Η τριχρωμία είναι γένους θηλυκού!
της Μελίνας Σαπουντζή
Ένα από τα πιο αγαπητά και όμορφα οικόσιτα ζώα, τα οποία πρωταγωνιστούν στην καθημερινότητα πολλών από εμάς, είναι οι γάτες. Κάτι το οποίο θαυμάζουμε και λατρεύουμε σε αυτές είναι το τρίχωμα τους. Όλοι μας έχουμε παρατηρήσει γάτες με διαφορετικά χρωματικά μοτίβα στο τρίχωμα τους που μας μαγνητίζουν το βλέμμα.
Πώς αποκτούν οι γάτες τα χρωματικά μοτίβα στο τρίχωμά τους;
Η απάντηση σε αυτό το ερώτημα κρύβεται στο γονιδίωμά τους, και πιο συγκεκριμένα σε ένα φαινόμενο που το συναντάμε στα περισσότερα θηλυκά θηλαστικά και ονομάζεται απενεργοποίηση του χρωμοσώματος Χ.
Ο καθορισμός του φύλου των θηλαστικών εξαρτάται από δύο χρωμοσώματα το Χ και το Y. Πιο συγκεκριμένα τα θηλυκά έχουν δύο Χ χρωμοσώματα, ενώ τα αρσενικά έχουν ένα Χ και ένα Υ χρωμόσωμα. Το Υ χρωμόσωμα πέρα των άλλων γονιδίων, περιέχει όλα εκείνα τα γονίδια, τα οποία είναι απαραίτητα για την ανάπτυξη των χαρακτηριστικών των αρσενικών ατόμων. Αντίθετα, το Χ χρωμόσωμα, περιέχει γονίδια που είναι απαραίτητα και στα δύο φύλα. Όπως συμβαίνει στα αρσενικά άτομα, ένα αντίγραφο του Χ χρωμοσώματος είναι αρκετό για να εκτελεστούν οι κυτταρικές τις λειτουργίες. Τα θηλυκά άτομα φέρουν δύο αντίγραφα του Χ χρωμοσώματος, και αυτή η διπλή δόση είναι τοξική για τα κύτταρα. Για να διορθωθεί αυτή η ανισορροπία, τα θηλυκά θηλαστικά έχουν αναπτύξει έναν μοναδικό μηχανισμό αντιστάθμισης της δοσολογίας που ονομάζεται αδρανοποίηση ή απενεργοποίηση του Χ χρωμοσώματος. Με τη συγκεκριμένη διαδικασία, το ένα από τα δυο χρωμοσώματα Χ που υπάρχουν στο κύτταρο, απενεργοποιείται, συμπυκνώνεται και μοιάζει πάρα πολύ σαν μια κηλίδα στο μικροσκόπιο. Αυτή η κηλίδα πλέον ονομάζεται σωμάτιο Barr.
Η απενεργοποίηση λαμβάνει χώρα λίγο πριν την εμφύτευση του εμβρύου, όταν το έμβρυο αποτελείται από μερικά κύτταρα. Σε κάποια κύτταρα, απενεργοποιείται το χρωμόσωμα Χ που κληρονομήθηκε από τη μητέρα, ενώ σε άλλα το χρωμόσωμα που κληρονομήθηκε από τον πατέρα. Το ποιο από τα δύο Χ χρωμοσώματα, το μητρικό ή το πατρικό, θα απενεργοποιηθεί σε κάθε κύτταρο θεωρείται τυχαίο, καθώς δεν υπάρχει κάποιος γνωστός μηχανισμός με τον οποίο γίνεται η επιλογή του χρωμοσώματος Χ που θα απενεργοποιηθεί. Η απενεργοποίηση του Χ χρωμοσώματος είναι μόνιμη και κληρονομείται σε όλα τα κύτταρα που προκύπτουν από τις πρώτες διαιρέσεις. Έτσι τα θηλυκά είναι μωσαϊκά και το φαινόμενο ονομάζεται μωσαϊκισμός όπως λέμε και στη βιολογία.
