X -kromosom - X chromosome

Menneskeligt X -kromosom
Humant X-kromosom (efter G-banding )
X -kromosom i menneskeligt mandligt karyogram
Funktioner
Længde ( bp )	156.040.895 bp ( GRCh38 )
Antal gener	804 ( CCDS )
Type	Allosom
Centromer position	Submetacentric (61,0 Mbp)
Komplette genlister
CCDS	Genliste
HGNC	Genliste
UniProt	Genliste
NCBI	Genliste
Eksterne kortvisere
Ensembl	Kromosom X
Entrez	Kromosom X
NCBI	Kromosom X
UCSC	Kromosom X
Fuld DNA -sekvens
RefSeq	NC_000023 ( FASTA )
GenBank	CM000685 ( FASTA )

Den X-kromosomet er en af de to køn-bestemmende kromosomer ( allosomes ) i mange organismer, herunder pattedyr (den anden er Y-kromosom ), og findes i både mænd og kvinder. Det er en del af XY-kønsbestemmelsessystemet og X0-kønsbestemmelsessystemet . X -kromosomet blev opkaldt efter sine unikke egenskaber af tidlige forskere, hvilket resulterede i navngivning af dets modstykke Y -kromosom, for det næste bogstav i alfabetet, efter dets efterfølgende opdagelse.

Opdagelse

Det blev først bemærket, at X -kromosomet var specielt i 1890 af Hermann Henking i Leipzig. Henking studerede testiklerne af Pyrrhocoris og bemærkede, at et kromosom ikke deltog i meiose . Kromosomer er så navngivet på grund af deres evne til at optage farvning ( chroma på græsk betyder farve ). Selvom X -kromosomet kunne farves lige så godt som de andre, var Henking usikker på, om det var en anden klasse af objekter og kaldte det følgelig X -element , der senere blev X -kromosom, efter at det blev fastslået, at det virkelig var et kromosom.

Tanken om, at X -kromosomet blev opkaldt efter dets lighed med bogstavet "X", tager fejl. Alle kromosomer fremstår normalt som en amorf klat under mikroskopet og antager kun en veldefineret form under mitose. Denne form er vagt X-formet for alle kromosomer. Det er helt tilfældigt, at Y-kromosomet under mitose har to meget korte grene, der kan se fusioneret ud under mikroskopet og fremstå som en nedstigning af en Y-form.

Det blev først foreslået, at X -kromosomet var involveret i kønsbestemmelse af Clarence Erwin McClung i 1901. Efter at have sammenlignet sit arbejde med græshopper med Henkings og andre bemærkede McClung, at kun halvdelen af ​​sædcellerne modtog et X -kromosom. Han kaldte dette kromosom for et ekstra kromosom og insisterede (korrekt) på, at det var et ordentligt kromosom og teoretiserede (forkert), at det var det mandlig bestemmende kromosom.

Arvsmønster

Antallet af mulige forfædre på X -kromosomarvslinjen ved en given forfædre generation følger Fibonacci -sekvensen. (Efter Hutchison, L. "Growing the Family Tree: The Power of DNA in Reconstructing Family Relationships".)

Luke Hutchison bemærkede, at en række mulige forfædre på X -kromosomarvslinjen ved en given forfædres generation følger Fibonacci -sekvensen . Et mandligt individ har et X -kromosom, som han modtog fra sin mor, og et Y -kromosom , som han modtog fra sin far. Hannen tæller som "oprindelsen" af sit eget X -kromosom ( ), og på forældrenes generation kom hans X -kromosom fra en enlig forælder ( ). Hannens mor modtog et X -kromosom fra sin mor (sønnens mormor) og et fra hendes far (sønnens morfar), så to bedsteforældre bidrog til den mandlige efterkommers X -kromosom ( ). Moderfar modtog sit X-kromosom fra sin mor, og moderens bedstemor modtog X-kromosomer fra begge hendes forældre, så tre oldeforældre bidrog til den mandlige efterkommers X-kromosom ( ). Fem tipoldeforældre bidrog til den mandlige efterkommers X-kromosom ( ) osv. (Bemærk, at dette forudsætter, at alle forfædre til en given efterkommer er uafhængige, men hvis nogen slægtsforskning spores langt nok tilbage i tiden, begynder forfædre at dukke op på flere linjer i slægtsforskningen, indtil der i sidste ende vises en befolkningsstifter på alle linjer i slægtsforskningen.) ${\ displaystyle F_ {1} = 1}$${\ displaystyle F_ {2} = 1}$${\ displaystyle F_ {3} = 2}$${\ displaystyle F_ {4} = 3}$${\ displaystyle F_ {5} = 5}$

