X kromosoma argitara
2005/10/01 Galarraga Aiestaran, Ana - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria
Zientzialarientzat betitik izan da interesgarria X kromosoma. Artean kromosoma izeneko ezer zegoenik ez zekitela ere, X kromosomarekin lotura zuten galderei erantzuna ematen saiatu ziren ikertzaileak. Adibidez, mendetan saiatu dira jakiten zein zen gakoa hemofilia eta daltonismoa heredatzeko. Zergatik dira gizonezkoak gaixo guztiak, eta apenas dago emakumezkorik gaixotasun horiekin? Are gehiago, zerk egiten gaitu desberdin gizonezkoak eta emakumezkoak?
Erantzunak pixkanaka etorri ziren, eta aurrerapauso handiena duela ehun urte eman zuten. Hain juxtu, Stevensek eta Wilsonek bi lan argitaratu zituzten 1905ean, eta haietan azaldu zuten zer ardura zuten kromosomek sexua erabakitzean. Bi ikertzaileok iradoki zuten gizonezkoek badutela emakumezkoek ez duten kromosoma bat. Ondorio hartara iristeko, intsektuen gametoen kromosomak aztertu zituzten mikroskopioz, eta konturatu ziren obuluetan agertzen ez zen kromosoma bat zutela espermatozoideen erdiek. Haien ustez, horrek erabateko garrantzia zuen sexu batekoa edo bestekoa izatean.
Beste ikertzaile batzuek deskribatu berri zuten X kromosoma, baina Stevens eta Wilson haratago joan ziren, eta proposatu zuten espermatozoideetan atzemandako kromosoma txiki hura X kromosomaren bikotekidea zela. Haien iritziz, kromosomak bikoteka antolatzen ziren, eta, obuluek beti X kromosoma bat zuten bezala, espermatozoideek X ala Y zuten, bietako bat. Hala, emakumezkoek bi X kromosoma izango zituzten, eta gizonezkoek X bat eta Y bat.
Gainera, hori hala izanez gero, erantzun erraza zuen aspaldiko galderak: X kromosoman gaixotasuna sortzen duen mutazio bat badago, Y kromosoman ez dago akatsa orekatuko duen kopiarik. Horregatik dira ohikoagoak hainbat gaixotasun gizonezkoetan, eta oso arraroak, berriz, emakumezkoetan.
Eta bai, zuzen zebiltzan ikertzaile haiek duela ehun urte. Handik aurrera,
X kromosomarekin lotutako hainbat alderdi argitzen joan dira genetistak, eta, azkenean, pausoz pauso, iritsi dira deskodetzera.
Zergatik da interesgarria?
X kromosomaren sekuentzia argitu izana pauso garrantzitsua da; egin kontu: Nature -ren azalean agertu zen berria! Ez da lorpen makala, zientzia-aldizkari ospetsuenetako bat dela aintzat hartuta. Eta gainerako komunikabideetan ere izan zuen oihartzuna.
EHUko Zientzia eta Teknologia Fakultatean diharduen Andone Estonbarentzat, behintzat, ez da harritzekoa halako garrantzia ematea ikerketari. Haren esanean, “ugaztunen X kromosomak parerik gabeko ezaugarriak ditu, bai arrek bai emeek duten sexu-kromosoma izatearen ondorioz eboluzioak sortu dituenak, hain zuzen. Eta X kromosomaren sekuentzia osoa ezagutzeak bidea ireki du bere eboluzioa eta ezaugarri paregabe horiek beste maila batean esploratzeko”.
Esate baterako, sexu-kromosomek izan duten eboluzioa argitzeko balio izan du X kromosoma deskodetzeak. Gizakien 46 kromosometatik, bi dira sexu-kromosomak —X eta Y—, eta gainerakoei autosomak deitzen zaie. Bada, X kromosomaren sekuentzia beste espezie batzuenarekin eta Y kromosomarenarekin alderatu dute. Horrela jakin dute X eta Y kromosomen arbasoa autosomikoa zela, eta jatorrizko haren informazio gehiena gordetzen duela X kromosomak.
