt 70 gener, av 20 000–25 000 totale gener i det menneskelige genomet. Hver person har vanligvis ett par kjønnskromosomer i hver celle. Hunnene har vanligvis to X -kromosomer, mens menn vanligvis har et X- og et Y -kromosom . Både menn og kvinner beholder et av morens X -kromosomer, og hunnene beholder sitt andre X -kromosom fra faren. Siden faren beholder sitt X -kromosom fra moren, har en menneskelig hunn en X -kromosom fra sin farmor (fars side), og ett X -kromosom fra moren. Dette arvemønsteret følger Fibonacci -tallene på en gitt forfederdybde.

Genetiske lidelser som skyldes mutasjoner i gener på X -kromosomet er beskrevet som X -knyttet . Hvis X -kromosom har et genetisk sykdomsgen, forårsaker det alltid sykdom hos mannlige pasienter, siden menn bare har ett X -kromosom og derfor bare en kopi av hvert gen. Hunnene kan i stedet forbli friske og bare være bærere av genetisk sykdom, siden de har et annet X -kromosom og mulighet til å ha en sunn genkopi. For eksempel kjører hemofili og rødgrønn fargeblindhet i familien på denne måten.

X -kromosomet bærer hundrevis av gener, men få, om noen, av disse har noe å gjøre direkte med kjønnsbestemmelse. Tidlig i embryonisk utvikling hos kvinner, blir et av de to X -kromosomene permanent inaktivert i nesten alle somatiske celler (andre celler enn egg- og sædceller ). Dette fenomenet kalles X-inaktivering eller lyonisering , og skaper en Barr-kropp . Hvis X-inaktivering i den somatiske cellen betydde en fullstendig de-funksjonalisering av et av X-kromosomene, ville det sikre at hunner, som menn, bare hadde en funksjonell kopi av X-kromosomet i hver somatiske celle. Dette ble tidligere antatt å være tilfelle. Nyere forskning tyder imidlertid på at Barr -kroppen kan være mer biologisk aktiv enn tidligere antatt.

Delvis inaktivering av X-kromosomet skyldes undertrykkende heterokromatin som komprimerer DNA og forhindrer uttrykk for de fleste gener. Heterochromatin -komprimering er regulert av Polycomb Repressive Complex 2 ( PRC2 ).

Gener

Antall gener

Følgende er noen av genantallestimatene for humant X -kromosom. Fordi forskere bruker forskjellige tilnærminger til genomkommentarer varierer deres spådommer om antall gener på hvert kromosom (for tekniske detaljer, se genforutsigelse ). Blant ulike prosjekter tar det samarbeidende konsensus -kodingssekvensprosjektet ( CCDS ) en ekstremt konservativ strategi. Så CCDSs gentallsprediksjon representerer en nedre grense for det totale antallet humane proteinkodende gener.

Genliste

Følgende er en delvis liste over gener på humant kromosom X. For fullstendig liste, se lenken i infoboksen til høyre.

Struktur

Det er teoretisert av Ross et al. 2005 og Ohno 1967 at X-kromosomet i det minste delvis er avledet fra det autosomale (ikke-kjønnsrelaterte) genomet til andre pattedyr, vist fra interspecies genomiske sekvensjusteringer.

X -kromosomet er spesielt større og har en mer aktiv eukromatinregion enn Y -kromosom -motstykket. Ytterligere sammenligning av X og Y avslører regioner innen homologi mellom de to. Imidlertid virker den tilsvarende regionen i Y langt kortere og mangler regioner som er bevart i X gjennom primatarter, noe som innebærer en genetisk degenerasjon for Y i den regionen. Fordi menn bare har ett X-kromosom, er det mer sannsynlig at de har en X-kromosomrelatert sykdom.

Det er anslått at omtrent 10% av genene som er kodet av X -kromosomet er knyttet til en familie av "CT" -gener, så navngitt fordi de koder for markører som finnes i både tumorceller (hos kreftpasienter) så vel som i humane testikler (hos friske pasienter).

