Heterochromozomy

Heterochromosomy

Kombinace chromosomů X a Y se podílí na genetické determinaci pohlaví u savčího typu pohlavní determinace, tzn. i v lidské populaci. Ženské pohlaví určuje pár submetacentrických chromosomů XX, které náleží v karyotypu do skupiny C; mužské pohlaví je determinováno chromosomy XY. Chromosom Y patří morfologií mezi malé akrocentrické chromosomy skupiny G.

Chromosomy X a Y se liší svou morfologií, ale zejména genetickou mapou, kdy chromosom X má v heteronymní oblasti bohatou a odlišnou genetickou výbavu oproti chromosomu Y. X a Y chromosom mají pouze v krátké pseudoautosomální oblasti (homonymní oblast) shodné lokusy.

Přibližně do šestého týdne embryonálního vývoje předchází pohlavní diferenciaci geneticky podmíněná možnost vývoje obou typů pohlaví a to nezávisle na přítomnosti heterochromosomů XX nebo XY. To znamená, že jsou u všech zárodků přítomny základy obou typů gonád (Wolffovy vývody i Müllerovy vývody). Od této skutečnosti se odvíjí situace, kdy chomosomálně určené pohlaví se neuplatní.

Jelikož ženy, na rozdíl od mužů, mají geny lokalizované na chromosomu X ve dvou kopiích, dochází u nich k náhodné inaktivaci jednoho ze dvou X chromosomů a tím ke kompenzaci dávky genů u muže. Inaktivace chromosomu X nastává okolo dvanáctého dne embryogeneze. V buňkách je s přibližně 50% pravděpodobností inaktivován chromosom paternálního původu a se stejnou pravděpodobností maternálního původu. V dalších buněčných dělení je pak zachována "paměť" pro typ inaktivace; na buněčné úrovni tak vznikají klony s inaktivovaným chromosomem X buď maternálního nebo paternálního původu. U heterozygotní kombinace alel v genech lokalizovaných na chromosomu X pak vzniká na buněčné úrovni mosaicismus v expresi jedné nebo druhé alely (např. testikulární feminizace, anhidrotická ektodermální dysplasie a další). Jeden inaktivovaný chromosom X je prokazatelný ve světelném mikroskopu v interfázním jádře ženy jako heterochromatinové tělísko (synonyma - Barrovo tělísko, X chromatin). U syndromů, které jsou podmíněny navýšeným počtěm chromosomu X je v buňkách aktivní vždy pouze jeden z X chomosomů, zbývající jsou inaktivovány. Např. u Klinefelterova syndromu s karyotypem 47,XXY se v interfázním jádře vyskytuje jedno Barrovo tělísko.

Za vývoj pohlavního dimorfismu je odpovědný gen SRY (sex determining region of the Y chromosome - pohlaví určující oblast), který je lokalizován v heteronymní oblasti chromosomu Y. Je to klíčový gen, na kterém závisí kaskáda dějů, které vedou k vývoji mužských pohlavních orgánů.

U genů lokalizovaných na chromosomu X je nutné vzít v úvahu rozdíl mezi homogametními ženami a heterogametními muži. Otec předává X chromosom všem svým dcerám, Y chromosom synům (tzv. holandrická dědičnost). Matka předává chromosom X jak dcerám, tak synům a to s 50% pravděpodobností pro každý z jejích dvou X chromosomů.

Rozdíl v heterochromosomální výbavě muže a ženy se odráží i v genetické determinaci znaků lokalizovaných na chromosomu X. Ženy mohou být dominantní homozygotky, heterozygotky nebo recesivní homozygotky. Muži, v důsledku přítomnosti pouze jednoho chromosomu X, mají znak determinován pouze jednou ze dvou možných alel - jsou hemizygoti.