Х-гиперактивация

Гиперактивация Х-хромосомы у самцов дрозофилы компенсирует наличие единственной Х-хромосомы. До того, как Х-хромосома гиперактивируется (левая панель), одна Х-хромосома у мужчин приводит к вдвое меньшей общей экспрессии генов, чем две Х-хромосомы у женщин. После гиперактивации Х (правая панель) экспрессия Х-хромосомы удваивается у мужчин, что приводит к эквивалентной дозировке генов по сравнению с двумя Х-хромосомами у женщин.

Гиперактивация Х — это процесс у дрозофилы , при котором гены Х-хромосомы самцов мух становятся вдвое активнее, чем гены Х-хромосомы самок мух.

Поскольку у самцов мух есть одна Х-хромосома, а у самок две Х-хромосомы, более высокий уровень активации у самцов гарантирует, что гены Х-хромосомы в целом экспрессируются на одинаковом уровне у самцов и самок. Гиперактивация X — это один из механизмов дозовой компенсации , при котором организмы, использующие генетическую систему определения пола, уравновешивают дозировку генов из половых хромосом между мужчинами и женщинами. Гиперактивация X регулируется альтернативным сплайсингом гена, называемого секс-летальным . Ген был назван секс-летальным из-за его мутантного фенотипа , который практически не влияет на самцов мух, но приводит к гибели самок из-за Х-гиперактивации двух Х-хромосом. У самок дрозофилы летальный для секса белок вызывает специфичный для самок сплайсинг гена, летального для секса, с образованием большего количества летального для секса белка. Это создает петлю положительной обратной связи, поскольку смертельный для секса белок соединяется с геном , смертельным для секса, чтобы произвести больше летального для секса белка. У самцов дрозофилы недостаточно гена, летального для секса, чтобы активировать специфичный для самок сплайсинг гена , летального для секса , и он проходит через сплайсинг «по умолчанию». Это означает, что участок гена, который был сращен у женщин, остается у мужчин. Эта часть содержит ранний стоп-кодон , в результате чего из нее не образуется белок. У женщин половой летальный белок ингибирует комплекс мужских летальных генов ( msl ), который в норме активирует Х-связанные гены , что приводит к увеличению скорости транскрипции у самцов . Генный комплекс msl . был назван в честь мутанта с потерей функции, который приводит к неправильному увеличению скорости транскрипции самцов, что приводит к гибели самцов У самцов отсутствие необходимого количества половых леталов позволяет увеличить скорость транскрипции самцов за счет того, что комплекс генов msl больше не ингибируется. Это позволяет «удвоить» или гиперактивировать экспрессию Х-хромосомы, чтобы она соответствовала количеству, которое есть у женщин с двумя Х-хромосомами.

Вторая дозовая компенсация, которая происходит у млекопитающих, — это баланс Х-хромосом и аутосом. Эта регуляция происходит за счет усиления активности Ха, который является активным X. Повышение активности активного X показывает увеличение активации транскрипции и элонгации. Х-хромосома, по сравнению с аутосомным геном, содержит больше молчащих генов, что влияет на измерение степени влияния активных генов. Данные РНК-секвенирования были предварительно сформированы, и результаты аутосомных и X-сцепленных генов значительно различались. Это согласуется с тем фактом, что компенсация дозы X относится к аутосомам. Потеря Х-хромосомы приводит к эффекту анеуплоидии, который разрушает всю клетку дрозофилы . Этот эффект приводит к нарушению связывания MSL (мужского специфического летального препарата) с целевым сайтом. Чтобы преодолеть это, Х-хромосому сначала гиперактивируют. Затем гиперактивированная Х-хромосома способствует инверсии эффекта анеуплоидии, создавая равенство экспрессии генов между мужчинами и женщинами. Эффект анеуплоидии — это когда количество хромосом увеличивается или уменьшается по сравнению с нормой. Естественный отбор эффективно происходит у дрозофилы, поэтому количество генов, чувствительных к дозировке, увеличивается. Гены, чувствительные к дозировке, варьируются от вида к виду.