X- och Y-kromosomer: könens genetiska ursprung

Hos människan kan en av X-kromosomerna vara inaktiv hos kvinnan, vilket gör att den inte är synlig i mikroskop. Detta fenomen kallas lyonisering.

Könshormoner är det som skapar de fysiska egenskaperna hos individer i enlighet med deras genetiska kön. Dessa funktioner skiljer sig dock naturligt åt beroende på könskromosomerna – och dessa kromosomer skiljer sig åt mellan olika individer.

Män och kvinnor har olika typer av könskromosomer.

I organismer där hanar och honor har olika antal könskromosomer, har en process utvecklats som eliminerar skillnaden i antalet gendoser kopplade till X-kromosomen. Detta innebär att eftersom kvinnor har två stycken X-kromosomer, kommer de gener som är kopplade till dem att dupliceras. Men detta är förutsatt att en av dessa X-kromosomer inte är inaktiverad.

Gendoskompensation

Målet är att bibehålla utsöndringsnivåerna av de gener som är kopplade till den kromosom som är densamma hos honor och hanar. Denna process kallas doskompensation.

Gendoskompensation har studerats i olika modellorganismer, som bland annat fruktflugan (Drosophila melanogaster) och husmusen (Mus musculus). Sammantaget har dessa studier lett till upptäckten att de mekanismer som medlar kompensationsprocessen skiljer sig åt mellan dem.

När det gäller däggdjur är könsbestämningen baserad på Y-kromosomen. Detta innebär att en person med denna kromosom kommer att utveckla de typiska manliga dragen.

Ett tydligt exempel på detta är Klinefelters syndrom.

Personer som lider av detta syndrom har 47 kromosomer: 22 par autosomala kromosomer och 3 könskromosomer (XXY). Som du kanske vet är detta en könskromosom mer än vad människor har normalt. Dessa individer utvecklar vanligtvis de typiska manliga dragen och egenskaperna, vilket stödjer teorin om att Y-kromosomen är den som bestämmer processen för könsbestämning.

Faktum är att i många fall är de som har denna sjukdom inte medvetna om att de lider av detta syndrom förrän de blir vuxna och börjar uppvisa de typiska symptomen på detta tillstånd (infertilitet, överdriven bröstutveckling etc.). Klinefelters syndrom en genetisk sjukdom som är vanligare hos män än hos kvinnor.

Hur uppstår inaktiveringsprocessen av X-kromosomer?

I teorin finns det två möjliga mekanismer att följa under inaktiveringen av X-kromosomen:

• Antingen väljs vilken X-kromosom som ska förbli aktiv,
• eller så väljs den X-kromosom som ska bli inaktiv.

Forskare upptäckte detta efter att ha studerat trippel X syndrom. Detta är en genetisk sjukdom som kännetecknas av förekomsten av en extra X-kromosom (XXX).

Hos människor som lider av detta syndrom, sker en slumpmässig inaktivering av två av deras X-kromosomer. Detta stödjer teorin om att mekanismen som styr denna inaktiveringsprocess är valet av den X-kromosom som ska förbli aktiv.

Denna inaktivering av X-kromosomen är ett epigenetiskt fenomen som har fascinerat forskare i årtionden.

Generellt förekommer de allra flesta gener i par om två kromosomer (kom ihåg att människan har 22 par autosomer, dvs kromosomer som inte är könskromosomer). Detta är dock inte möjligt i könskromosomerna. Detta beror på att antalet X- och Y-kromosomer skiljer sig mellan de båda könen.

Synliga konsekvenser av kromosominaktivering

Murray Barr och Ewart Bertram, två kanadensiska forskare, upptäckte 1949 att det är möjligt att bestämma en persons kön baserat på närvaro eller frånvaro av en kondenserad kropp som förekommer i kvinnornas celler.

Denna kallas Barrkropp, och är benämningen på den inaktiverade X-kromosomen hos kvinnliga däggdjur. Inaktiveringen kallas hypermetylering, och gör så att kromosomen som påverkas blir synlig i ett mikroskop.

Enligt Lyons hypotes – Mary Lyon var en brittisk genetiker som specialiserade sig på dessa fenomen – är inaktiveringsprocessen hos däggdjur slumpmässig. I vissa celler inaktiveras en av X-kromosomerna. Men i andra celler omvandlas den till en annan kromosom. Faktum är att slumpmässigheten i denna process bidrar till genetisk variation. Därför tolkas det som en positiv aspekt.

Lyon observerade också att katter vars pälsar hade olika färgade fläckar var främst honor. De olika färgerna visade sig bero på slumpmässig inaktivering av en av deras X-kromosomer.

För att hedra denna genetiker har fenomen döpts till lyonisering.