Xehetasun gehiago ere argitu dituzte. Estonbak honela azaldu ditu: “Antza denez, jatorrizko hari beste autosoma baten zati bat itsatsi zitzaion, eta guztiaren eratorria litzateke X kromosoma. Beraz, bazegoen hasieran kromosoma autosomiko bat, eta handik eratorri dira sexu-kromosomak, X eta Y. Eta, gainera, X-aren kasuan, kromosoma hari beste baten zati bat atxiki zitzaion. Y kromosomak, berriz, X kromosomaren aitzindari berbera izango luke, baina, X kromosomarekin errekonbinatzeko aukera galduta, denborarekin endekatzen joan da. Azkenean, bi sexu-kromosomak erabat desberdinak dira bata bestearekiko”.
X kromosomaren berezitasuna
X kromosomak berezi egiten duten hainbat ezaugarri ditu. Autosomekin alderatuta, X kromosomak gene gutxi ditu; hain zuzen, 1.098 gene zenbatu dituzte. Gainera, autosomek dituzten geneak baino txikiagoak dira batez beste. Hau da, autosomek baino gene gutxiago eta txikiagoak ditu.
Horren zergatia azaltzeko, bi hipotesi daude. Batetik, jatorrizko autosoma hark berez gene gutxi zituen agian. Baina badago beste aukera bat ere: baliteke ugaztunen eboluzioan X kromosomak zituen zenbait gene-klase autosometara pasatzea, hautespenak bultzatuta. Eta, Andone Estonbaren iritziz, oso litekeena da hala gertatu izana.
Nolanahi ere, X kromosomak biltzen dituen geneek funtzio garrantzitsuak dituzte, eta denak ez daude lotuta sexuaren determinazioarekin. Adibide esanguratsua MAGE geneetan dago. Horiek askoz ugariagoak dira X kromosoman gainerako kromosometan baino —X kromosoman horrelako 32 daude, eta gainerakoetan 4 besterik ez—. MAGE gene-taldea zenbait minbizitan espresatzen da; aitzitik, ehun osasuntsuetan haien espresioa testikuluetara mugatzen da.
Oraindik ez dakite asko gene horiei buruz, baina X kromosoman besteetan baino ugariagoak izateak iradokitzen du arrentzat onuragarriak izan daitezkeela.
Gaixotasunekin justu alderantziz gertatzen da. Kasu horretan, kalterako da X kromosoman egotea genea. Hain zuzen, X kromosomarekin lotutako gaixotasun errezesibo-piloa ezagutzen da. Andone Estonbak argi azaltzen du horren arrazoia: “Zergatik ezagutzen dira hainbeste? Erraza da: berehala detektatzen direlako. Gizonezkoen X kromosoman mutazioa dagoen denetan, eria daukazu. Autosometan, berriz, binaka daudenez, nahikoa da beste kromosomak genearen kopia osasuntsua izatea gaitza ez nabarmentzeko”.
Guztira, X kromosomari lotutako 168 eritasunen oinarri molekularrak ezagutzen dituzte ikertzaileek, eta badakite zein genetako zein mutaziok sortzen duen eritasuna. Horietatik 16 adimen-atzerapenarekin erlazionatuta daude.
Ez dago zabor-DNArik
X kromosomaren beste ezaugarri berezi batek errepikatutako sekuentziekin du zerikusia. Hain zuzen, horrelako sekuentzia ugari ditu. Asko. Izatez, ez da batere arraroa errepikatutako eta ustez baliorik gabeko zatiak agertzea. Genoman horrelako zati asko daude, genomaren ia-ia erdia sekuentzia errepikakorrez osatuta dago. Horietako zenbait behin eta berriro agertzen dira, ugariak dira eta genoma guztian zehar sakabanatuta daude. Batzuk motzak dira, SINE deitzen zaie, eta beste batzuk luzeak dira, LINE.
