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cromosoma X

El cromosoma X es uno de los dos cromosomas sexuales en muchos organismos, incluidos los mamíferos, y se encuentra tanto en hombres como en mujeres. Es parte del sistema de determinación del sexo XY y del sistema de determinación del sexo XO . El cromosoma X fue nombrado por sus propiedades únicas por los primeros investigadores, lo que resultó en el nombramiento de su homólogo cromosoma Y , por la siguiente letra del alfabeto, tras su posterior descubrimiento. [3]

Descubrimiento

Hermann Henking, en Leipzig, descubrió por primera vez que el cromosoma X era especial en 1890 . Henking estaba estudiando los testículos de Pyrrhocoris y notó que un cromosoma no participaba en la meiosis . Los cromosomas reciben este nombre debido a su capacidad para captar tinciones ( croma en griego significa color ). Aunque el cromosoma X podía teñirse tan bien como los demás, Henking no estaba seguro de si se trataba de una clase diferente del objeto y, en consecuencia, lo nombró elemento X , [4] que más tarde se convirtió en cromosoma X después de que se estableció que en realidad era un cromosoma. [5]

La idea de que el cromosoma X recibió su nombre por su similitud con la letra "X" es errónea. Todos los cromosomas normalmente aparecen como una masa amorfa bajo el microscopio y adquieren una forma bien definida sólo durante la mitosis. Esta forma tiene una vaga forma de X en todos los cromosomas. Es totalmente coincidente que el cromosoma Y , durante la mitosis , tenga dos ramas muy cortas que pueden verse fusionadas bajo el microscopio y aparecer como la descendente de una forma de Y. [6]

Clarence Erwin McClung sugirió por primera vez que el cromosoma X estaba involucrado en la determinación del sexo en 1901. Después de comparar su trabajo sobre las langostas con el de Henking y otros, McClung notó que solo la mitad de los espermatozoides recibían un cromosoma X. Llamó a este cromosoma cromosoma accesorio e insistió (correctamente) en que era un cromosoma adecuado y teorizó (incorrectamente) que era el cromosoma determinante del sexo masculino. [4]

Patrón de herencia

El número de posibles ancestros en la línea de herencia del cromosoma X en una generación ancestral determinada sigue la secuencia de Fibonacci. (Según Hutchison, L. "Hacer crecer el árbol genealógico: el poder del ADN en la reconstrucción de las relaciones familiares". [7] )

Luke Hutchison notó que varios posibles ancestros en la línea de herencia del cromosoma X en una generación ancestral dada siguen la secuencia de Fibonacci . [7] Un individuo masculino tiene un cromosoma X, que recibió de su madre, y un cromosoma Y , que recibió de su padre. El varón cuenta como el “origen” de su propio cromosoma X ( ), y en la generación de sus padres, su cromosoma X provino de un solo progenitor ( ). La madre del varón recibió un cromosoma X de su madre (la abuela materna del hijo) y uno de su padre (el abuelo materno del hijo), por lo que dos abuelos contribuyeron al cromosoma X del descendiente masculino ( ). El abuelo materno recibió su cromosoma X de su madre y la abuela materna recibió los cromosomas X de ambos padres, por lo que tres bisabuelos contribuyeron al cromosoma X del descendiente masculino ( ). Cinco tatarabuelos contribuyeron al cromosoma X del descendiente masculino ( ), etc. (Tenga en cuenta que esto supone que todos los antepasados ​​de un descendiente determinado son independientes, pero si se rastrea alguna genealogía lo suficientemente atrás en el tiempo, los antepasados ​​comienzan a aparecer en múltiples líneas de la genealogía, hasta que finalmente aparece un fundador de población en todas las líneas de la genealogía).

Humanos

Función

Núcleo de una célula femenina de líquido amniótico. Arriba: FISH detecta ambos territorios del cromosoma X. Se muestra una única sección óptica realizada con un microscopio confocal . Abajo: Mismo núcleo teñido con DAPI y grabado con una cámara CCD . El cuerpo de Barr está indicado por la flecha, identifica la X inactiva (Xi).

