Cromosoma X á luz
2005/10/01 Galarraga Aiestaran, Ana - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria
Paira os científicos sempre foi interesante o cromosoma X. A pesar de que aínda non sabían nada que se chamaba cromosoma, os investigadores trataron de dar resposta a preguntas relacionadas co cromosoma X. Por exemplo, durante séculos trataron de saber cal era a clave paira herdar a hemofilia e o daltonismo. Por que os homes son todos os enfermos e apenas hai mulleres con esas enfermidades? É máis, que nos fai diferentes homes e mulleres?
As respostas foron aos poucos e o maior avance dérono hai cen anos. De feito, Stevens e Wilson publicaron en 1905 dúas obras nas que expuxeron a responsabilidade dos cromosomas á hora de decidir o sexo. Ambos os investigadores suxeriron que os homes teñen un cromosoma que as mulleres non teñen. Paira chegar a esta conclusión, analizáronse microscópicamente os cromosomas dos gametos de insectos e déronse conta de que a metade dos espermatozoides contiñan un cromosoma que non aparecía nos óvulos. Na súa opinión, isto tiña una gran importancia á hora de ser dun ou outro sexo.
Outros investigadores describiron recentemente o cromosoma X, pero Stevens e Wilson foron máis aló e propuxeron que aquel pequeno cromosoma detectado nos espermatozoides era parella do cromosoma X. Segundo eles, os cromosomas organizábanse por parellas e, como os óvulos sempre tiñan un cromosoma X, os espermatozoides tiñan X ou E, un deles. Así, as mulleres terían dous cromosomas X e os homes un X e un E.
Ademais, se isto fose así, a pregunta pasada tiña una resposta sinxela: Si no cromosoma X hai una mutación que produce a enfermidade, no cromosoma E non hai copia que compense o erro. Por iso é polo que moitas enfermidades sexan máis frecuentes en homes e moi raras en mulleres.
E si, aqueles investigadores que hai cen anos funcionaban correctamente. A partir dese momento, os genetistas foron aclarando aspectos relacionados co cromosoma
X e finalmente chegaron á descodificación paso a paso.
Por que é interesante?
A aclaración da secuencia do cromosoma X é un paso importante: A noticia apareceu na portada de Nature! Non é un logro fácil, por ser una das revistas científicas máis prestixiosas. E tamén tivo repercusión noutros medios.
Polo menos paira Andone Estonbara, que opera na Facultade de Ciencia e Tecnoloxía da UPV/EHU, non é de estrañar que a investigación teña tanta importancia. Segundo el, “o cromosoma X dos mamíferos presenta unhas características únicas que foron xeradas pola evolución como consecuencia da existencia dun cromosoma sexual tanto en machos como en femias. E coñecer toda a secuencia do cromosoma X abriu o camiño paira explorar a súa evolución e esas características únicas a outro nivel”.
Por exemplo, a descodificación do cromosoma X serviu paira ilustrar a evolución dos cromosomas sexuais. Dos 46 cromosomas humanos, dous son cromosomas sexuais —X e E— e o resto denomínanse autosomas. Pois se comparou a secuencia do cromosoma X con outras especies e o cromosoma E. Así descobren que o antepasado dos cromosomas X e E era autosómico e que o cromosoma X garda a maior parte da súa información orixinal.
Aclaráronse máis detalles. Estonba explícaas: “Ao parecer, a este orixinal pegóuselle una parte doutro autosoma e o cromosoma X sería o resultado de todo. Por tanto, existía inicialmente un cromosoma autosómico do que derivan os cromosomas sexuais, X e E. E ademais, no caso de X, a ese cromosoma encostóuselle parte doutro. O cromosoma E tería o mesmo precursor que o cromosoma X, pero ao perder a posibilidade de recombinar co cromosoma X, foise deteriorando co tempo. Ao final, os dous cromosomas sexuais son totalmente diferentes entre si”.
Particularidade do cromosoma X
O cromosoma X presenta una serie de características que o caracterizan. En comparación cos autosomas, o cromosoma X ten poucos xenes, habéndose contabilizado 1.098 xenes. Ademais, son de media menor que os xenes dos autosomas. É dicir, ten menos xenes e máis pequenos que os autosomas.
Hai dúas hipótese que explican o porqué. Por unha banda, aquel autosoma orixinal puido ter poucos xenes en si mesmo. Pero tamén existe a posibilidade de que na evolución dos mamíferos se pase a clases de xenes autosomas con cromosomas X impulsados pola selección. E en opinión de Andone Estonba é moi probable que así sexa.
No entanto, os xenes recolleitos polo cromosoma X teñen importantes funcións, non todas elas relacionadas coa determinación do sexo. Un exemplo significativo atópase nos xenes MAGE. Estes son moito máis abundantes no cromosoma X que no resto de cromosomas, no cromosoma X hai 32 deste tipo e no resto só 4. O grupo de xenes MAGE exprésase en certos cancros, mentres que nos tecidos sans a súa expresión limítase aos testículos.