Rolle i sykdom

Numeriske abnormiteter

Klinefelters syndrom :

• Klinefelters syndrom er forårsaket av tilstedeværelsen av en eller flere ekstra kopier av X -kromosomet i en manns celler. Ekstra genetisk materiale fra X -kromosomet forstyrrer mannlig seksuell utvikling, og forhindrer at testiklene fungerer normalt og reduserer testosteronnivået .
• Hanner med Klinefelter syndrom har vanligvis en ekstra kopi av X -kromosomet i hver celle, for totalt to X -kromosomer og ett Y -kromosom (47, XXY). Det er mindre vanlig at berørte menn har to eller tre ekstra X -kromosomer (48, XXXY eller 49, XXXXY) eller ekstra kopier av både X- og Y -kromosomene (48, XXYY) i hver celle. Det ekstra genetiske materialet kan føre til høy vekst, lære- og lesehemming og andre medisinske problemer. Hvert ekstra X -kromosom senker barnets IQ med omtrent 15 poeng, noe som betyr at gjennomsnittlig IQ ved Klinefelters syndrom generelt er i normalområdet, men under gjennomsnittet. Når ytterligere X- og/eller Y -kromosomer er tilstede i 48, XXXY, 48, XXYY eller 49, XXXXY, kan forsinkelser i utviklingen og kognitive vanskeligheter være mer alvorlige og mild intellektuell funksjonshemning kan være tilstede.
• Klinefelters syndrom kan også skyldes et ekstra X -kromosom i bare noen av kroppens celler. Disse sakene kalles mosaikk 46, XY/47, XXY.

Triple X syndrom (også kalt 47, XXX eller trisomi X):

• Dette syndromet skyldes en ekstra kopi av X -kromosomet i hver av kvinnens celler. Hunnene med trisomi X har tre X -kromosomer, totalt 47 kromosomer per celle. Gjennomsnittlig IQ for kvinner med dette syndromet er 90, mens gjennomsnittlig IQ for upåvirkede søsken er 100. Deres gjennomsnittlige vekst er høyere enn normale kvinner. De er fruktbare og barna deres arver ikke tilstanden.
• Kvinner med mer enn en ekstra kopi av X -kromosomet (48, XXXX syndrom eller 49, XXXXX syndrom ) er identifisert, men disse tilstandene er sjeldne.

Turners syndrom :

• Dette resulterer når hver av kvinnens celler har ett normalt X -kromosom og det andre kjønnskromosomet mangler eller endres. Det manglende genetiske materialet påvirker utviklingen og forårsaker funksjonene i tilstanden, inkludert kort vekst og infertilitet.
• Omtrent halvparten av individer med Turners syndrom har monosomi X (45, X), noe som betyr at hver celle i en kvinnes kropp bare har en kopi av X -kromosomet i stedet for de vanlige to kopiene. Turners syndrom kan også oppstå hvis et av kjønnskromosomene mangler eller omorganiseres i stedet for helt mangler. Noen kvinner med Turners syndrom har bare en kromosomendring i noen av cellene. Disse tilfellene kalles Turners syndrommosaikk (45, X/46, XX).

X-koblede recessive lidelser

Sexforbindelse ble først oppdaget hos insekter, f.eks. TH Morgans oppdagelse fra 1910 av arvemønsteret for de hvite øyemutasjonene i Drosophila melanogaster . Slike funn bidro til å forklare x-koblede lidelser hos mennesker, f.eks. Hemofili A og B, adrenoleukodystrofi og rødgrønn fargeblindhet .

Andre lidelser

XX mannlig syndrom er en sjelden lidelse, der SRY -regionen i Y -kromosomet har rekombinert for å være lokalisert på et av X -kromosomene. Som et resultat har XX -kombinasjonen etter befruktning samme effekt som en XY -kombinasjon, noe som resulterer i en hann. Imidlertid forårsaker de andre genene til X -kromosomet også feminisering.

