Chromosomale inactivering: een belangrijk proces in de geslachtsbepaling

· 5 augustus 2018
Bij mensen is één van de X-chromosomen bij vrouwen niet actief. Het verschijnt dus niet. Lyonisatie is een rechtstreeks gevolg van dit fenomeen.

De geslachtshormonen zijn verantwoordelijk voor de lichamelijke kenmerken die typisch zijn voor het genetisch geslacht van een persoon. Uiteraard verschilt de manier waarop ze werken afhankelijk van de geslachtschromosomen van elke persoon. Eén van de belangrijke processen bij de geslachtsbepaling is de chromosomale inactivering.

Rekening houdende met het bovenstaande hebben mannen en vrouwen dus een verschillend aantal en een verschillend type geslachtshormonen.

Mannen hebben XY en vrouwen hebben XX. Deze chromosomen bevatten de sleutels die de regulering van de geslachtshormonen bij mannen en vrouwen in gang zetten. Hun geslachtskenmerken zijn dus hiervan afhankelijk.

In organismen die een verschillend aantal geslachtshormonen voor mannen en vrouwen hebben, heeft zich een proces ontwikkeld. Dit proces verwijdert het verschil in het aantal gendoseringen die verbonden zijn met het X-chromosoom. Dit betekent dus dat de genen die eraan verbonden zijn, zich zullen verveelvoudigen. De oorzaak hiervan is dat vrouwen twee kopieën van het X-chromosoom hebben. Dit gebeurt dus tenzij één ervan geïnactiveerd wordt.

Compensatie van de gendosering

Compensatie van de gendosering

Het doel is om de niveaus van uitdrukking van de genen die verbonden zijn met dit chromosoom te behouden. Want dit chromosoom is bij mannen en vrouwen gelijk. Dit proces noemt men dan ook de compensatie van de gendosering.

Men heeft bij verschillende organismen modellen ontworpen om dit proces te onderzoeken. Het is bijvoorbeeld bij de huisvlieg (Drosophila melanogaster) en bij de huismuis (Mus musculus) bestudeerd. In het algemeen hebben deze onderzoeken geleid tot de ontdekking dat de mechanismen die het compensatieproces sturen tussen hen verschillend zijn.

Bij zoogdieren is de geslachtsbepaling gebaseerd op het Y-chromosoom. Dit betekent dus dat een persoon de typisch mannelijke kenmerken zal ontwikkelen als hij dit chromosoom heeft.

Een duidelijk voorbeeld hiervan is het syndroom van Klinefelter.

Mensen die aan dit syndroom lijden, hebben 47 chromosomen: 22 paren autosomale chromosomen en 3 geslachtshormonen (XXY). Zoals je misschien weet, is dit één geslachtshormoon meer dan wat mensen normaal gesproken hebben. Deze mensen ontwikkelen meestal de typisch mannelijke kenmerken. Dit ondersteunt dus de theorie dat het Y-chromosoom beslissend is voor het proces van de geslachtsbepaling.

In vele gevallen zijn de mensen met deze stoornis zich niet bewust dat ze aan dit syndroom lijden. Ze merken het pas als ze volwassen worden. Want dan beginnen ze de typische symptomen van deze aandoening te vertonen (onvruchtbaarheid, buitensporige borstontwikkeling, enzovoort). In het algemeen is het syndroom van Klinefelter een genetische aandoening die vaker bij mannen optreedt.

Hoe gebeurt het proces van chromosomale inactivering van het X-chromosoom?

Chromosomale inactivering

Tijdens de chromosomale inactivering van het X-chromosoom zijn er in theorie twee mogelijke mechanismen om op te volgen:

  • de selectie van het X-chromosoom dat actief zal blijven
  • de selectie van het X-chromosoom dat inactief zal blijven

Wetenschappers hebben dit ontdekt nadat ze het triple X-syndroom bestudeerd hadden. Dit is een genetische aandoening die gekenmerkt wordt door de aanwezigheid van een extra X-chromosoom (XXX).

Bij mensen die aan dit syndroom lijden, worden twee van hun X-chromosomen willekeurig inactief. Dit ondersteunt dus de theorie dat het mechanisme dat het proces van chromosomale inactivering stuurt, de selectie van het X-chromosoom is dat actief zal blijven.

Globaal gezien is het stilleggen van het X-chromosoom een epigenetisch fenomeen dat wetenschappers al tientallen jaren intrigeert.

De ruime meerderheid van de genen komt over het algemeen tot uitdrukking in twee chromosomale kopieën (onthoud dat het menselijke wezen 22 paar autosomen heeft). Maar dit is niet mogelijk bij de geslachtschromosomen. Dat komt omdat het aantal X- en Y-chromosomen tussen de twee geslachten verschilt.

Zichtbare gevolgen van een chromosomale inactivering

Chromosomale inactivering zichtbaar onder de microscoop

Murray Barr en Ewart Bertram zijn twee Canadese wetenschappers. In 1949 hebben ze ontdekt dat het mogelijk is om het geslacht van een persoon te bepalen. Dit kan op basis van de aan- of afwezigheid van een gecondenseerd bloedlichaampje dat in de cellen van vrouwen optreedt.

Het verwijst naar wat nu de naam het bloedlichaampje van Barr draagt. Dit is niets meer dan de inactivering van één van de twee kopieën van het X-chromosoom bij vrouwen. Het verwijst naar de chromosomale hypermethylering. Dit zorgt ervoor dat de effecten van het chromosoom zichtbaar zijn onder de microscoop.

Volgens de hypothese van Lyon, een Brits geneticus gespecialiseerd in deze fenomenen, is het inactiveringsproces bij zoogdieren willekeurig. In sommige cellen valt een X-chromosoom uit. Maar in andere cellen kan het in een ander chromosoom veranderen. De willekeurigheid van dit proces draagt eigenlijk bij tot de genetische veranderlijkheid. We interpreteren het dus als een positief aspect.

Bovendien kon Lyon waarnemen dat katten met een vacht met verschillende gekleurde vlekken meestal vrouwtjes waren. De verschillende kleuren waren eigenlijk een gevolg van de willekeurige inactivering van één van hun X-chromosomen. Ter ere van deze geneticus heeft men dit fenomeen lionisatie genoemd.

  • Crawford D, Dearmun A. Klinefelter syndrome. Nurs Child Young People 2017; 29: 19.
  • Otter M, Schrander-Stumpel CT, Curfs LM. Triple X syndrome: a review of the literature. Eur J Hum Genet 2010; 18: 265-71.
  • Priyadharscini RA, Sabarinath TR. Barr bodies in sex determination. J Forensic Dent Sci 2013; 5: 64-7.