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Barr cuerpos en hombres?

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Esta fuente afirma que hay cuerpos de Barr en 0-4% de los hombres.

¿Por qué no está completo al 0%? ¿Por qué algunos machos pierden su único cromosoma X? Entonces, ¿cómo compensa su cuerpo esos genes que están inactivos?


Para comprender cómo puede ocurrir la inactivación de X en, se requiere un poco de comprensión de cómo surgen los cuerpos de Barr.

Los principales actores clave a tener en cuenta son (de 1):

  1. Xist: Xist Requerido para el inicio de la inactivación de X
  2. Tsix: Tsix (¡es Xist escrito al revés!) Reprime la expresión de Xist silenciando el promotor de Xist, también requerido para el emparejamiento del cromosoma X, contando el número de XIC (cromosomas X-inactivados)

A partir de 2, aquí hay un diagrama general de cómo se produce la inactivación de X.

La inactivación de X requiere primero contar cuántos cromosomas X están presentes (n). Luego, el número (n-1) de cromosomas X se inactiva. La elección para la que se inactiva es en gran parte aleatoria.

Por lo tanto, si un hombre tiene varios cromosomas X (como en el caso del síndrome de Klinefelter), la inactivación de X se produciría en los hombres. Sin embargo, también existe el caso de que el recuento erróneo puede conducir a la inactivación del único cromosoma X en los machos al principio de un embrión en desarrollo. Pero esto es letal y el embrión moriría.

Puede encontrar más información sobre el síndrome de Kleinfelter aquí: Síndrome de Klinefelter

  1. Guiado por ARN: inactivación de X como modelo para la función de lncRNA.
  2. Lecciones de la inactivación del cromosoma X: ncRNA largo como guías y ataduras al epigenoma

CROMATINA SEXUAL

Ursula Mittwoch, en Cromosomas sexuales, 1967

III Propiedades generales de los cuerpos de Barr

Un cuerpo de Barr es un cuerpo pequeño y bien definido que se tiñe intensamente con tintes nucleares (Figs. 10.3, 4). Está presente en una gran proporción de núcleos de origen femenino y ausente en núcleos masculinos. El tamaño de un cuerpo de Barr es de aproximadamente 1 μ de diámetro. El tamaño medio se ha estimado en 0,7 × 1,2 μ, tanto en núcleos de mucosa bucal como en secciones de varios tejidos humanos (K. L. Moore y Barr, 1954, 1955). Los núcleos en interfase no siempre son del todo homogéneos y pueden contener una serie de cuerpos con tinción más o menos oscura, que se conocen como cromocentros. En las células de origen humano, estos cromocentros inespecíficos son generalmente más pequeños que los cuerpos de Barr y tienen un contorno menos bien definido. En los casos en los que se ha informado de un pequeño porcentaje de cuerpos de Barr en núcleos masculinos, esto se debe casi con certeza a cromocentros no específicos del sexo, que eran lo suficientemente similares a los cuerpos de Barr como para haber sido confundidos con ellos. En algunos mamíferos, particularmente en los roedores, los cromocentros son mucho más prominentes. Aquí la demostración de los cuerpos de Barr presenta considerables dificultades.

HIGO. 10.3. Cuerpo de cromatina sexual en fibroblastos cultivados de piel de donante (tinción de Feulgen).

HIGO. 10.4. Cromatina sexual adyacente al nucleolo en fibroblasto de origen femenino (tionina, × 2200).

Los cuerpos de Barr suelen estar situados en la periferia del núcleo. Sin embargo, una minoría de cuerpos de Barr se encuentra en otras partes del núcleo, y muchos de ellos están situados cerca de un nucléolo (fig. 10.4). Klinger (1957) encontró que en el amnios y el tejido conjuntivo, el 61,8% de los cuerpos de Barr estaban en la periferia nuclear, el 23,2% estaban recostados contra un nucléolo y el 9,2% aparentemente estaban libres en el citoplasma (aunque no se puede excluir que un cuerpo de Barr que se ve en el centro de un perfil nuclear no está, de hecho, contra la membrana nuclear en el núcleo tridimensional).

Los cuerpos de Barr tienen una de varias formas distintas. Muchos parecen ser plano-convexos o en forma de cuña, con el lado plano apoyado contra la membrana nuclear y la parte convexa apuntando hacia el citoplasma. Los cuerpos de Barr en el centro del núcleo parecen ser rectangulares, y también se pueden observar algunos cuerpos de Barr rectangulares en la periferia del núcleo. Algunos cuerpos de Barr, particularmente los rectangulares, parecen ser bipartitos.

Algunos investigadores, al calificar los cuerpos de Barr, incluyen solo aquellos que están situados en la periferia de la membrana nuclear. Es casi seguro que esta práctica subestima la verdadera incidencia de los cuerpos de Barr. Por otro lado, dado que es más difícil distinguir los cuerpos centrales de Barr de los cromocentros inespecíficos, puede ser conveniente excluir todos los cuerpos colocados centralmente en preparaciones que no sean del más alto nivel técnico, por ejemplo, en preparaciones de mucosa bucal, que puede contener una alta proporción de células moribundas.

Los cuerpos de Barr se pueden demostrar particularmente bien en células cultivadas en cultivo. Así Serr et al. (1958) encontraron cromatina sexual en el 90% de las células cultivadas a partir de tiroides humana, mientras que Fraccaro y Lindsten (1959), que cultivaron una gran cantidad de órganos de fetos humanos, informaron incidencias de cromatina sexual que variaban entre 34% y 88% en el culturas originarias de fetos femeninos. Miles (1960) encontró una correlación negativa entre la incidencia de cuerpos de Barr y la frecuencia de mitosis en células de amnios cultivadas, y esta relación se confirmó (Therkelsen y Peterson, 1962, Schnedl, 1964) en cultivos de fibroblastos de origen humano. Ross (1962) ha descrito una técnica para demostrar la cromatina sexual en cultivos de tejidos. Es posible que la cromatina sexual ya no sea visible en el cultivo de tejidos si se han producido cambios cromosómicos a gran escala, es decir, cuando las células se han "transformado" (Orsi y Ritter, 1958 Miles, 1959). Aparte de esto, las células cultivadas son particularmente favorables para el estudio de la cromatina sexual, ya que las células están presentes en una sola capa y los núcleos se aplanan sobre el vidrio del cubreobjetos. Por las mismas razones, también se pueden obtener excelentes preparaciones de cromatina sexual a partir de montajes completos de membranas embrionarias, como demostraron Klinger y Schwarzacher (1960, 1962).

