Х-гиперактивация

Х-гиперактивация у самцов дрозофилы компенсирует наличие единственной Х-хромосомы. До гиперактивации Х-хромосомы (левая панель) единственная Х-хромосома у мужчин дает только половину общей экспрессии генов, чем две Х-хромосомы у женщин. После гиперактивации X (правая панель) экспрессия X-хромосомы удваивается у мужчин, что приводит к эквивалентной дозе гена по сравнению с двумя X-хромосомами у женщин.

Гиперактивация X относится к процессу в Drosophila благодаря которому гены Х-хромосомы самцов мух становятся в два раза активнее, чем гены Х-хромосомы самок мух.

Поскольку у самцов мух одна Х-хромосома, а у самок две Х-хромосомы, более высокий уровень активации у самцов гарантирует, что гены Х-хромосомы в целом экспрессируются на одном уровне у самцов и самок. Х-гиперактивация - это один из механизмов компенсации доз, при котором организмы, использующие генетические системы определения пола, уравновешивают дозу гена из половых хромосом между мужчинами и женщинами. Гиперактивация X регулируется альтернативным сплайсингом гена, который называется летальным для секса. Ген был назван смертельным для пола из-за его мутантного фенотипа, который практически не влияет на самцов мух, но приводит к гибели самок из-за гиперактивации X двух X-хромосом. У самок дрозофилы летальный для секса белок заставляет специфическое для самок сплайсинг полового летального гена производить больше летального для пола белка. Это создает петлю положительной обратной связи, когда смертельный для секса белок сращивает ген, вызывающий сексуальную летальность, для производства большего количества летального для секса белка. У самцов дрозофилы недостаточно смертельных для секса, чтобы активировать специфическое для самок сплайсинг поло-летального гена, и он проходит через сплайсинг "по умолчанию". Это означает, что секция гена, сплайсированная у самок, остается у самцов. Эта часть содержит ранний стоп-кодон , в результате чего из него не образуется белок. У женщин летальный для секса белок ингибирует специфический для мужчин летальный (msl) генный комплекс, который обычно активирует X-сцепленные гены, что приводит к увеличению скорости транскрипции самцов. Генный комплекс msl был назван из-за мутанта с потерей функции, который приводит к неправильному увеличению скорости транскрипции самцов, что приводит к их гибели. У мужчин отсутствие необходимого количества смертоносных для секса позволяет увеличить скорость мужской транскрипции из-за того, что генный комплекс msl больше не ингибируется. Это позволяет «удвоить» или гиперактивировать экспрессию Х-хромосомы, чтобы соответствовать количеству, которое женщины имеют с двумя Х-хромосомами.

Вторая дозовая компенсация, которая происходит у млекопитающих, - это балансировка Х-хромосом и аутосом.. Эта регуляция происходит за счет активации Xa, который является активным X. Повышение активности активного X показывает увеличение активации транскрипции и удлинения. Х-хромосома, по сравнению с аутосомным геном, содержит больше «молчащих» генов, что влияет на оценку степени влияния активных генов. Данные RNA-seq были предварительно сформированы, и выходы аутосомных и X-сцепленных генов значительно различались. Это согласуется с тем фактом, что компенсация дозы X относится к аутосомам. Потеря Х-хромосомы приводит к эффекту анеуплоидии, который разрушает всю клетку у дрозофилы. Этот эффект приводит к нарушению связывания MSL (специфической для мужчин летальности) с его целевым сайтом. Чтобы преодолеть это, сначала гиперактивируют Х-хромосому. Затем гиперактивированная Х-хромосома способствует инверсии эффекта анеуплоидии, чтобы создать равенство экспрессии генов между мужчинами и женщинами. Эффект анеуплоидии - это когда количество хромосом увеличивается или уменьшается от нормы. Естественный отбор происходит эффективно у дрозофилы, поэтому гены, чувствительные к дозировке, увеличиваются. Гены, чувствительные к дозировке, варьируются от вида к виду.

.