El cromosoma X en los seres humanos abarca más de 153 millones de pares de bases (el material de construcción del ADN ). Representa alrededor de 800 genes codificadores de proteínas en comparación con el cromosoma Y que contiene alrededor de 70 genes, de un total de 20.000 a 25.000 genes en el genoma humano. Cada persona suele tener un par de cromosomas sexuales en cada célula. Las mujeres suelen tener dos cromosomas X, mientras que los hombres suelen tener un cromosoma X y un cromosoma Y. Tanto los hombres como las mujeres conservan uno de los cromosomas X de su madre, y las mujeres conservan el segundo cromosoma X de su padre. Dado que el padre conserva su cromosoma X de su madre, una mujer humana tiene un cromosoma X de su abuela paterna (por parte del padre) y un cromosoma X de su madre. Este patrón de herencia sigue los números de Fibonacci en una profundidad ancestral determinada. [ cita necesaria ]

Los trastornos genéticos que se deben a mutaciones en genes del cromosoma X se describen como ligados al cromosoma X. Si el cromosoma X tiene un gen de enfermedad genética, siempre causa enfermedad en los pacientes masculinos, ya que los hombres tienen solo un cromosoma X y, por lo tanto, solo una copia de cada gen. Las mujeres, en cambio, requieren ambos cromosomas X para tener la enfermedad y, como resultado, potencialmente solo podrían ser portadoras de una enfermedad genética, ya que su segundo cromosoma X anula al primero. Por ejemplo, la hemofilia A y B y el daltonismo congénito rojo-verde son hereditarios de esta manera.

El cromosoma X contiene cientos de genes, pero pocos o ninguno de ellos tienen algo que ver directamente con la determinación del sexo. Al comienzo del desarrollo embrionario en las mujeres, uno de los dos cromosomas X está permanentemente inactivado en casi todas las células somáticas (células distintas de los óvulos y los espermatozoides ). Este fenómeno se llama inactivación del X o Lyonización , y crea un cuerpo de Barr . Si la inactivación del cromosoma X en la célula somática significara una desfuncionalización completa de uno de los cromosomas X, garantizaría que las mujeres, al igual que los hombres, tuvieran sólo una copia funcional del cromosoma X en cada célula somática. Anteriormente se suponía que este era el caso. Sin embargo, investigaciones recientes sugieren que el cuerpo de Barr puede ser más biológicamente activo de lo que se suponía anteriormente. [8]

La inactivación parcial del cromosoma X se debe a la heterocromatina represiva que compacta el ADN e impide la expresión de la mayoría de los genes. La compactación de la heterocromatina está regulada por el Complejo Represivo 2 de Polycomb ( PRC2 ). [9]

genes

Número de genes

Las siguientes son algunas de las estimaciones del recuento de genes del cromosoma X humano. Debido a que los investigadores utilizan diferentes enfoques para la anotación del genoma, sus predicciones sobre la cantidad de genes en cada cromosoma varían (para obtener detalles técnicos, consulte predicción de genes ). Entre varios proyectos, el proyecto colaborativo de secuencia de codificación por consenso ( CCDS ) adopta una estrategia extremadamente conservadora. Por lo tanto, la predicción del número de genes del CCDS representa un límite inferior en el número total de genes que codifican proteínas humanas. [10]

lista de genes

La siguiente es una lista parcial de genes en el cromosoma X humano. Para obtener una lista completa, consulte el enlace en el cuadro de información a la derecha.

Estructura

Está teorizado por Ross et al. 2005 y Ohno 1967 que el cromosoma X se deriva al menos parcialmente del genoma autosómico (no relacionado con el sexo) de otros mamíferos, como lo demuestran los alineamientos de secuencias genómicas entre especies.

El cromosoma X es notablemente más grande y tiene una región de eucromatina más activa que su homólogo del cromosoma Y. Una comparación más detallada de X e Y revela regiones de homología entre los dos. Sin embargo, la región correspondiente en Y parece mucho más corta y carece de regiones que se conservan en X en todas las especies de primates, lo que implica una degeneración genética para Y en esa región. Debido a que los hombres tienen solo un cromosoma X, tienen más probabilidades de tener una enfermedad relacionada con el cromosoma X.