Mennesker

Fungere

Kerne i en kvindelig fostervæskecelle. Øverst: Begge X-kromosomområder registreres af FISH . Vist er en enkelt optisk sektion lavet med et konfokalt mikroskop . Nederst: Samme kerne farvet med DAPI og optaget med et CCD -kamera . Barr -kroppen er angivet med pilen, den identificerer den inaktive X (Xi).

X -kromosomet hos mennesker spænder over mere end 153 millioner basepar (byggematerialet i DNA ). Det repræsenterer omkring 800 proteinkodende gener sammenlignet med Y-kromosomet indeholdende omkring 70 gener ud af 20.000-25.000 totale gener i det humane genom. Hver person har normalt et par kønskromosomer i hver celle. Hunnerne har typisk to X -kromosomer, hvorimod hannerne typisk har et X- og et Y -kromosom . Både hanner og hunner beholder et af deres mors X -kromosomer, og hunner beholder deres andet X -kromosom fra deres far. Da faderen bevarer sit X -kromosom fra sin mor, har en menneskelig kvinde en X -kromosom fra sin mormor (fars side) og et X -kromosom fra sin mor. Dette arvsmønster følger Fibonacci -tallene på en given forfædredybde.

Genetiske lidelser , der skyldes mutationer i gener på X -kromosomet, beskrives som X -forbundet . Hvis X -kromosom har et genetisk sygdomsgen, forårsager det altid sygdom hos mandlige patienter, da mænd kun har et X -kromosom og derfor kun en kopi af hvert gen. Hunnerne kan i stedet forblive raske og kun være bærere af genetisk sygdom, da de har et andet X -kromosom og mulighed for at få en sund genkopi. For eksempel kører hæmofili og rødgrøn farveblindhed i familien på denne måde.

X -kromosomet bærer hundredvis af gener, men få, hvis nogen, af disse har noget at gøre direkte med kønsbestemmelse. Tidligt i embryonisk udvikling hos kvinder er et af de to X -kromosomer permanent inaktiveret i næsten alle somatiske celler (andre celler end æg- og sædceller ). Dette fænomen kaldes X-inaktivering eller lyonisering og skaber en Barr-krop . Hvis X-inaktivering i den somatiske celle betød en fuldstændig de-funktionalisering af et af X-kromosomerne, ville det sikre, at hunner, ligesom mænd, kun havde en funktionel kopi af X-kromosomet i hver somatiske celle. Dette blev tidligere antaget at være tilfældet. Nyere forskning tyder imidlertid på, at Barr -kroppen kan være mere biologisk aktiv end tidligere antaget.

Den delvise inaktivering af X-kromosomet skyldes undertrykkende heterochromatin, der komprimerer DNA'et og forhindrer ekspression af de fleste gener. Heterochromatin -komprimering reguleres af Polycomb Repressive Complex 2 ( PRC2 ).

Gener

Antal gener

Følgende er nogle af genantællingerne af humant X -kromosom. Fordi forskere bruger forskellige metoder til genomkommentarer varierer deres forudsigelser af antallet af gener på hvert kromosom (for tekniske detaljer, se genforudsigelse ). Blandt forskellige projekter tager det samarbejdende konsensus -kodningssekvensprojekt ( CCDS ) en ekstremt konservativ strategi. Så CCDS's forudsigelse af gennummer repræsenterer en nedre grænse for det samlede antal humane proteinkodende gener.

Genliste

Det følgende er en delvis liste over gener på humant kromosom X. For en komplet liste, se linket i infoboksen til højre.

Struktur

Det er teoretiseret af Ross et al. 2005 og Ohno 1967, at X-kromosomet i det mindste delvist er afledt af det autosomale (ikke-kønsrelaterede) genom for andre pattedyr, hvilket fremgår af interspecies genomiske sekvensjusteringer.

