Σωμάτιο Μπαρ

Το σωμάτιο Μπαρ (Barr) (πήρε το όνομά του από τον Murray Barr) ή χρωματίνη Χ είναι ένα ανενεργό Χρωμόσωμα Χ. Σε είδη με καθορισμό φύλου XY (συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων), τα θηλυκά έχουν συνήθως δύο χρωμοσώματα Χ, και το ένα καθίσταται ανενεργό σε μια διαδικασία που ονομάζεται υπόθεση της Lyon (lyonization). Τα σφάλματα στον διαχωρισμό των χρωμοσωμάτων μπορεί επίσης να οδηγήσουν σε αρσενικά και θηλυκά άτομα με επιπλέον χρωμοσώματα Χ. Η υπόθεση της Λυών δηλώνει ότι σε κύτταρα με πολλαπλά χρωμοσώματα Χ, όλα εκτός από ένα απενεργοποιούνται νωρίς στην εμβρυϊκή ανάπτυξη στα θηλαστικά.Brown, C.J., Robinson, W.P., (1997), XIST Expression and X-Chromosome Inactivation in Human Preimplantation Embryos Am. J. Hum. Genet. 61, 5–8 (Full Text PDF) Τα χρωμοσώματα Χ που αδρανοποιούνται επιλέγονται τυχαία, εκτός από τα μαρσιποφόρα και σε ορισμένους εξωεμβρυϊκούς ιστούς ορισμένων πλακουντοφόρων θηλαστικών, στους οποίους το χρωμόσωμα Χ από το σπέρμα είναι πάντα απενεργοποιημένο.
Σε ανθρώπους με ευπλοειδία, ένα γονοτυπικό θηλυκό (καρυότυπος 46, XX) έχει ένα σωμάτιο Barr ανά σωματικό κυτταρικό πυρήνα, ενώ ένα γονοτυπικό αρσενικό (46, XY) δεν έχει κανένα. Το σωματίδιο Barr μπορεί να φανεί στον μεσοφασικό πυρήνα ως μια σκούρα χρωματισμένη μικρή μάζα σε επαφή με τη μεμβράνη του πυρήνα. Τα σωμάτια Barr μπορούν να παρατηρηθούν στα ουδετερόφιλα στο χείλος του πυρήνα.
Σε ανθρώπους με περισσότερα από ένα χρωμοσώματα Χ, ο αριθμός των σωμάτιων Barr που είναι ορατά στη μεσόφαση είναι πάντα ένα λιγότερο από τον συνολικό αριθμό των χρωμοσωμάτων Χ. Για παράδειγμα, τα άτομα με σύνδρομο Klinefelter (47, XXY) έχουν ένα μόνο σωμάτιο Barr και τα άτομα με καρυότυπο (47, XXX) έχουν δύο σωμάτια Barr.
Μηχανισμός
Κάποιος με δύο χρωμοσώματα Χ (όπως η πλειονότητα των ανθρώπινων θηλυκών) έχει μόνο ένα σώμα Barr ανά σωματικό κύτταρο, ενώ κάποιος με ένα χρωμόσωμα Χ (όπως οι περισσότεροι άνδρες) δεν έχει κανένα. Η αδρανοποίηση του χρωμοσώματος Χ των θηλαστικών ξεκινά από το κέντρο αδρανοποίησης Χ (X inactivation centre, Xic), που συνήθως βρίσκεται κοντά στο κεντρομερίδιο. Το κέντρο περιέχει δώδεκα γονίδια, επτά από τα οποία κωδικοποιούν πρωτεΐνες, πέντε για αμετάφραστα RNA, από τα οποία μόνο δύο είναι γνωστό ότι παίζουν ενεργό ρόλο στη διαδικασία αδρανοποίησης του X, το Χ-αδρανές ειδικό μεταγράφημα (X-inactive specific transcript, Xist) και το Tsix (αντινοηματικό του Xist). Το κέντρο φαίνεται επίσης να είναι σημαντικό στη μέτρηση των χρωμοσωμάτων: διασφαλίζοντας ότι η τυχαία αδρανοποίηση λαμβάνει χώρα μόνο όταν υπάρχουν δύο ή περισσότερα χρωμοσώματα Χ. Η παροχή ενός επιπλέον τεχνητού "Xic" στην πρώιμη εμβρυογένεση μπορεί να προκαλέσει αδρανοποίηση του μοναδικού Χ που βρίσκεται στα αρσενικά κύτταρα.
Οι ρόλοι του Xist και του Tsix φαίνεται να είναι ανταγωνιστικοί. Η απώλεια της έκφρασης Tsix στο μελλοντικό ανενεργό χρωμόσωμα Χ οδηγεί σε αύξηση των επιπέδων του Xist γύρω από το Xic. Εν τω μεταξύ, στο μελλοντικό ενεργό X τα επίπεδα Tsix διατηρούνται. Έτσι τα επίπεδα του Xist παραμένουν χαμηλά. Αυτή η μετατόπιση επιτρέπει στο "Xist" να αρχίσει να επικαλύπτει το μελλοντικό ανενεργό χρωμόσωμα, που εξαπλώνεται από το "Xic". Στη μη τυχαία αδρανοποίηση αυτή η επιλογή φαίνεται να είναι σταθερή και τα τρέχοντα στοιχεία υποδηλώνουν ότι το γονίδιο που κληρονομείται από τη μητέρα μπορεί να είναι αποτυπωμένο. Διακυμάνσεις στη συχνότητα Xi έχουν αναφερθεί με την ηλικία, την εγκυμοσύνη, τη χρήση από του στόματος αντισυλληπτικών, τις διακυμάνσεις του εμμηνορροϊκού κύκλου και τη νεοπλασία.
Θεωρείται ότι αυτό αποτελεί τον μηχανισμό επιλογής και επιτρέπει στις κατάντη διεργασίες να καθορίσουν τη συμπαγή κατάσταση του σωμάτιου Barr. Αυτές οι αλλαγές περιλαμβάνουν τροποποιήσεις ιστόνης, όπως η μεθυλίωση της ιστόνης H3 (δηλαδή H3K27me3 από PRC2 που στρατολογείται από το Xist) ουβικουϊτινοποίηση της ιστόνης H2A, καθώς και άμεση τροποποίηση του ίδιου του DNA, μέσω της μεθυλίωσης των θέσεων CpG. Αυτές οι αλλαγές βοηθούν στην αδρανοποίηση της έκφρασης του γονιδίου στο ανενεργό χρωμόσωμα Χ και στη συμπίεσή του για να σχηματιστεί το σωμάτιο Barr. Η επανενεργοποίηση ενός σωματίου Barr είναι επίσης δυνατή και έχει παρατηρηθεί σε ασθενείς με καρκίνο του μαστού. Μια μελέτη έδειξε ότι η συχνότητα των σωματίων Barr στο καρκίνωμα του μαστού ήταν σημαντικά χαμηλότερη από ό,τι σε υγιείς μάρτυρες, υποδεικνύοντας την επανενεργοποίηση αυτών των χρωμοσωμάτων Χ που μόλις απενεργοποιήθηκαν.

Παραπομπές

Παραπέρα μελέτη
  (Web Edition, Free access)
 Turnpenny & Ellard: Emery's Elements of Medical Genetics 13E (http://www.studentconsult.com/content/default.cfm?ISBN=9780702029172&ID=HC006029 )

Κατηγορία:Γενετική