Los cuerpos de Barr pueden teñirse con una gran cantidad de tintes nucleares (véase Culling, 1966). Las técnicas de tinción de uso común emplean violeta de cresilo (K. L. Moore y Barr, 1955), tionina (Klinger y Ludwig, 1957) y Feulgen. El hecho de que los cuerpos de Barr se tiñen mediante la técnica de Feulgen después de la hidrólisis ácida y tengan afinidad por el verde de metilo en lugar de la pironina (Lindsay y Barr, 1955), indica que están compuestos de material similar al de los cromosomas y contienen ADN.

Los cuerpos de Barr también se pueden ver en células vivas y no teñidas por medio de microscopía de contraste de fase. Esto fue descrito por James (1960), quien observó cromatina sexual en células vivas cultivadas de una gata y por Miles (1960), quien cultivó células de amnios humanos. De Mars (1962), utilizando cultivos de fibroblastos obtenidos de biopsias de piel humana, observó la cromatina sexual en las mismas células tanto en condiciones de vida como después de la fijación y tinción de Feulgen. Se encontró que la cromatina sexual después de la tinción estaba en la misma posición en la que había estado en la célula viva. Schwarzacher (1963) informó que en células humanas vivas cultivadas in vitro, la cromatina sexual era visible en el 46% de los núcleos, mientras que después de la fijación y la tinción se podía ver en aproximadamente el 90% de las células. En el 10% restante de los núcleos sexuales, la cromatina no pudo verse por ningún método. De Mars (1964) encontró que en cultivos de células humanas, los cuerpos de Barr no se forman hasta al menos 16 horas después de la mitosis.

Parece que en cultivos de células humanas la presencia o ausencia de cuerpos de Barr se correlaciona con el tamaño de las células (Mittwoch et al., 1965). Las mediciones en células humanas cultivadas han demostrado que menos células con núcleos muy grandes tenían cuerpos de Barr, mientras que los núcleos más pequeños tendían a tener tantos cromocentros que no se podían distinguir los cuerpos de Barr. Por tanto, los cuerpos de Barr parecen estar presentes preferentemente en núcleos de tamaño intermedio. Esto sugiere que la formación de cuerpos de Barr está relacionada con el grado de condensación del núcleo en su conjunto, pero que los cuerpos de Barr se condensarán en situaciones en las que el resto de la cromatina no lo hace.

La ausencia de cromatina sexual en los núcleos más grandes está de acuerdo con los hallazgos en embriones tempranos. Los cuerpos de Barr se pueden ver en embriones femeninos, excepto en los primeros. Glenister (1956) examinó 22 fetos humanos masculinos y 12 femeninos, de una longitud entre la coronilla y la rabadilla de 18 a 150 mm. En todos ellos, la presencia o ausencia de cromatina sexual correspondió al estado histológico de las gónadas. En los embriones femeninos, del 30 al 50% de los núcleos tenían cromatina sexual. Klinger (1957) encontró que en 21 embriones el estado de la cromatina sexual estaba de acuerdo con los genitales externos y la morfología de las gónadas de otros tres embriones, que eran demasiado jóvenes para ser sexados de esta manera, uno contenía cromatina sexual y dos carecían de ella. . Park (1957) estudió secciones seriadas de 33 embriones humanos y 18 de macacos, pertenecientes al Instituto Carnegie de Washington. Las edades de los embriones humanos oscilaron entre 36 horas y 24 días (el más joven estaba en la etapa de dos células), y los embriones de macacos entre 9 y 34 días. En los embriones humanos, la cromatina sexual se observó por primera vez en el trofoblasto alrededor del día 12 de gestación y en el embrión mismo después de unos 16 días. En los embriones de macacos, la cromatina sexual comenzó a verse en el décimo día en el trofoblasto, mientras que un mayor número de cuerpos de Barr aparecieron en el embrión en el decimonoveno día. Otros embriones de la misma edad no tenían cromatina sexual. Estos resultados concuerdan con las observaciones sobre embriones de gato, realizadas por Graham (1954a, b) y por Austin y Amoroso (1957), quienes sugirieron que la ausencia de cromatina sexual en los embriones tempranos está relacionada con el gran tamaño de su célula. núcleos.

Lennox (1963) y Tavares (1966) han revisado los hallazgos de cromatina sexual en células tumorales. Por lo general, el estado de la cromatina sexual parece ser el mismo que el del huésped. Sin embargo, los teratomas parecen ofrecer una excepción interesante, como lo demostraron por primera vez Hunter y Lennox (1954). Todos los teratomas en las hembras contienen cromatina sexual, y la cromatina sexual también se encuentra en los teratomas de la mitad de los machos, mientras que la otra mitad carece de ella. Lennox explicó esto asumiendo que los teratomas surgen por la fusión de células haploides, por lo tanto, dos células masculinas haploides, cada una de las cuales contiene un cromosoma X, podrían dar lugar a una célula con dos cromosomas X, lo que explicaría el cuerpo de Barr. Por otro lado, AI Taylor (1963a), quien informó hallazgos aberrantes de cromatina sexual en una proporción de teratomas embrionarios y algunos otros tumores embrionarios, sugirió que la explicación más probable es la presencia de una constitución cromosómica sexual anormal, como XO , XXY, etc.

Atkin (1960), trabajando con tumores uterinos y de otro tipo en mujeres, encontró que cuando la cromatina sexual estaba presente, aquellas con un número de cromosomas casi diploide tenían un cuerpo de cromatina sexual en la mayoría de los núcleos, mientras que los tumores con un número de cromosomas casi tetraploide tenía dos cuerpos de cromatina sexual en la mayoría de los núcleos. La importancia de este hallazgo se discutirá en la siguiente sección.


Cuerpo de Barr

Un cuerpo de Barr es un cromosoma X condensado inactivado que se encuentra en las células femeninas.

Dado que las mujeres poseen dos cromosomas X y los hombres tienen un cromosoma X y un cromosoma Y, los cuerpos de Barr son esenciales para regular la cantidad de producto génico ligado al X que se transcribe. Para garantizar que las dosis de productos génicos ligados al cromosoma X se mantengan similares entre hombres y mujeres, uno de los cromosomas X en una mujer se vuelve muy condensado: el cuerpo de Barr. Esto hace que la información genética del cromosoma sea inaccesible para las proteínas que causan la transcripción de genes. A esto se le llama compensación de dosis.

La inactivación del cromosoma X es aleatoria y ocurre en un punto temprano del desarrollo, sin embargo, alrededor del 10% de los genes en el cromosoma X inactivado evitan ser silenciados [1].

El número de cuerpos de Barr en una célula es uno menos que el número de cromosomas X. Por ejemplo:

  • En una mujer normal con el genotipo 46XX, el número de cuerpos de Barr sería 1.
  • En un hombre normal con el genotipo 46XY, el número de cuerpos de Barr sería 0.

Sin embargo, en un hombre con síndrome de Klinefelter (donde el genotipo es 47XXY), el número de cuerpos de Barr también sería 1 [2] [3].