Fun Fact
Ήξερες ότι;
Στον άνθρωπο έχουν παρατηρηθεί μωσαϊκά όπως η πάθηση που χαρακτηρίζεται από απουσία ιδρωτοποιών αδένων κατά περιοχές (μπαλώματα) στο δέρμα θηλυκών ατόμων.
Που το βλέπουμε αυτό το φαινόμενο;
Ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα του μωσαϊκισμού είναι οι τρίχρωμες γάτες, όπως οι tortoise και οι calico (Εικόνα 1). Το γονίδιο που ευθύνεται για τα μπαλώματα στη γούνα, βρίσκεται στο Χ χρωμόσωμα.
Στις αρσενικές γάτες, οι οποίες κληρονομούν το Χ χρωμόσωμα από τη μητέρα τους, μπορούν να εμφανίζουν μόνο πορτοκαλί ή μαύρο χρώμα. Στον αντίποδα, στις θηλυκές γάτες που έχουν 2 Χ χρωμοσώματα, το ένα Χ χρωμόσωμα κωδικοποιεί το πορτοκαλί χρώμα και το άλλο δίνει μαύρο (Εικόνα 2). Ανάλογα με το Χ χρωμόσωμα που μένει ενεργό σε κάθε κύτταρο, προκύπτει είτε ένα πορτοκαλί είτε ένα μαύρο μπάλωμα πάνω στο τρίχωμα, και έτσι το τρίχωμα της γάτας παίρνει τη μορφή μωσαϊκού (tortoise) ή μπαλωμάτων (calico) (Εικόνα 1).
Τι να θυμάμαι:
Τα θηλυκά θηλαστικά έχουν 2 Χ χρωμοσώματα ενώ τα αρσενικά 1 Χ και 1 Υ χρωμόσωμα.
Η ύπαρξη των 2 Χ χρωμοσωμάτων είναι τοξική για τα θηλυκά, για αυτό και έχουν αναπτύξει έναν μηχανισμό αντιστάθμισης της δοσολογίας, την αδρανοποίηση του Χ χρωμοσώματος.
Το φαινόμενο της αδρανοποίησης του Χ χρωμοσώματος συνδέεται άρρηκτα με το πώς διαμορφώνονται τα χρώματα στο τρίχωμα της γάτας, καθώς το υπεύθυνο γονίδιο βρίσκεται στο Χ-χρωμόσωμα.
Οι τρίχρωμες γάτες, tortoise και calico είναι θηλυκές.
Για περισσότερες πληροφορίες:
Lyon MF. X-chromosome inactivation. Curr Biol. 1999 Apr 8;9(7):R235-7. doi: 10.1016/s0960-9822(99)80151-1. PMID: 10209128.
Ahn, J., & Lee, J. (2008). X chromosome: X inactivation. Nature Education, 1(1), 24
Osgood, M. P.. X-Chromosome Inactivation: The Case of the Calico Cat1. American Journal of Pharmaceutical Education, 1994, Ann Arbor MI, 48109, 1048
Λίγα λόγια για τη Μελίνα Σαπουντζή
"Είμαι απόφοιτος της σχολής Βιοχημείας και Βιοτεχνολογίας του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας στη Λάρισα. Αυτή τη στιγμή είμαι υποψήφια μεταπτυχιακή φοιτήτρια , στο Διατμηματικό Μεταπτυχιακό Πρόγραμμα Σπουδών της Ιατρικής ΑΠΘ «Βλαστοκύτταρα και Αναγεννητική Ιατρική». Οι προπτυχιακές σπουδές μου αποτέλεσαν το προ εναρκτήριο σήμα για να καταλάβω , πως τα ερευνητικά μου ενδιαφέροντα κεντράρουν στον τομέα της Βιοτεχνολογίας , για αυτό και συνεχίζω σ’αυτόν τον κλάδο και σε μεταπτυχιακό επίπεδο. "