Barrovo tijelo

Barrovo tijelo (prema otkrivatelju Murrayu Barru)^[1] je inactivirani hromosom X u ćeliji sa više od jednog hromosoma X,^[2] neaktivan u procesu koji se naziva lionizacija, kod vrsta saXY određivanjem spola (uključujući ljude). Lyonova hipoteza navodi da su u ćelijama s više X hromosoma svi osim jednog inaktivirani tokom embriogeneze sisara.^[3] To se događa rano u embrionalnom razvoju, slučajnim putem kod sisara,^[4] izuzev torbara i nekih van-embrionskim tkivima, nekih placentnih sisara, kod kojih je X hromosom iz sperme uvijek deaktiviran.^[5]

Jedro ženske ćelije amnionske tečnosti. Vrh: Obje regije X-hromosoma otkrivene su Fluorescentnom hibridizacijom in situ. Prikazan je jedan optički presjek napravljen pomoću konfokalnog mikroskopa. Dno: Isto jedro obojeno DAPI-om i snimljeno CCD kamera. Barrovo tijelo označeno je strelicom, predstavlja neaktivni X (Xi).

Neaktivni X hromosom može se vidjeti u interfaznom jedru kao tamno obojena mala masa u dodiru s jezgrenom membranom poznatom kao Barrovo tijelo ili X - hromatin.

Kod ljudi sa više od jednog X hromosoma, broj Barrovih tijela vidljivih u interfazi uvijek je zs jedan manji od ukupnog broja X hromosoma. Naprimjer, ljudi sa Klinefelterovim sindromom (47, XXY kariotip) imaju jedno Barrovo tijelo, a oni sa 47, XXX kariotipom imaju dva Barrova tijela. Barrova tijela mogu se vidjeti u jedru kao neutrofilni, na rubu jedra u ženskim somatskim ćelijama između dijeljenja.

Mehanizam

Neko sa dva X hromosoma (poput većine ljudskih ženki) ima samo jedno Barrovo tijelo po somatskoj ćeliji, dok neko s jednim X hromozomom (kao što je većina muškaraca) nema nijedno.

Sisari inaktivciju hromosoma X pokreću iz X centra za inaktivaciju ili Xic , koji se obično nalaze u blizini centromere.^[6] Centar sadrži dvanaest gena, od kojih sedam kodira protein, pet je za neprevedene RNK, za koje je poznato da samo dva imaju aktivnu ulogu u procesu X inaktivacije, Xist i Tsix.^[6] Čini se da je centar važan i pri brojanju hromosoma: osiguravajući da se nasumična inaktivacija dogodi samo kada je prisutno više X-hromozoma. Pružanje dodatnog veštačkog "Xic" u ranoj embriogenezi može izazvati inaktivaciju pojedinačnog X-a koji se nalazi u muškim ćelijama.^[6]

Uloge "Xista" i "Tsixa" su antagonističke. Gubitak ekspresije Tsix na budućem neaktivnom X hromosomu dovodi do povećanja nivoa Xist oko Xic. U međuvremenu, u budućnosti se održavaju aktivni X Tsix nivoi; stoga nivoi „Xist“ ostaju niski.^[7] Ovaj pomak omogućava Xist-u da započne presvlačenje budućeg neaktivnog hromosoma, šireći se iz Xic-a.^[2] U neslučajnoj inaktivaciji, ovaj izbor fiksan, a dosadašnji dokazi sugeriraju da može biti utisnut. majčinski naslijeđeni gen.^[4] Varijacije u Xi frekvenciji zabilježene su s godinama, trudnoćom, upotrebom oralnih kontraceptiva, fluktuacijama menstrualnog ciklusa i neoplazijom.^[8]

Smatra se da ovo predstavlja mehanizam izbora i omogućava nizvodnim procesima uspostavljanje kompaktnog stanja Barrovog tijela. Te promjene uključuju modifikacije histona, kao što je metilacija histona H3 (tj. H3K27me3, putem PRC2 koju regrutira Xist)^[9] i ubikvitinacija histone H2A.^[10] kao i direktna modifikacija same DNK, metilacijom CpG mjesta.^[11] Te promjene pomažu u inaktivaciji ekspresije gena na neaktivnom X-hromosomu i postizanju njegovog sabijanja kako bi se stvorilo Barrovo tijelo.