Para calcular el número de cuerpos de Barr, un individuo tiene la fórmula: Se puede usar Xn-1.

Lyonización

La genetista británica Mary Lyon descubrió la lionización cuando descubrió que los conjuntos de cromosomas con más de un cromosoma X se inactivaban. En consecuencia, se le ocurrió la Hipótesis de Lyon en la que se basa su descubrimiento.

Este es un método conservador en el que se apaga un cromosoma X para formar un cuerpo de Barr. La lionización es el proceso en el que el cromosoma se compacta en un cuerpo de Barr pequeño y denso. Aquí la mayoría de los genes se inactivan para que no se transcriban.

La lionización permite que las hembras humanas tengan la "dosis" habitual de genes, ya que los machos ya tienen menos genes debido a la presencia del cromosoma Y, que es más pequeño que el cromosoma X, las hembras tienen dos cromosomas XX [4].

  • La inactivación es aleatoria en un punto temprano del desarrollo.
  • Una vez inactivadas, todas las células de la progenie tienen el mismo cromosoma X inactivado

Inactivación de X y ARN no codificante

El proceso de inactivación está controlado por 2 genes: Xist y Tsix (que si lo notaste son opuestos entre sí)

Xist solo se expresa en células que contienen 2 cromosomas X (hembras) y tiene la capacidad de reclutar varias proteínas silenciadoras para marcar el futuro cromosoma X no codificante [5].


Barr cuerpos en hombres? - biología

En aquellas especies en las que el sexo está determinado por la presencia del cromosoma Y o W en lugar de la diploidía de X o Z, un Cuerpo de barr es el cromosoma X inactivo en una célula femenina.
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los Barr cuerpo se indica con la flecha, identifica la X inactiva (Xi). 2.6 Barr cuerpos. 2.6.1 Genes expresados ​​en el cromosoma X inactivo.
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Compensación de dosis para loci en cromosomas sexuales

Mamíferos y Drosophila ambos tienen sistemas de determinación del sexo XX - XY. Sin embargo, debido a que estos sistemas evolucionaron de manera independiente, funcionan de manera diferente con respecto a la compensación de la diferencia en la dosis de genes (y determinación del sexo, ver más arriba). Recuerde, en la mayoría de los casos los cromosomas sexuales actúan como un par homólogo aunque el cromosoma Y ha perdido la mayoría de los loci en comparación con el cromosoma X. Por lo general, los cromosomas X e Y alguna vez fueron similares pero, por razones poco claras, los cromosomas Y se han degenerado, mutando lentamente y perdiendo sus loci. En los mamíferos de hoy en día, a los cromosomas Y les quedan muy pocos genes, mientras que los cromosomas X permanecen como estaban. Esta es una característica general de todos los organismos que utilizan sistemas de determinación del sexo basados ​​en cromosomas. Los cromosomas que se encuentran en ambos sexos (el X o el Z) han retenido sus genes, mientras que el cromosoma que se encuentra en un solo sexo (el Y o el W) ha perdido la mayoría de sus genes. En cualquier caso, existe una diferencia de dosis de genes entre los sexos: p. Ej. Las mujeres XX tienen dos dosis de genes del cromosoma X, mientras que los hombres XY solo tienen una. Esta dosis de genes debe compensarse en un proceso llamado la compensación de dosis. Hay dos mecanismos principales.

En Drosophila y muchos otros insectos, para compensar que los machos solo tienen un cromosoma X, los genes que contiene se expresan al doble de la velocidad normal. Este mecanismo de compensación de la dosis restablece el equilibrio entre las proteínas codificadas por Ligado al cromosoma X genes y los hechos por genes autosómicos.

En los mamíferos se utiliza un mecanismo diferente, llamado Inactivación del cromosoma X.

Inactivación del cromosoma X en mamíferos

En los mamíferos, el sistema de compensación de dosis opera en las hembras, no en los machos. En XX embriones, una X en cada célula se elige al azar y se marca para inactivación expresando un ARN largo no codificante. Xist. los Xist El ARN permanece en el núcleo y "recubre" el cromosoma X, reclutando proteínas que afectan el empaquetamiento cromosómico. Este cromosoma X se convierte en heterocromatina muy compacta. La expresión de Xist está reprimida en el otro cromosoma, por lo que sigue siendo eucromatina empaquetada más libremente.

A partir de este momento, este cromosoma estará inactivo, de ahí su nombre Xinactivo (XI). El otro cromosoma X, el Xactivo (Xa), no se ve afectado. La XI se replica durante la fase S y se transmite durante la mitosis al igual que cualquier otro cromosoma, pero la mayoría de sus genes nunca pueden activarse. El cromosoma aparece como una masa condensada dentro de núcleos en interfase denominada Cuerpo de barr. Con la inactivación de genes en un cromosoma X, las mujeres tienen el mismo número de genes funcionales ligados al X que los hombres.

El mecanismo exacto que utilizan las células para "contar" sus cromosomas X no está del todo claro. Básicamente, todas las células de mamíferos dejan solo un cromosoma X activo, incluso cuando hay un número anormal de cromosomas X.

  • Las hembras con una X adicional (genotipo XXX) tienen 2 cuerpos Barr y 1 X activa.
  • Los machos con una X adicional (XXY) tienen 1 cuerpo de Barr y 1 X activa.

Esta inactivación aleatoria de un cromosoma X conduce a un fenómeno comúnmente observado en los gatos. Un gen familiar ligado al cromosoma X es el naranja genO) en gatos. los O O El alelo codifica una enzima que produce un pigmento naranja para el cabello. los O B alelo hace que los pelos sean negros. Las hembras heterocigotas tienen un fenotipo moteado de color naranja y negro conocido como carey. Esto se debe a parches de células de la piel que tienen diferentes cromosomas X inactivados. En cada cabello naranja la XI cromosoma que lleva el O B alelo está inactivo. los O O alelo en la Xa Es funcional y se fabrican pigmentos anaranjados. En los pelos negros ocurre lo contrario, la XI cromosoma con el O O El alelo está inactivo y el Xa cromosoma con el O B el alelo está activo. Debido a que la decisión de inactivación ocurre temprano durante la embriogénesis, las células continúan dividiéndose para formar parches grandes en la piel del gato adulto donde uno u otro X está inactivo. los naranja gen en gatos es una buena demostración de cómo el sistema de compensación de dosis en mamíferos afecta la expresión génica. Sin embargo, la mayoría de los genes ligados al cromosoma X no producen fenotipos de mosaico tan dramáticos en hembras heterocigotas.