X -kromosomet er især større og har et mere aktivt euchromatinområde end dets Y -kromosom -modstykke. Yderligere sammenligning af X og Y afslører områder af homologi mellem de to. Den tilsvarende region i Y forekommer imidlertid langt kortere og mangler regioner, der er bevaret i X i hele primatarter, hvilket indebærer en genetisk degeneration for Y i denne region. Fordi mænd kun har et X-kromosom, er det mere sandsynligt, at de har en X-kromosomrelateret sygdom.

Det anslås, at omkring 10% af de gener, der kodes af X -kromosomet, er forbundet med en familie af "CT" -gener, så navngivet, fordi de koder for markører, der findes i både tumorceller (hos kræftpatienter) såvel som i de humane testikler (hos raske patienter).

Rolle i sygdom

Numeriske abnormiteter

Klinefelters syndrom :

• Klinefelters syndrom skyldes tilstedeværelsen af ​​en eller flere ekstra kopier af X -kromosomet i en hannes celler. Ekstra genetisk materiale fra X -kromosomet forstyrrer mandlig seksuel udvikling, forhindrer testiklerne i at fungere normalt og reducerer testosteronniveauerne .
• Hanner med Klinefelter syndrom har typisk en ekstra kopi af X -kromosomet i hver celle for i alt to X -kromosomer og et Y -kromosom (47, XXY). Det er mindre almindeligt, at ramte mænd har to eller tre ekstra X -kromosomer (48, XXXY eller 49, XXXXY) eller ekstra kopier af både X- og Y -kromosomerne (48, XXYY) i hver celle. Det ekstra genetiske materiale kan føre til høj statur, indlærings- og læsehandicap og andre medicinske problemer. Hvert ekstra X -kromosom sænker barnets IQ med cirka 15 point, hvilket betyder, at den gennemsnitlige IQ ved Klinefelters syndrom generelt er i det normale område, selvom det er under gennemsnittet. Når yderligere X- og/eller Y -kromosomer er til stede i 48, XXXY, 48, XXYY eller 49, XXXXY, kan udviklingsforsinkelser og kognitive vanskeligheder være mere alvorlige, og mild intellektuel funktionsnedsættelse kan være til stede.
• Klinefelters syndrom kan også skyldes et ekstra X -kromosom i kun nogle af kroppens celler. Disse sager kaldes mosaik 46, XY/47, XXY.

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

• Dette syndrom skyldes en ekstra kopi af X -kromosomet i hver af hunnens celler. Hunnerne med trisomi X har tre X -kromosomer, i alt 47 kromosomer pr. Celle. Den gennemsnitlige IQ for kvinder med dette syndrom er 90, mens den gennemsnitlige IQ for upåvirkede søskende er 100. Deres statur er i gennemsnit højere end normale hunner. De er frugtbare, og deres børn arver ikke tilstanden.
• Kvinder med mere end en ekstra kopi af X -kromosomet (48, XXXX syndrom eller 49, XXXXX syndrom ) er blevet identificeret, men disse tilstande er sjældne.

Turners syndrom :

• Dette resulterer, når hver af en kvindes celler har et normalt X -kromosom, og det andet kønskromosom mangler eller ændres. Det manglende genetiske materiale påvirker udviklingen og forårsager tilstandens træk, herunder kort statur og infertilitet.
• Omkring halvdelen af ​​personer med Turners syndrom har monosomi X (45, X), hvilket betyder, at hver celle i en kvindes krop kun har en kopi af X -kromosomet i stedet for de sædvanlige to kopier. Turners syndrom kan også forekomme, hvis et af kønskromosomerne delvist mangler eller omarrangeres frem for helt mangler. Nogle kvinder med Turners syndrom har kun en kromosomændring i nogle af deres celler. Disse tilfælde kaldes Turners syndrommosaikker (45, X/46, XX).

X-linkede recessive lidelser

Sexforbindelse blev først opdaget hos insekter, f.eks. TH Morgans opdagelse i 1910 af arvemønsteret for de hvide øjnes mutation i Drosophila melanogaster . Sådanne opdagelser hjalp med at forklare x-linkede lidelser hos mennesker, fx hæmofili A og B, adrenoleukodystrofi og rødgrøn farveblindhed .

