Природа полового хроматина

С самого раннего периода развития гистологии и цитологии в ядре были замечены интенсивно окрашивающиеся структуры. Их назвали прохромосомами, хромоцентрами, и считалось, что в этих местах хроматин проявляет положительный гетеропикноз. В настоящее время данные структуры определяются как гетерохроматин, в отличие от слабо окрашивающегося эухроматина. Впоследствии, в 1949 году, в журнале «Nature» была опубликована работа М. Бара и Ч. Бертрама, в которой ученые описали морфологические различия в нейронах самок и самцов. Открытие особых образований – глыбок гетерохроматина в интерфазных ядрах соматических клеток (телец Барра) позволило в дальнейшем использовать половой хроматин для решения некоторых диагностических вопросов медицинской генетики. Тельце Барра соответствует одной из двух Х-хромосом в клетках особей женского пола. В клетках у мужчин половой хроматин практически отсутствует, хотя некоторые авторы указывают на обнаружение 2-3% подобных глыбок. Первоначально для определения полового хроматина применяли биопсию кожи, но вскоре был описан метод исследования мазка слизистой оболочки ротовой полости. Суть метода в том, что штапелем делается соскоб с внутренней оболочки щеки, наносится на предметное стекло, фиксируется смесью спирта и эфира, окрашивается ацетоорсеином (крезил-виолетом или по Фельгену), с последующей микроскопией х1000.

Существование полов, а особенно то обстоятельство, что пол животного задается различиями по половым хромосомам, ставит перед системами регуляции экспрессии генов проблему: если гены, сцепленные с Х-хромосомой, будут экспрессироваться с разными интенсивностями у особей обоих полов, то количество продуктов экспрессии в клетках самки будет в 2 раза больше, чем в клетках самца. Чтобы избежать такой ситуации существует явление компенсации доз генов. Суть явления состоит в выравнивании интенсивности экспрессии генов, расположенных на Х-хромосоме, между полами. У млекопитающих этот механизм представлен полной инактивацией одной из двух Х-хромосом в женском организме, в результате чего у самок активна только одна Х-хромосома, что эквивалентно ситуации с самцами. Мишенью для регуляции служит вся хромосома в целом, т.е. затрагиваются все промоторы на хромосоме. Хромосома переходит в состояние гетерохроматина. Возможный механизм инактивации Х-хромосомы связан с локусом Xic, где содержится ген, названный Xist. Ген Xist служит матрицей для синтеза Xist РНК (X inactive specific transcript), в которой нет открытых рамок считывания (она не является кодирующей). РНК Xist «обволакивает» данную Х-хромосому, тем самым ее инактивируя. По наличию лишнего или отсутствию тельца Барра можно диагностировать некоторые виды наследственных заболеваний, связанных с количеством половых хромосом (синдромы Клайнфельтера, Шерешевского-Тернера, полисомия по Х-хромосоме). Показаниями к исследованию полового хроматинаявляются: пренатальная диагностика пола, невыясненный пол новорожденного, недифференцированная олигофрения, первичная аменорея, нарушения менструального цикла и бесплодие у мужчин и женщин.

Наряду с методом определения полового хроматина, есть флюоресцирующий метод определения числа У-хромосом. Каждая У-хромосома имеет вид флюоресцирующей палочки; сколько У-хромосом в клетке, столько и флюоресцирующих палочек.