X-koblet endotelial hornhindedystrofi er en ekstremt sjelden hornhinne-sykdom assosiert med Xq25-regionen. Lisch epitelial hornhindedystrofi er assosiert med Xp22.3.

Megalocornea 1 er assosiert med Xq21.3-q22

Adrenoleukodystrophy , en sjelden og dødelig lidelse som bæres av moren på x-cellen. Det påvirker bare gutter mellom 5 og 10 år og ødelegger beskyttelsescellen som omgir nervene, myelin , i hjernen. Den kvinnelige bæreren viser knapt noen symptomer fordi hunnene har en kopi av x-cellen. Denne lidelsen får en gutt til å miste alle evner til å gå, snakke, se, høre og til og med svelge. Innen 2 år etter diagnosen dør de fleste guttene med adrenoleukodystrofi.

Roll i mentale evner og intelligens

X-kromosomet har spilt en avgjørende rolle i utviklingen av seksuelt utvalgte egenskaper i over 300 millioner år. I løpet av den tiden har det akkumulert et uforholdsmessig antall gener som er opptatt av mentale funksjoner. Av årsaker som ennå ikke er forstått, er det en overdreven andel gener på X-kromosomet som er assosiert med utviklingen av intelligens, uten åpenbare koblinger til andre viktige biologiske funksjoner. Med andre ord blir en betydelig andel av gener assosiert med intelligens videreført til det mannlige avkommet fra mors side og til det kvinnelige avkommet fra enten/både mors og fars side. Det har også vært interesse for muligheten for at haploinsuffisiens for ett eller flere X-koblede gener har en spesifikk innvirkning på utviklingen av Amygdala og dets forbindelser med kortikale sentre som er involvert i sosialkognisjonbehandling eller den "sosiale hjernen".

Cytogenetisk bånd

G-banding ideogrammer av humant X-kromosom

G-banding ideogram av humant X-kromosom i oppløsning 850 bphs. Båndlengde i dette diagrammet er proporsjonal med lengden på baseparet. Denne typen ideogram brukes vanligvis i genomlesere (f.eks. Ensembl , UCSC Genome Browser ).

G-båndmønstre av humant X-kromosom i tre forskjellige oppløsninger (400, 550 og 850). Båndlengde i dette diagrammet er basert på ideogrammene fra ISCN (2013). Denne typen ideogram representerer faktisk relativ båndlengde observert under et mikroskop på de forskjellige øyeblikkene under den mitotiske prosessen .

Forskning

I mars 2020 rapporterte forskere at deres anmeldelse støtter ubevoktet X -hypotese: ifølge denne hypotesen er en grunn til at gjennomsnittlig levetid for menn ikke er like lang som for kvinner - med 18% i gjennomsnitt ifølge studien - er at de har et Y -kromosom som ikke kan beskytte et individ mot skadelige gener uttrykt på X -kromosomet, mens et duplikat X -kromosom, som finnes i kvinnelige organismer, kan sikre at skadelige gener ikke uttrykkes .

I juli 2020 rapporterte forskere den første komplette og gapfrie monteringen av et humant X-kromosom .

Se også

• Liste over X-STR markører
• Sexkobling
• X-inaktivering
• Pseudoautosomal region
• Y -kromosom

Referanser

• Tidligere versjoner av denne artikkelen inneholder materiale fra National Library of Medicine ( https://web.archive.org/web/20081122151614/http://www.nlm.nih.gov/copyright.html ), en del av National Institutes of Health (USA,) som, som en amerikansk regjeringspublikasjon, er i offentlig regi.

Eksterne linker

• National Institutes of Health. "X -kromosom" . Genetikk Hjemreferanse . Hentet 2017-05-06 .
• "X -kromosom" . Informasjonsarkiv for menneskelig genomprosjekt 1990–2003 . Hentet 2017-05-06 .