Andre lidelser

XX mandligt syndrom er en sjælden lidelse, hvor SRY -regionen i Y -kromosomet er rekombineret til at være placeret på et af X -kromosomerne. Som følge heraf har XX -kombinationen efter befrugtning den samme effekt som en XY -kombination, hvilket resulterer i en han. Imidlertid forårsager X -kromosomets andre gener også feminisering.

X-bundet endotel hornhindedystrofi er en ekstremt sjælden hornhindesygdom forbundet med Xq25-regionen. Lisch epitel hornhindedystrofi er forbundet med Xp22.3.

Megalocornea 1 er forbundet med Xq21.3-q22

Adrenoleukodystrophy , en sjælden og dødelig lidelse, der bæres af moderen på x-cellen. Det påvirker kun drenge mellem 5 og 10 år og ødelægger den beskyttende celle, der omgiver nerverne, myelin , i hjernen. Den kvindelige bærer viser næsten ingen symptomer, fordi hunner har en kopi af x-cellen. Denne lidelse får en engang rask dreng til at miste alle evner til at gå, tale, se, høre og endda sluge. Inden for 2 år efter diagnosen dør de fleste drenge med adrenoleukodystrofi.

Rolle i mentale evner og intelligens

X-kromosomet har spillet en afgørende rolle i udviklingen af ​​seksuelt udvalgte egenskaber i over 300 millioner år. I løbet af denne tid har det akkumuleret et uforholdsmæssigt stort antal gener, der beskæftiger sig med mentale funktioner. Af grunde, der endnu ikke er forstået, er der en overdreven andel af gener på X-kromosomet, der er forbundet med udviklingen af ​​intelligens, uden åbenlyse forbindelser til andre væsentlige biologiske funktioner. Med andre ord overføres en betydelig andel af gener forbundet med intelligens til det mandlige afkom fra modersiden og til det kvindelige afkom fra enten/både moder- og faderlig side. Der har også været interesse for muligheden for, at haploinsufficiens for et eller flere X-koblede gener har en specifik indvirkning på udviklingen af Amygdala og dets forbindelser med kortikale centre, der er involveret i socialkognitionsbehandling eller 'social hjerne'.

Cytogenetisk bånd

G-banding ideogrammer af humant X-kromosom

G-banding ideogram af humant X-kromosom i opløsning 850 bphs. Båndlængde i dette diagram er proportional med basisparlængden. Denne type ideogram bruges generelt i genombrowsere (f.eks. Ensembl , UCSC Genome Browser ).

G-båndmønstre af humant X-kromosom i tre forskellige opløsninger (400, 550 og 850). Båndlængde i dette diagram er baseret på ideogrammerne fra ISCN (2013). Denne type ideogram repræsenterer faktisk relativ båndlængde observeret under et mikroskop på de forskellige øjeblikke under den mitotiske proces .

Forskning

I marts 2020 rapporterede forskere, at deres anmeldelse understøtter den ubevogtede X -hypotese: ifølge denne hypotese er en grund til, at gennemsnitslevetiden for mænd ikke er så lang som for kvinder - med 18% i gennemsnit ifølge undersøgelsen - er, at de har et Y -kromosom, der ikke kan beskytte et individ mod skadelige gener udtrykt på X -kromosomet, mens et duplikat X -kromosom, som findes i kvindelige organismer, kan sikre, at skadelige gener ikke udtrykkes .

I juli 2020 rapporterede forskere den første komplette og hullerfri samling af et humant X-kromosom .

Se også

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

Referencer

• Tidligere versioner af denne artikel indeholder materiale fra National Library of Medicine ( https://web.archive.org/web/20081122151614/http://www.nlm.nih.gov/copyright.html ), en del af National Institutes of Health (USA,) der som en amerikansk regeringspublikation er i offentligheden.

eksterne links

• National Institutes of Health. "X -kromosom" . Genetik Hjem Reference . Hentet 2017-05-06 .
• "X -kromosom" . Informationsarkiv for menneskelig genomprojekt 1990–2003 . Hentet 2017-05-06 .