Figura ( PageIndex <3> ): Relación entre genotipo y fenotipo para un gen ligado al cromosoma X en gatos. El alelo O O = naranja mientras que el
Alelo O B = negro. (Original-Harringtion-CC: AN)

Un ejemplo más típico es el F8 gen en humanos. Produce proteínas de coagulación sanguínea del factor VIII en las células del hígado. Si un hombre es hemicigótico para un alelo mutante, el resultado es hemofilia tipo A. Las mujeres homocigóticas para alelos mutantes también tendrán hemofilia. Hembras heterocigotas, aquellas personas que son F8 + /F8 -, no tienen hemofilia porque a pesar de que la mitad de sus células hepáticas no producen Factor VIII (porque la X con el F8 + alelo está inactivo) el otro 50% puede. Debido a que algunas de sus células hepáticas exportan proteínas del factor VIII al torrente sanguíneo, tienen la capacidad de formar coágulos de sangre en todo el cuerpo. El mosaicismo genético en las células de sus cuerpos no produce un fenotipo de mosaico visible.

Figura ( PageIndex <4> ): Las hembras heterocigotas para una mutación F8 tienen una mezcla de células hepáticas en las que el cromosoma F8 + o F8 - está inactivo. Debido a que las personas con el genotipo F8 + / F8 - tienen el mismo fenotipo, coagulación sanguínea normal, que las personas F8 + / F8 +, la mutación F8 - se clasifica como recesiva. (Original-Harringtion / Locke-CC: AN)

La predicción de cruces genéticos con genes ligados al cromosoma X sigue la de los genes autosómicos, recordando que cada gameto contiene solo un cromosoma sexual.

Una gata carey y un gato negro tienen 8 crías. ¿Cuántos se espera que sean carey?

El uso de un cuadrado de Punnett revela que se predice que el 25% (o dos) de los descendientes serán concha de tortuga.

Si pudieras clonar un gato carey, ¿el patrón de marcas naranjas y negras sería idéntico en el clon? ¿Por qué o por qué no?

No es probable que el patrón sea idéntico porque la inactivación del cromosoma X ocurre durante la embriogénesis. Cuando el gato clonado se encuentra en las primeras etapas de desarrollo, los cromosomas X con los alelos naranja y negro se inactivarán aleatoriamente y se transmitirán durante cada mitosis a medida que se forman más células.

Una hembra heterocigota (genotipo F8 + /F8 y mdash ) es portador del alelo de la hemofilia. Su pareja es un hombre con coagulación sanguínea normal. ¿Cuál es la probabilidad de que su hijo tenga hemofilia? ¿Y una hija?

Un hijo será o F8 + Y o F8 y mdash Y (50% con hemofilia). Una hija será o F8 + /F8 y mdash o F8 + /F8 + (0% con hemofilia).


Genes ligados al sexo

Para investigar el alelo mutante del ojo blanco, Morgan cruzó una mosca macho de ojos blancos con una hembra de ojos rojos (tipo salvaje). Como se muestra en esta figura, todos los F1 la descendencia tenía los ojos rojos, lo que indica que el alelo de los ojos blancos era recesivo. Cuando Morgan crió el F1 generación vuela entre sí, observó la clásica proporción de ojos rojos: blancos de 3: 1, sin embargo, solo los machos demostraron el rasgo mutante. Todas las hembras y la mitad de los machos tenían el rasgo de tipo salvaje, lo que llevó a Morgan a plantear la hipótesis de que el gen que codifica el color de los ojos debe estar relacionado con la determinación del sexo.


Figura. Herencia ligada al sexo. (Haga clic en la imagen para ampliar)

Como los humanos, las moscas de la fruta hembras tienen dos X los cromosomasXX) y los machos tienen uno X y uno Y (XY). Si el gen del color de ojos se encuentra en el X cromosoma, entonces esto explicaría por qué el rasgo rara vez aparece en las hembras (es decir, cada hembra tiene al menos una copia del alelo dominante de tipo salvaje). Sin embargo, los machos mostrarían el rasgo mutante porque solo tienen una X cromosoma y no hay un gen correspondiente para el color de ojos en el Y cromosoma. Este estudio demostró que el gen del color de ojos en D. melanogaster estaba ubicado en el X cromosoma y proporcionó más pruebas para una teoría cromosómica de la herencia. Los cromosomas X e Y se denominan cromosomas sexuales porque determinan el sexo de un individuo. Los genes que se encuentran en estos cromosomas se denominan genes ligados al sexo. Todos los demás cromosomas de una célula (es decir, distintos de los cromosomas sexuales) se denominan autosomas.


Resultados

Proyección de Autoantisueros.

Debido a que los antisueros de pacientes con enfermedades autoinmunes a menudo contienen anticuerpos contra una variedad de componentes intracelulares (29, 30, 38), examinamos la posibilidad de que los sueros de ciertos pacientes autoinmunes pudieran contener anticuerpos contra el cuerpo de Barr. Los antisueros de 255 pacientes autoinmunes con lupus eritematoso sistémico, esclerodermia o enfermedad mixta del tejido conectivo se examinaron mediante inmunofluorescencia indirecta para la tinción del cuerpo de Barr. Se analizaron fibroblastos cultivados macho (GM00468 46, XY) y hembra (GM00254 47, XXX) por pares con cada suero autoinmune a diluciones 1:20 y 1: 200 de suero y se examinaron mediante microscopía de luz de fluorescencia. Se examinaron más de 100 células de múltiples campos y con diferentes aumentos para cada dilución de suero. Cada muestra de suero se examinó en busca de un patrón de tinción fluorescente compatible con la unión al cuerpo de Barr. Debido a que todos los cromosomas X en exceso de uno por genoma diploide están inactivados (la regla N-1) (3, 4), las células femeninas 47, XXX deben contener dos estructuras nucleares teñidas preferentemente asociadas con frecuencia con la membrana nuclear, y las células masculinas no deben mostrar cualquier tinción de dichas estructuras si un antisuero contiene anticuerpos contra el cuerpo de Barr. El cribado inicial de 255 sueros autoinmunes en dos diluciones diferentes mostró que la mayoría de los sueros contenían autoanticuerpos contra antígenos nucleares, pero también se observó comúnmente tinción de antígenos citoplasmáticos (datos no mostrados). Un antisuero, no. 154, exhibió un patrón de inmunofluorescencia por microscopía óptica consistente con la tinción del cuerpo de Barr donde 47, XXX fibroblastos femeninos mostraron una tinción claramente más intensa de dos estructuras nucleares similares en tamaño y ubicación a los cuerpos de Barr, y los fibroblastos masculinos 46, XY carecían de esta tinción patrón. Casi todos los núcleos femeninos que mostraron tinción de estructuras similares a cuerpos de Barr por DAPI mostraron inmunotinción de las mismas estructuras similares a cuerpos de Barr por suero 154.