Se estima que alrededor del 10% de los genes codificados por el cromosoma X están asociados con una familia de genes "CT", llamados así porque codifican marcadores que se encuentran tanto en las células tumorales (en pacientes con cáncer) como en los testículos humanos. (en pacientes sanos). [18]

Papel en la enfermedad

Anomalías numéricas

Síndrome de Klinefelter :

Trisomía X

Síndrome de Turner :

Trastornos recesivos ligados al cromosoma X

La vinculación sexual se descubrió por primera vez en insectos, por ejemplo, cuando TH Morgan descubrió en 1910 el patrón de herencia de la mutación de ojos blancos en Drosophila melanogaster . [23] Tales descubrimientos ayudaron a explicar los trastornos ligados al cromosoma X en humanos, por ejemplo, hemofilia A y B, adrenoleucodistrofia y daltonismo rojo-verde .

Otros trastornos

El síndrome masculino XX es un trastorno poco común en el que la región SRY del cromosoma Y se ha recombinado para ubicarse en uno de los cromosomas X. Como resultado, la combinación XX después de la fertilización tiene el mismo efecto que una combinación XY, lo que da como resultado un macho. Sin embargo, los otros genes del cromosoma X también provocan la feminización.

La distrofia corneal endotelial ligada al cromosoma X es una enfermedad extremadamente rara de la córnea asociada con la región Xq25. La distrofia corneal epitelial de Lisch se asocia con Xp22.3.

La megalocórnea 1 está asociada con Xq21.3-q22 [ cita médica necesaria ]

Adrenoleucodistrofia , un trastorno raro y mortal que la madre transmite en la célula X. Afecta sólo a niños de entre 5 y 10 años y destruye la célula protectora que rodea los nervios, la mielina , en el cerebro. La mujer portadora apenas muestra síntomas porque las mujeres tienen una copia de la célula X. Este trastorno hace que un niño que alguna vez estuvo sano pierda toda capacidad para caminar, hablar, ver, oír e incluso tragar. Dentro de los 2 años posteriores al diagnóstico, la mayoría de los niños con adrenoleucodistrofia mueren.

banda citogenética

Ideograma de bandas G del cromosoma X humano en una resolución de 850 bphs. La longitud de la banda en este diagrama es proporcional a la longitud del par de bases. Este tipo de ideograma se utiliza generalmente en navegadores de genoma (p. ej., Ensembl , UCSC Genome Browser ).
Patrones de bandas G del cromosoma X humano en tres resoluciones diferentes (400, [24] 550 [25] y 850 [2] La longitud de la banda en este diagrama se basa en los ideogramas de ISCN (2013). [26] Este tipo de ideograma representa la longitud relativa real de la banda observada bajo un microscopio en los diferentes momentos durante el proceso mitótico [27] .

Investigación

En julio de 2020, los científicos informaron sobre el primer ensamblaje completo y sin espacios de un cromosoma X humano . [32] [33]

Ver también

Referencias

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  2. ^ Página de decoración del genoma abc, NCBI. Datos de ideograma para Homo sapience (850 bphs, Asamblea GRCh38.p3). Última actualización 2014-06-03. Consultado el 26 de abril de 2017.
  3. ^ Angier, Natalie (1 de mayo de 2007). "Para el cromosoma X maternal, el género es sólo el comienzo". Los New York Times . Consultado el 1 de mayo de 2007 .
  4. ^ ab James Schwartz, En busca del gen: de Darwin al ADN , páginas 155-158, Harvard University Press, 2009 ISBN 0674034910 
  5. ^ David Bainbridge, 'La X en el sexo: cómo el cromosoma X controla nuestras vidas , páginas 3-5, Harvard University Press, 2003 ISBN 0674016211
  6. ^ Bainbridge, páginas 65-66
  7. ^ ab Hutchison, Luke (septiembre de 2004). "Hacer crecer el árbol genealógico: el poder del ADN en la reconstrucción de las relaciones familiares" (PDF) . Actas del Primer Simposio sobre Bioinformática y Biotecnología (BIOT-04) . Consultado el 3 de septiembre de 2016 .
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