Reaktivacija Barrovog tijela je također moguća, a viđena je kod pacijenata sa rakom dojke.^[12] Jedno istraživanje pokazalo je da je učestalost Barrovih tijela kod karcinoma dojke bila znatno niža nego kod zdravih kontrola, što ukazuje na reaktivaciju ovih nekada inaktiviranih X hromosoma.

Također pogledajte

Reference

^ Barr, M. L.; Bertram, E. G. (1949). "A Morphological Distinction between Neurones of the Male and Female, and the Behaviour of the Nucleolar Satellite during Accelerated Nucleoprotein Synthesis". Nature. 163 (4148): 676–7. Bibcode:1949Natur.163..676B. doi:10.1038/163676a0. PMID 18120749.
^ ^a ^b Lyon, M. F. (2003). "The Lyon and the LINE hypothesis". Seminars in Cell & Developmental Biology. 14 (6): 313–318. doi:10.1016/j.semcdb.2003.09.015. PMID 15015738.
^ Lyon, M. F. (1961). "Gene Action in the X-chromosome of the Mouse (Mus musculus L.)". Nature. 190 (4773): 372–3. Bibcode:1961Natur.190..372L. doi:10.1038/190372a0. PMID 13764598.
^ ^a ^b 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)
^ Lee, J. T. (2003). "X-chromosome inactivation: a multi-disciplinary approach". J.semcdb. 14 (6): 311–312. doi:10.1016/j.semcdb.2003.09.025. PMID 15015737.
^ ^a ^b ^c Rougeulle, C.; Avner, P. (2003). "Controlling X-inactivation in mammals: what does the centre hold?". Seminars in Cell & Developmental Biology. 14 (6): 331–340. doi:10.1016/j.semcdb.2003.09.014. PMID 15015740.
^ Lee, J. T.; Davidow, L. S.; Warshawsky, D. (1999). "Tisx, a gene antisense to Xist at the X-inactivation centre". Nat. Genet. 21 (4): 400–404. doi:10.1038/7734. PMID 10192391.
^ Sharma, Deepti (10. 1. 2018). "Deciphering the Role of the Barr Body in Malignancy". Sultan Qaboos University Medical Journal. 17 (4): 389–397. doi:10.18295/squmj.2017.17.04.003. PMC 5766293. PMID 29372079.
^ Heard, E.; Rougeulle, C.; Arnaud, D.; Avner, P.; Allis, C. D. (2001). "Methylation of Histone H3 at Lys-9 Is an Early Mark on the X Chromosome during X Inactivation". Cell. 107 (6): 727–738. doi:10.1016/S0092-8674(01)00598-0. PMID 11747809.
^ de Napoles, M.; Mermoud, J.E.; Wakao, R.; Tang, Y.A.; Endoh, M.; Appanah, R.; Nesterova, T.B.; Silva, J.; Otte, A.P.; Vidal, M.; Koseki, H.; Brockdorff, N. (2004). "Polycomb Group Proteins Ring1A/B Link Ubiquitylation of Histone H2A to Heritable Gene Silencing and X Inactivation". Dev. Cell. 7 (5): 663–676. doi:10.1016/j.devcel.2004.10.005. PMID 15525528.
^ Chadwick, B.P.; Willard, H.F. (2003). "Barring gene expression after XIST: maintaining faculative heterochromatin on the inactive X.". Seminars in Cell & Developmental Biology. 14 (6): 359–367. doi:10.1016/j.semcdb.2003.09.016. PMID 15015743.
^ Natekar, Prashant E.; DeSouza, Fatima M. (2008). "Reactivation of inactive X chromosome in buccal smear of carcinoma of breast". Indian Journal of Human Genetics. 14 (1): 7–8. doi:10.4103/0971-6866.42320. ISSN 0971-6866. PMC 2840782. PMID 20300284.