Para examinar más a fondo la posibilidad de tinción corporal de Barr, se usó suero 154 en ensayos de inmunofluorescencia indirecta de fibroblastos humanos que llevaban de uno a cinco cromosomas X y se examinó mediante microscopía confocal (Fig. & # X200B (Fig.1). 1). El número de estructuras nucleares intensamente fluorescentes teñidas por el suero 154 fue igual al esperado de la regla N-1 para la formación de cuerpos de Barr (Fig. & # X200B (Fig.1 1 A & # x02013E). Los fibroblastos masculinos no mostraron tinción de una estructura nuclear similar a un cuerpo de Barr (Fig. & # X200B (Fig. A), Los fibroblastos femeninos XX mostraron tinción inmunofluorescente de una única estructura nuclear similar a un cuerpo de Barr (Fig. & # X200B (Fig.1 1 B), XXX fibroblastos femeninos mostraron tinción de dos estructuras parecidas a cuerpos de Barr (Fig. & # X200B (Fig. C), etc. La ausencia de un patrón de tinción similar al cuerpo de Barr altamente localizado en la línea celular 8121 (Fig. & # x200B (Fig.1 1 F), una línea celular híbrida humana de roedor que contiene un cromosoma X humano inactivo que no forma un cuerpo de Barr (5), respalda aún más la idea de que el suero 154 contiene anticuerpos contra el cuerpo de Barr.

Para confirmar que el suero 154 tiñe el cuerpo de Barr, realizamos estudios de colocalización con XIST ARN por FISH. Estudios anteriores han demostrado que XIST El ARN se acumula sobre el cromosoma X inactivo y & # x0201c pinta & # x0201d el X inactivo mediante FISH (17). Por lo tanto, los fibroblastos humanos (47, XXX) se tiñeron primero por inmunofluorescencia indirecta con suero 154, luego se sometieron a FISH con un XIST Sonda de ADN. Como se muestra en la Fig. & # X200B Fig.2, 2, señales fluorescentes para el suero 154 (Fig. & # X200B (Fig.2 2 B) y el XIST sonda (Fig. & # x200B (Fig. 2 2 C) colocalizado (Fig. & # x200B (Fig. 2 2 D) a estructuras nucleares consistentes en tamaño, ubicación y número con los cuerpos de Barr, como se confirma con la tinción DAPI (Fig. & # x200B (Fig.2 2 A). Estos estudios confirman que nuestra selección de 255 sueros autoinmunes humanos identificó una muestra que contiene anticuerpos que reconocen uno o más componentes del cuerpo de Barr.

Colocalización de XIST ARN y sitios principales de inmunotinción por suero autoinmune 154. Inmunofluorescencia indirecta con suero autoinmune 154 (1: 200) seguida de ARN FISH con una sonda contra el XIST Se realizaron ARN en células de fibroblastos femeninos humanos GM00254 (47, XXX). (A) Tinción DAPI. (B) Inmunotinción con suero 154. (C) FISH con sonda para XIST ARN. (D) Las imágenes fusionadas de B y C.

Análisis de cromosomas en metafase.

Para determinar si los antígenos asociados al cuerpo de Barr reconocidos por el suero 154 permanecen asociados específicamente con el cromosoma X inactivo en la metafase, se analizaron las extensiones cromosómicas en metafase de 47, XXX fibroblastos femeninos mediante inmunofluorescencia indirecta. Como se muestra en las extensiones de metafase representativas en la Fig. & # X200B Fig.3, 3, el autoantisuero mostró una fuerte inmunotinción de todos los cromosomas en ambas hembras (Fig. & # X200B (Fig. A) y macho (Fig. & # x200B (Fig.3 3 B), con algunas regiones cromosómicas que muestran una tinción ligeramente más intensa que otras. No parece haber una tinción preferencial de heterocromatina centromérica en los cromosomas en metafase. También se observó un patrón similar de inmunotinción con cromosomas en metafase de fibroblastos de embriones de ratón hembra (datos no mostrados). Estos datos sugieren que el o los antígenos reconocidos por el suero 154 no se localizan preferentemente sólo en el cromosoma X inactivo en la metafase, sino que están presentes en todos los cromosomas en metafase. Esto sugiere además que es poco probable que el (los) antígeno (s) jueguen un papel exclusivo de la inactivación de X. No obstante, en la interfase, el (los) antígeno (s) se concentra preferentemente sobre el X inactivo (ver Fig. & # X200B Fig. 1). 1). El patrón de tinción de los cromosomas en metafase con suero 154 contrasta con el patrón observado con los anticuerpos contra macroH2A1.2, que tiñen preferentemente solo el cromosoma X inactivo en las extensiones de metafase (23).

Análisis de fibroblastos, células madre embrionarias y embriones de ratón.

Como se muestra en la Fig. 4, 4, también examinamos el patrón de inmunotinción del suero 154 en fibroblastos de ratón hembra, células ES y embriones E7.5. Figura & # x200B Figura 4 4 A y B muestran inmunofluorescencia indirecta de fibroblastos de ratón macho XY y hembra XXX, respectivamente, teñidos con suero 154, luego sometidos a FISH con una sonda para Xist ARN. Los núcleos femeninos XXX mostraron una acumulación de inmunofluorescencia en dos sitios en tres de cuatro núcleos, sitios que también se colocalizaban con Xist ARN. Estos datos son consistentes con la inmunotinción del cromosoma X inactivo de ratón. El examen de múltiples preparaciones y campos (& # x02265100 núcleos) indicó & # x0224875 & # x00025 de XXX fibroblastos de ratón mostró una intensa tinción de dos cuerpos nucleares. Experimentos de inmunofluorescencia indirecta similares en fibroblastos de ratón hembra XX normales mostraron una única estructura nuclear intensamente teñida con un tamaño y ubicación compatibles con la tinción del cromosoma X inactivo (datos no mostrados). Núcleos de fibroblastos masculinos XY (Fig. & # X200B (Fig.4 4 A) no mostraron evidencia de una acumulación localizada de anticuerpos similar a la observada en los núcleos femeninos XX o XXX. These results strongly suggest serum 154 crossreacts with the inactive X chromosome in mouse cells and that the inactive X chromosome-associated epitope(s) recognized by the autoimmune serum appears to be evolutionarily conserved in humans and mice. This is consistent with the observation that both human and mouse metaphase chromosomes are also immunostained by the autoimmune serum 154 (see above).

Analysis of mouse cells with autoimmune serum 154. Immunostaining with autoimmune serum 154 and Xist FISH were performed on the following. (A) XY male fibroblasts. (B) XXX female fibroblasts. (C) XY male ES cells. (D) XX female ES cells. (mi) Cells from XY male E7.5 embryos. (F) Cells from XX female E7.5 embryos. The staining patterns shown are representative of multiple preparations and fields for each cell type.