Aínda non saben moito destes xenes, pero o feito de que no cromosoma X sexan máis abundantes que noutras ocasións suxire que poden ser beneficiosos paira os machos.
Coas enfermidades ocorre xusto ao revés. Neste caso, é contraproducente que o xene estea no cromosoma X. De feito, coñécese unha chea de enfermidades recesivas relacionadas co cromosoma X. Andoni Estonba explica claramente a razón: “Por que se coñecen tanto? É fácil porque se detectan inmediatamente. Sempre que hai mutación no cromosoma X masculino, tes xordeira. Nos autosomas, ao estar por parellas, abonda con que o outro cromosoma teña una copia sa do xene paira non destacar a enfermidade”.
En total, os investigadores coñecen as bases moleculares de 168 enfermidades relacionadas co cromosoma X, e saben que xenes ou mutacións provocan a enfermidade. Delas 16 están relacionadas con atraso mental.
Non hai ADN lixo
Outra característica especial do cromosoma X está relacionada con secuencias repetidas. De feito, ten moitas secuencias deste tipo. Moito. De feito, non é raro que aparezan fragmentos repetidos e supostamente inservibles. No xenoma hai moitas partes deste tipo, case a metade do xenoma está formado por secuencias repetitivas. Algúns deles son recorrentes, abundantes e dispersos por todo o xenoma. Algúns son curtos, chámanse SINE e outros son longos, LINE.
Pois no cromosoma X hai menos xenes e secuencias SINE que nos autosomas. Pola contra, as secuencias LINE son moito máis numerosas que outras. Ademais, acumúlanse moito ao redor das zonas de inactivación do cromosoma X.
dous cromosomas X nas células do embrión fai que a variabilidade sexa tan
grande.
Hai que ter en conta que nas mulleres uno dos dous cromosomas X se inactiva, xa que pola contra terían duplicada a información cos homes. Pero hai partes que escapan ao proceso de inactivación (ao redor do 15%). Como explica Estonba, “a teoría é que estes elementos LINE actúan como estacións no proceso de inactivación. Desta forma, prodúcese una inactivación no lugar onde hai moitos elementos LINE e onde hai pouco ou nada, non hai inactivación”.
As secuencias LINE son un exemplo claro de até que punto poden ser importantes aqueles tramos que antes se denominaron DNA Lixo. Con todo, quedan moitos apartados paira ler.
Pero agora teñen o libro nas súas mans e, a medida que van obtendo as claves de lectura, os investigadores poderán comprender os segredos do cromosoma X. Seguro que o libro segue sorprendendo.
Gatos tricolores e mosaicos femininos
Algúns gatos teñen unha pelame especial. Teñen tres cores: vermello, negro e branco, con manchas dispersas por cada cor. Non hai dous gatos iguais pero todos teñen algo en común: todos son femias. A clave está na inactivación do cromosoma X.
Nas femias, ás poucas semanas de producirse a fecundación se inactiva uno dos cromosomas X. O embrión aínda ten poucas células e en cada una delas se inactiva ao azar una delas. A totalidade da liña celular que se deriva de cada célula terá tamén esa X inactiva, sendo una nalgunhas femias e outra noutras.
Como se produce a inactivación? No cromosoma X hai una zona chamada XIC (X-Inactivation Centre) onde se atopa o xene XIST. Tanto a zona como o xene atópanse en dous cromosomas X, ambos os activos. Con todo, nun deles o xene XIST cala nun momento dado e no outro continúa. E a medida que avanza, o cromosoma X se inactiva.
De feito, o xene XIST produce un pequeno ARN que se inactiva a medida que esta molécula vai cubrindo o cromosoma X. Parece ser que paira iso, os elementos denominados LINE son claves, xa que son as paradas da vía de inactivación. Desta forma se inactivan as localizacións nas que hai moitos elementos LINE e non outros.
Os investigadores tamén analizaron como queda a actividade do xene XIST e concluíron que o proceso de inactivación é tan complexo como interesante.
O resultado ás veces é rechamante. Un exemplo é o gato da imaxe, que ten unha cor no cabelo en función do cromosoma que non se ha inactivado. É dicir, se o cromosoma X inactivado presentaba na súa pel un alelo de cor negra, os derivados desta célula deron cor vermella ao cabelo. O contrario ocorre cos lugares de cor negra, cuxas células proceden dunha célula na que se silenciou o cromosoma con alelo paira cor vermella.
Nas mulleres, ao ser mamíferos femias, ocorre o mesmo. Por exemplo, no caso do daltonismo, as mulleres poden ter un ollo daltónico e o outro non. Por iso o genetista Andone Estonba di: “En canto ao cromosoma X, as mulleres somos mosaicos”.