Dopunska literatura

Alberts, B.; Johnson, A.; Lewis, J.; Raff, M.; Roberts, K.; Walter, P. (2002). Molecular Biology of the Cell, Fourth Edition. Garland Science. str. 428–429. ISBN 978-0-8153-4072-0. (Web Edition, Free access)
Turnpenny & Ellard: Emery's Elements of Medical Genetics 13E (http://www.studentconsult.com/content/default.cfm?ISBN=9780702029172&ID=HC006029 Arhivirano 13. 4. 2020. na Wayback Machine)

[1] Barr, M. L.; Bertram, E. G. (1949). "A Morphological Distinction between Neurones of the Male and Female, and the Behaviour of the Nucleolar Satellite during Accelerated Nucleoprotein Synthesis". Nature. 163 (4148): 676–7. Bibcode:1949Natur.163..676B. doi:10.1038/163676a0. PMID 18120749.

[lyon2003-2] Lyon, M. F. (2003). "The Lyon and the LINE hypothesis". Seminars in Cell & Developmental Biology. 14 (6): 313–318. doi:10.1016/j.semcdb.2003.09.015. PMID 15015738.

[3] Lyon, M. F. (1961). "Gene Action in the X-chromosome of the Mouse (Mus musculus L.)". Nature. 190 (4773): 372–3. Bibcode:1961Natur.190..372L. doi:10.1038/190372a0. PMID 13764598.

[Full_Text_PDF-4] 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)

[5] Lee, J. T. (2003). "X-chromosome inactivation: a multi-disciplinary approach". J.semcdb. 14 (6): 311–312. doi:10.1016/j.semcdb.2003.09.025. PMID 15015737.

[Rougeulle-6] Rougeulle, C.; Avner, P. (2003). "Controlling X-inactivation in mammals: what does the centre hold?". Seminars in Cell & Developmental Biology. 14 (6): 331–340. doi:10.1016/j.semcdb.2003.09.014. PMID 15015740.

[7] Lee, J. T.; Davidow, L. S.; Warshawsky, D. (1999). "Tisx, a gene antisense to Xist at the X-inactivation centre". Nat. Genet. 21 (4): 400–404. doi:10.1038/7734. PMID 10192391.

[8] Sharma, Deepti (10. 1. 2018). "Deciphering the Role of the Barr Body in Malignancy". Sultan Qaboos University Medical Journal. 17 (4): 389–397. doi:10.18295/squmj.2017.17.04.003. PMC 5766293. PMID 29372079.

[9] Heard, E.; Rougeulle, C.; Arnaud, D.; Avner, P.; Allis, C. D. (2001). "Methylation of Histone H3 at Lys-9 Is an Early Mark on the X Chromosome during X Inactivation". Cell. 107 (6): 727–738. doi:10.1016/S0092-8674(01)00598-0. PMID 11747809.

[10] Napoles, M.; Mermoud, J.E.; Wakao, R.; Tang, Y.A.; Endoh, M.; Appanah, R.; Nesterova, T.B.; Silva, J.; Otte, A.P.; Vidal, M.; Koseki, H.; Brockdorff, N. (2004). "Polycomb Group Proteins Ring1A/B Link Ubiquitylation of Histone H2A to Heritable Gene Silencing and X Inactivation". Dev. Cell. 7 (5): 663–676. doi:10.1016/j.devcel.2004.10.005. PMID 15525528.

[11] Chadwick, B.P.; Willard, H.F. (2003). "Barring gene expression after XIST: maintaining faculative heterochromatin on the inactive X.". Seminars in Cell & Developmental Biology. 14 (6): 359–367. doi:10.1016/j.semcdb.2003.09.016. PMID 15015743.

[:0-12] Natekar, Prashant E.; DeSouza, Fatima M. (2008). "Reactivation of inactive X chromosome in buccal smear of carcinoma of breast". Indian Journal of Human Genetics. 14 (1): 7–8. doi:10.4103/0971-6866.42320. ISSN 0971-6866. PMC 2840782. PMID 20300284.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]