Undifferentiated male and female mouse ES cells were also subjected to staining by indirect immunofluorescence with serum 154 to examine the immunostaining pattern before the onset of X inactivation. Undifferentiated female ES cells retain two active X chromosomes and, therefore, do not form a Barr body in interphase cells. Male and female ES cells were first immunostained with serum 154, then subjected to FISH with a probe for Xist RNA. As shown in Fig. ​ Fig.4 4 C y D, both male and female ES cells exhibited a very diffuse immunostaining pattern in the nucleus with no highly localized accumulation of fluorescence at one or more discrete sites. There appeared to be no preferential colocalization of the antigen(s) with Xist RNA or accumulation of the antigen(s) over either of the X chromosomes in female ES cells before the initiation of X inactivation (Fig. ​ (Fig.4 4 D). These results are consistent with the notion that the major antigen(s) recognized by serum 154 is associated with formation of a Barr body. There also appeared to be no preferential staining of a structure suggestive of a macrochromatin body (more recently identified as the centrosome), an intracellular structure stained in both undifferentiated male and female ES cells by antibodies against histone macroH2A1.2 (24, 25). This further indicates that the Barr body-associated antigen recognized by serum 154 is unlikely to be macroH2A1.2.

We also examined the staining pattern of serum 154 in cells from male and female mouse E7.5 embryos. At this stage, most cells of female embryos have just undergone initiation of X inactivation as suggested by the large proportion (80�%) of cells that exhibit high-level monoallelic association of Xist RNA with the inactive X. The remaining cells exhibit a differential biallelic pattern of Xist RNA association (i.e., a site of low-level Xist RNA accumulation associated with the eventual active X chromosome, and a site of high level Xist RNA accumulation associated with the eventual inactive X chromosome) believed to indicate cells that are undergoing initiation of X inactivation (32, 39). Cells from trypsinized male and female E7.5 embryos were stained by indirect immunofluorescence with serum 154 followed by FISH with a probe for Xist RNA. As shown in Fig. ​ Fig.4 4 mi y F, nuclei from female (and male) E7.5 embryos demonstrated a highly diffuse immunostaining pattern over the entire nucleus with serum 154 and did not exhibit an immunostaining pattern suggestive of localization to the Barr body (or to a macrochromatin body). There was clearly no evidence for colocalization of discrete sites of antibody accumulation with sites of Xist RNA accumulation. Furthermore, close examination of the panel in Fig. ​ Fig.4 4 F of XX E7.5 embryo cells showed one nucleus (on the right) with a differential biallelic pattern of Xist RNA localization (both a weak and a strong site of Xist accumulation) suggestive of a cell in the process of X inactivation. This nucleus did not demonstrate discrete localization of autoantibody staining with either site of Xist RNA expression and accumulation (i.e., the active or inactive X chromosomes), indicating that the autoimmune serum does not recognize an epitope that accumulates on the inactive X chromosome at the same time as Xist RNA. Taken together, these data would suggest that the antigen(s) recognized by serum 154 is unlikely to be involved in the initiation of X inactivation.

Western Blot Analysis.

To determine the range of cellular proteins that react with serum 154 and detect the major proteins recognized by the autoimmune serum, Western blot analysis was performed on total cellular and nuclear proteins from male and female fibroblasts (see Fig. ​ Fig.5). 5). The autoimmune serum recognized a single major 39-kDa polypeptide in human extracts, which was significantly enriched in the nuclear fraction. This 39-kDa band was present at apparently similar levels in both male and female extracts, indicating this major antigen is not female-specific. Two polypeptides at 39 and 41 kDa in mouse extracts also were recognized by serum 154. These murine polypeptides were again enriched in the nuclear fraction and present in both female and male cells at similar levels. If these major polypeptides represent the Barr body-associated antigens recognized by serum 154, they are constituents of the nucleus in both male and female cells and unlikely to function only in X inactivation. This is supported by the observation that the antigen(s) recognized by the autoimmune serum is also present on both male and female metaphase chromosomes (see Fig. ​ Fig.3). 3). Nonetheless, these polypeptides appear to be specifically recruited to the Barr body in female cells at interphase (given the intense immunofluorescence signal at the Barr body relative to background staining) and are likely to be integral components of the interphase Barr body, possibly functioning in the condensation of chromatin of the inactive X (see Discusión). The size of the major polypeptides recognized by the autoimmune serum argues against the possibility that the Barr body-associated immunofluorescence signal from serum 154 could be because of core histones (27).

Western analysis of human and mouse fibroblasts with autoimmune serum 154. Nuclear (N) or whole cell (T) extracts were prepared from male or female fibroblasts and subjected to Western blot analysis by using autoimmune serum 154. Molecular weights were estimated from molecular weight standards run in adjacent lanes (not shown) and are indicated as labeled.


Scientists untangle Barr body of inactive X chromosome

Scientists at UMass Medical School, the Institut Curie in Paris and Stanford University, have taken a detailed look inside the small, densely packed structure of the inactive X chromosome found in female mammals called the Barr body and developed a model system that may be an important tool for understanding chromosome structure and gene expression.

The inactive X chromosome has long been thought to be a rather amorphous compacted structure, but the new study, published in Naturaleza, reveals a highly organized chromosome consisting of two distinct lobes of condensed inactive DNA with smaller structured domains of active DNA embedded in them. These smaller domains, referred to as topologically associating domains, are highly defined genetic "neighborhoods" and are found on other chromosomes as well. These domains have a significant role in gene expression, and their presence within the otherwise inactive Barr body was surprising.

"This is the most detailed molecular view we've been able to obtain of the DNA inside the Barr body," said Job Dekker, PhD, Howard Hughes Medical Institute Investigator, professor of biochemistry & molecular pharmacology and co-director of the Program in Systems Biology. "Under a microscope, the inactive X chromosome is very different than other chromosomes it looks like a condensed, undefined, inactive 'blob.' Our study, using a range of experimental approaches including imaging and genomic methods, describes something else entirely: a highly organized and elaborate structure, rich in features that may silence or activate genes all along the chromosome."

Although DNA is composed of a linear sequence of bases, it doesn't exist inside the cell nucleus in a simple, straight form. Instead, the genome folds and loops back on itself so it can fit inside the tight confines of the nucleus. The shape it takes has a profound influence on which genes in a cell are turned on or off. To properly understand how the genome works to coordinate gene expression, it's necessary to understand how the genome is organized in space inside cells.

In the case of the inactive X chromosome, scientists know that female mammals contain two X chromosomes, one of which is "turned off" to avoid overexpression of genes. This inactive X chromosome can be clearly seen with a microscope as a dense, shapeless, dark stain, called a Barr body. It is thought that the Barr body's dense shape is a result of it being mostly inactive. But the precise structure of the Barr body, how it is condensed and why some pieces of the DNA remain active have been very difficult to explore using even the most advanced imaging technologies, and more recently with genomic approaches based on chromosome conformation capture.

