Sự bù liều của các gen liên kết X doc

Sự bù liều của các
gen liên kết X

Các cơ thể sinh sản hữu tính ở con đực cũng như con cái, mỗi gen đều có 2
bản (gen- alen) định vị trong 2 thể nhiễm sắc tương đồng. Nhưng đối với thể
nhiễm sắc giới tính, ở con cái có 2X còn ở con đực chỉ có 1X nghĩa là ở con
cái các gen trong X đều có alen tương ứng, còn ở con đực các gen trong X
không có alen tương ứng.
Để bù đắp cho sự thiếu hụt này có cơ chế bù liều (dosage compensation)
thuộc 2 kiểu khác nhau:
(1) bất hoạt của một thể nhiễm sắc Xở con cái (quan sát thấy ở động vật có
vú),
(2) tăng cường hoạt động của thể nhiễm sắc X ở con đực (quan sát thấy ở ruồi
quả).
- Bất hoạt các gen liên kết - X ở con cái động vật có vú. Cơ chế bất hoạt một
X ở con cái động vật có vú được Mary Lyon đề xuất từ năm 1961 khi nghiên
cứu trên chuột nhắt. Sự bất hoạt của một X xảy ra trong qúa trình phát triển
phôi chuột khi phôi đạt cỡ vài nghìn tế bào.

Sự lựa chọn bất hoạt X nào trong 2X là ngẫu nhiên, tùy thuộc vào từng tế bào
nhưng kết quả là toàn bộ tế bào của cơ thể đều chứa một Xbất hoạt (chứa gen
không hoạt động). Như vậy, ở con cái động vật có vú chứa hai dòng tế bào
khảm di truyền: một dòng chứa X bất hoạt đến từ mẹ và một dòng chứa X bất
hoạt đến từ bố. Cá thể cái là dị hợp tử về gen liên kết - X sẽ có khả năng cho
ra 2 kiểu hình khác nhau. Ví dụ điển hình là kiểu hình khảm được quan sát
thấy ở màu lông chuột và mèo. Đối với cả 2 loài, thể nhiễm sắc X chứa gen
qui định màu lông. Con cái là dị hợp về gen này có đặc điểm khảm về màu
lông: lông có các đốm sáng (trắng, vàng) xen lẫn các đốm đen (ví dụ mèo
đốm, chuột đốm, chó đốm). Màu đốm trắng do một alen qui định, còn màu

đốm đen do alen kia qui định. Tuy cơ chế của sự bất hoạt X còn nhiều vấn đề
chưa được sáng tỏ, nhưng nhiều nghiên cứu di truyền đã chứng minh rằng sự
bất hoạt xảy ra ở một vùng của vế dài của X được gọi là trung tâm bất hoạt X
– XIC (X- inactivation center). Từ vùng XIC sự bất hoạt sẽ lan ra cả hai vế
của X thể hiện ở sự methyl hóa ADN và sự xoắn lại và cô đặc của sợi nhiễm
sắc (dị nhiễm sắc hóa - heterochromatine). Thể nhiễm sắc X bị dị nhiễm sắc
hóa thể hiện ra ở thể Barr (được Muray Barr phát hiện lần đầu tiên) trong
nhân tế bào soma của con cái (thấy rõ nhất trong tế bào xoang miệng nữ
giới). Thể nhiễm sắc X bất hoạt tồn tại trong tất cả tế bào soma của cơ thể,
nhưng trong dòng tế bào mầm (tế bào sinh dục) thì X bất hoạt được tái hoạt
hóa vì sự cần thiết cho qúa trình sinh trứng (oogenesis).

Ở người trong trường hợp sai lệch thể nhiễm sắc giới tính, nữ giới có số
lượng XXX vẫn là bình thường vì 2 trong 3 X của họ là bất hoạt.

- Tăng hoạt tính của các gen liên kết thể nhiễm sắc X ở ruồi quả đực. Đối
với ruồi quả sự bù liều gen xảy ra theo cơ chế tăng cường hoạt động của gen
trong thể nhiễm sắc Xở con đực, trong đó có vai trò của gen Sxl (gen gây
chết) là gen có tác động chủ đạo trong sự xác định giới tính. Ở con cái gen
Sxl hoạt động, còn ở con đực gen Sxl không hoạt động. Khi không có sản
phẩm của gen Sxl (gen Sxlkhông hoạt động ở con đực), một phức hệ protein
sẽ tác động kích thích các gen trong X tăng cường hoạt động gấp hai lần. Khi
gen Sxlhoạt động (ở con cái), sản phẩm của gen Sxl sẽ kìm hãm phức hệ
protein do đó sự tăng cường hoạt động gen trong X không xảy ra. Bằng cơ
chế bù liều như vậy sự hoạt động của các gen liên kết với X được cân bằng
như nhau.