Bada, X kromosoman autosometan baino gene eta SINE sekuentzia gutxiago daude. Aldiz, LINE sekuentziak besteetan baino askoz ere ugariagoak dira. Gainera, asko pilatzen dira X kromosomaren inaktibazio-guneen inguruan.
bi X kromosometako bat zoriz isiltzeak ekartzen du aldakortasuna hain handia
izatea.
Kontuan izan behar da emakumezkoetan bi X kromosometatik bat inaktibatu egiten dela, bestela gizonezkoekiko informazioa bikoiztuta izango zuketelako. Baina zati batzuek ihes egiten diote inaktibazio-prozesuari (% 15 inguru). Estonbak azaltzen duen bezala, “teoria da LINE elementu horiek geltoki moduan jokatzen dutela inaktibazio-prozesuan. Hala, LINE elementu ugari dauden lekuan inaktibazioa gertatzen da, eta gutxi dauden edo batere ez dagoen tokian, berriz, ez dago inaktibaziorik”.
LINE sekuentziak adibide garbia dira azaltzeko zenbateraino izan daitezkeen garrantzitsuak lehen zabor-DNA deitu zitzaien zati haiek. Hala ere, atal asko gelditzen zaizkie irakurtzeko.
Baina liburua eskuetan dute orain, eta, irakurtzeko gakoak lortu ahala, X kromosomaren sekretuak ulertzeko modua izango dute ikertzaileek. Seguru asko, ezustekoren bat edo beste emango du liburuak oraindik.
Hiru koloreko katuak eta emakumezko mosaikoak
Katu batzuek ilaje berezia dute. Hiru kolore dituzte: gorria, beltza eta zuria, eta han-hemenka dituzte sakabanatuta kolore bakoitzeko orbanak. Ez daude horrelako bi katu berdin, baina denek dute zerbait komunean: denak emeak dira. X kromosomaren inaktibazioan dago horren gakoa.
Emeetan, ernalketa gertatu eta aste gutxira inaktibatzen da X kromosometako bat. Enbrioiak zelula gutxi ditu artean, eta, zelula horietako bakoitzean, zoriz inaktibatzen da bietako bat. Zelula bakoitzetik eratortzen den zelula-lerro osoak ere X hori izango du inaktibatuta, eta eme batzuetan bat izango da, eta beste batzuetan, bestea.
Nola gertatzen da inaktibazioa? X kromosoman badago XIC izeneko gune bat (X-Inactivation Centre), eta hor XIST genea dago. Bai gunea bai genea bi X kromosometan daude, eta bietan da aktiboa genea. Alabaina, bietatik batean XIST genea isildu egiten da une jakin batean, eta bestean, berriz, aurrera jarraitzen du. Eta, aurrera doan neurrian, X kromosoma inaktibatu egiten da.
Hain zuzen ere, XIST geneak RNA txiki bat sortzen du, eta molekula hori X kromosoma estaltzen doan neurrian, inaktibazioa gertatzen da. Dirudienez, hori egiteko, LINE izeneko elementuak gakoak dira, inaktibazio-bidearen geltokiak baitira. Hala, LINE elementu ugari dauden tokiak inaktibatzen dira, eta ez besteak.
XIST genearen jarduera nola gelditzen den ere aztertu dute ikertzaileek, eta ondorioztatu dute inaktibazio-prozesua konplexua bezain interesgarria dela.
Emaitza, berriz, deigarria da batzuetan. Argazkiko katua da adibidea: inaktibatu ez den kromosomaren araberako kolorea du ilean. Alegia, inaktibatu den X kromosomak azalean kolore beltza ematen duen aleloa bazuen, zelula horretatik eratorritakoek kolore gorria eman dute ilean. Alderantzizkoa gertatzen da kolore beltzeko tokiekin; kolore gorrirako aleloa zuen kromosoma isildu zen zelula batetik eratorri dira horko zelulak.
Emakumezkoetan, ugaztun emeak direnez, gauza bera gertatzen da. Adibidez, daltonismoaren kasuan, emakumezkoek eduki dezakete begi bat daltonikoa eta bestea ez. Horregatik esaten du Andone Estonba genetistak hau: “X kromosomari dagokionez, emakumezkoak mosaikoak gara”.