A pioneer in the study of the three-dimensional structure of the genome, Dr. Dekker has developed a suite of chromosome conformation capture technologies -- biochemical techniques for determining how DNA segments interact and are linked to one another, which are the heart of the "3C," "5C," and "Hi-C" tools used by researchers worldwide to map the three-dimensional organization of chromosomes inside cells. Using the Hi-C technology, Dekker and colleagues were able to construct a detailed view of the shape and architecture of the inactive X chromosome.

To unravel the structure of the inactive X chromosome, Dekker and colleagues first had to address some major obstacles. One problem, according to Bryan R. Lajoie, a bioinformatician in the Dekker lab, is that it's all but impossible to tell the inactive X chromosome apart from active X chromosome given that they have virtually the same sequence. "The mice models we use in the lab lack the diversity we need genetically to be able to make this sort of distinction," he said.

"In order to properly determine the three-dimensional structure of the chromosomes using the Hi-C sequencing technology, we crossed two different mouse strains and built a new computational approach using naturally occurring mutations in one of the X chromosomes as guideposts," said Lajoie. "By filling in the gaps computationally, we were able to connect enough dots to begin building a three-dimensional model of the inactive X inside the Barr body."

What they found was that the Barr body wasn't a single dense mass of DNA but instead is composed of two separately packed lobes separated by a highly repetitive segment of DNA called a macrosatellite repeat, found only in a few places in the genome. Dekker speculates that these macrosatellite repeats are responsible for packing and organizing DNA inside the Barr body. When the team used CRISPR technology to surgically remove the macrosatellite repeat from the chromosome, they found that the bi-lobed structure disappeared.

"It's remarkable, that a single element can have such a global impact on shape and function of a chromosome," said Edith Heard, PhD, chair of epigenetics and cellular memory at the Institut Curie in Paris.

Though mostly inactive, there are still clusters of genes inside the lobes that are being expressed. These genes reside inside topologically associating domains (TADs), which organize the genome into neighborhoods separated by boundaries rich in CTCF proteins, which repress transcription. This finding suggests that TADs play a role in making organizing gene expression within the otherwise inactive lobes of the silent X chromosome.

"In order for a gene to be expressed inside the inactive Barr body it had to be located inside a TAD. It's possible that TADs may be playing a kind of protective role, allowing genes to be accessible for expression even when they are located inside the condensed and inactive chromosome," said Dekker.

This breakthrough establishes the inactive X chromosome as a powerful and unique model system for studying the relationship between the spatial organization of the genome and gene expression and will help scientists learn more about how the genome works inside living cells.


Study Sex Chromosomes and Sex-Linked Traits

In the diploid genome of human beings, there are 46 chromosomes, 44 of which are autosomes and two of which are sex chromosomes. The individual inherits one of these chromosomes from each parent.

The human sex chromosomes are called the X chromosome and Y chromosome. Individuals with two X chromosomes (44 + XX) are female. Individuals with one X chromosome and one Y chromosome (44 + XY) are male. (44 + YY individuals do not exist, since the chromosome Y is exclusively inherited from the father.)

The XY System

More Bite-Sized Q&As Below

2. What are the homologous and heterologous portions of the human sex chromosomes?

The homologous portion of human sex chromosomes is the part which contains genes with alleles in both the Y and X sex chromosomes. The homologous portions are mostly located in the central part of the sex chromosomes, near the centromere.

The heterologous portion of human chromosomes is the part whose genes do not have corresponding alleles in the other sex chromosome. These genes are mostly located in the peripheral regions of the arms of the Y and X chromosomes.

3. Concerning the sex chromosomes of the XY system, which type of gamete do male and female individuals respectively produce?

The individual of the male sex is XY and therefore he forms gametes containing either the X chromosome or the Y chromosome in a 1:1 proportion. The individual of the female sex is XX and therefore only forms gametes containing an X chromosome.

4. Is it possible for the X chromosome of a woman to have come from her father?

It is not only possible for a woman's X chromosome to come from her father it is certain. Every woman has an X chromosome from her father, while the other X chromosome comes from her mother.

However, in men, the X chromosome always comes from the mother whereas the Y chromosome from the father.

5. For a geneticist who wants to map the X chromosome of the mother of a given family (without access to her DNA, only the genetic material of her offspring), is it better to analyze the chromosomes of her daughters or sons? 

To analyze the X DNA of a mother (assuming no access to her own genetic material), it makes more sense to study the genetic material of her sons, since all the X chromosomes of males come from the mother, whereas daughters have X chromosomes from the mother and from the father. By researching the genetic material of her sons, it is certain that the studied X chromosome is from the mother.

6. Do the genes of the X and Y chromosomes only determine sex characteristics?

Besides sex genes, sex chromosomes also contain autosomal genes, which codify several proteins related to nonsexual traits.

7. What is the inactivation of the X chromosome? What is a Barr body?

The inactivation of the X chromosome is a phenomenon that occurs in women. Since women have two X chromosomes, only one of them remains active and functional and mixed with chromatin while the other remains condensed and inactive.

In the same woman, in some cell lineages, the functional X chromosome is the one from the father in other cell lineages, the functional chromosome is the X chromosome from the mother. This is the feature of a condition known as mosaicism (related to the X chromosome).

Under a microscope, the inactive X chromosome generally appears as a granule in the periphery of the nucleus. This granule is called the Barr body.

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Sex Aneuploidies

8. What are the main diseases caused by errors in the number of sex chromosomes in the cells of an individual?

Diseases caused by an abnormal number of sex chromosomes are called sex aneuploidies.

The main sex aneuploidies are: 44 + XXX, or trisomy X (women whose cells have an additional X chromosome) 44 + XXY, or Klinefelter's syndrome (men whose cells have an extra X chromosome) 44 + XYY, or double Y syndrome (men whose cells have an additional Y chromosome) and 44 + X, Turner’s syndrome (women whose cells lack an X chromosome).

Other Sex Determination Systems

9. Besides the XY system, are there other sex determination systems?

Some animals have a sex determination system different from the XY system.

The X0 system is the sex determination system of many insects. In this system, females are XX and males have only one X chromosome (a condition represented by X0).

In birds, in some fish and in lepidopterae insects (butterflies), sex determination is carried out through the ZW system. In this system, females are ZW and males are ZZ.

In another system, called the haploid-diploid sex determination system, one of the sexes is represented by the fertilized diploid individual and the individual of the opposite sex is formed by parthenogenesis, and is haploid (this occurs in bees and other insects).

X-linked Traits

10. What are X-linked traits?

X-linked traits are phenotypic traits conditioned by genes located in the non-homologous (heterologous) portions of the X chromosome.

11. How many alleles of genes that condition X-linked traits do female and male individuals respectively present?

For each gene corresponding to an X-linked trait, women always have two alleles, since they have two X chromosomes. Men only have one allele of genes related to X-linked traits, since they have one X chromosome.

The Genetics of Hemophilia

12. What is the clinical deficiency presented by hemophilic people? What is the genetic cause of that deficiency?

Hemophilia is a disease characterized by impaired blood clotting. People affected by it are more prone to internal and external hemorrhages.

Patients with hemophilia A present an alteration in the gene that codifies factor VIII of blood clotting, a gene located in the non-homologous portion of the X chromosome. Patients with hemophilia B present a defect in the gene that codifies clotting factor IX , a gene also located in the non-homologous region of the X chromosome. Therefore, both diseases are X-linked diseases.

13. What are all the possibilities of genotypes and phenotypes formed in the combination of alleles responsible for the production of factor VIII?

Considering the alleles Xh and X, where Xh represents the allele that conditions hemophilia A, in women, the possible genotypes are XX, XXh and XhXh. In men, the possible genotypes are XY and XhY. Concerning the phenotypes, factor VIII is produced in every individual with at least one non-affected X chromosome. Therefore, XX and XXh women and XY men are normal. Only XhXh womenਊnd XhY men have the disease.

14. Why are hemophilic women rare?

There are more hemophilic men than hemophilic women because women need to have two affected X chromosomes to develop the disease, whereas, in men, the disease is present when their single X chromosome is affected.

15. Is it possible for the son of a couple made up of a hemophilic man (XhY) and a non-hemophilic noncarrier (XX) woman to be hemophilic?

If the mother is not affected by the disease and is a noncarrier of the gene (she does not have an Xh allele), it is impossible for their sons to be hemophilic since the X chromosome of males always comes from the mother. Hemophilic sons are only possible when the mother is hemophilic (homozygous for the hemophilic gene, a very rare situation) or is a carrier of an affected X chromosome (XXh).

Daltonismo

16. What is the clinical manifestation of the disease known as Daltonism?

X-linked daltonism, also known as color blindness, is a disease in which the affected individual sees the color red as green or confuses these two colours.

17. What is the type of genetic inheritance of color blindness? Is color blindness more frequent in men or in women? What is the physiological explanation for color blindness?

Color blindness is passed down through a recessive X-linked inheritance (it is a gene located on the non-homologous portion of the X chromosome).

Color blindness is more frequent in men. since only their single X chromosome needs to be affected for the disease to manifest in them. In women, it is necessary for both X chromosomes to be affected for the disease to appear.

The disease appears due to a defect in the gene that codifies a retinal pigment sensitive to red.

Y-linked Diseases and Holandric Genes

18. Are sex-linked diseases onlyਊssociated with X chromosome genes?

There are many X-linked diseases, such as hemophilia A, hemophilia B and adrenoleukodystrophy, but known Y-linked diseases are few and are very rare.

19. What are holandric genes?

Holandric genes are genes located on the non-homologous region of the Y chromosome. Holandric genes condition phenotypes that emerge only in men, since individuals of the female sex do not present genes from the non-homologous portion of the Y chromosome (which are existent only in men) in their X chromosomes.

The gene that conditions hypertrichosis pinnae (hair in the ears), a phenotype passed down from fathers to sons through the Y chromosome, was widely known as a holandric gene. Some research findings, however, contradict this hypothesis. Read about the research here: Molecular evidence for absence of Y-linkage of the Hairy Ears trait (this link was a contribution of Ron, a visitor to Biology Questions and Answers). This discussion is a very good example of how science progresses.

Sex-Influenced Dominance

20. What is sex-influenced dominance?

Sex-influenced dominance is the phenomenon in which the manifestation of a phenotype of a gene in heterozygosity depends on the sex of the individual. For example, hereditary baldness is a dominant phenotypical form if the individual is male and is a recessive form if the individual is female.

Now that you have finished studying Sex Chromosomes and Sex-Linked Inheritance, these are your options:


Genic Balance Theory of Sex Determination by Calvin Bridges

The theory of genic balance given by Calvin Bridges (1926) states that instead of XY chromo­somes, sex is determined by the genic balance or ratio between X-chromosomes and autosome genomes.

Image Courtesy : gutenberg.org/files/34368/34368-h/images/png29.jpg

The theory is basically applicable to Drosophila melanogaster over which Bridges worked. He found that the genic ratio X /А of 1.0 produces fertile females whether the flies have XX + 2A or XXX + ЗА chromosome complement. A genic ratio (X /А) of 0.5 forms a male fruitfully. This occurs in XY + 2A as well as X0 + 2A. It means that expression of maleness is not controlled by Y- chromosome but is instead localised on autosomes.

The X-chromosomes, however, carry female de­termining genes like Sxl. Bridges further proposed that a genic ratio of less than 0.5 (e.g., XY + ЗА or X/ЗА or 0.33) produced infertile meta-males (super males) while a genic ratio between 0.5 and 1.0 produces intersexes with a lot of morphological and sexual abnormali­ties.

Sterile meta-females (super females) are produced with the genic ratio of 1.5 (3X/2A). The sterile meta-males and meta-females have been called glamour boys and girls of fly world by Dodson.

Chromosome Complement X / A Ratio Sexual Morphology
X X X + 2A 3/2 or 1.5 Metafemale
X X X + ЗА 3/3 or 1.0 Mujer
XX + 2A 2/2 or 1.0 Mujer
X X + ЗА 2/3 or 0.67 Inter sex
X X X + 4A 3/4 or 0.75 Inter sex
XO + 2A 1/2 or 0.5 Male
XY + 2A 1/2 or 0.5 Male
XY + ЗА 1/3 or 0.33 Metamale

Sex Chromatin in interphase Nuclei:

Barr and Bertram (1949) found that interphase nuclei of human females stained with orcein possess small distinct chromatin body called sex chromatin, Barr body or X-chromatin. Barr body is found attached to nuclear envelope in oral mucosa, anywhere in the nucleus in nerve cells and as drumstick or small rod at one side of nucleus in neutrophil or polymorphonuclear leucocytes (Davidson and Smith, 1954).

However, the occurrence is not cent per cent— 20-50% in cells of oral mucosa, 10% in neutrophil leucocytes, 85% in nervous tissue and 96% in amniotic and chorionic epithe­lium. Barr body is produced due to partial inactivation of one X-chromosome and develop­ment of facultative heterochromatin in it. Any of the two X-chromosomes can become heterochromatic. It begins in the late blastocyst stage (roughly 16th day of embryonic life), with germ cells being the last to develop one X-heterochromatisation.

Heterochromatisation of one X-chromosome is maintained by a gene Xist (Penny et al 1996) which is expressed only in the inactive chromosome. Heterochromatisation of one X-chromosome provides for dosage compensation in females as it equalises the X-linked genes in the two sexes (males have only one X-chromosome). The X-chromosome is reactivated in meiotic prophase.