Hiperactivación del cromosoma X

La hiperactivación del cromosoma X se refiere al proceso que se produce en la mosca de la fruta (Drosophila) mediante el cual los genes del cromosoma X en los machos se vuelven el doble de activos que los genes del cromosoma X en las hembras.

En Drosophila , existe una marcada diferencia entre los cromosomas X e Y, ya que la mayor parte del material genético se ha perdido en el cromosoma Y. ^{[ 1 ]} Debido a esto, Drosophila depende del material genético del cromosoma X. Dado que las moscas macho tienen un solo cromosoma X y las moscas hembra tienen dos cromosomas X, el mayor nivel de activación en los machos asegura que los genes del cromosoma X se expresen en general al mismo nivel que en las hembras. ^{[ 1 ]} La hiperactivación del cromosoma X es un mecanismo de compensación de dosis , donde los organismos que utilizan sistemas de determinación genética del sexo equilibran la dosis génica de los cromosomas sexuales entre machos y hembras. ^{[ 2 ]} La hiperactivación del cromosoma X está regulada por el empalme alternativo de un gen llamado sex-lethal . El gen recibió este nombre debido a su fenotipo mutante , que tiene poco o ningún efecto en los machos, pero provoca la muerte de las hembras debido a la hiperactivación de los dos cromosomas X.

En las hembras de Drosophila , la proteína letal sexual provoca el empalme específico de hembras del gen letal sexual para producir más proteína letal sexual. Esto produce un bucle de retroalimentación positiva . En los machos de Drosophila , no hay suficientes proteínas letales sexuales para activar el empalme específico de hembras del gen letal sexual , y este pasa por el empalme "por defecto". Esto significa que la sección del gen que se empalma en las hembras permanece en los machos. Esta porción restante contiene un codón de parada temprana que resulta en que no se produzca proteína letal sexual. ^{[ 3 ]} En las hembras, la proteína letal sexual inhibe el complejo génico letal específico de machos ( msl ) que normalmente activaría los genes ligados al cromosoma X , aumentando la tasa de transcripción masculina . El complejo génico msl recibió su nombre debido a la mutación de pérdida de función que produce un aumento inapropiado en la tasa de transcripción masculina que resulta en la muerte de los machos. ^{[ 4 ]} En los machos, la ausencia de la cantidad necesaria de letalidad sexual permite el aumento de la tasa de transcripción masculina debido a que el complejo génico msl ya no está inhibido. Esto permite que la expresión del cromosoma X se "duplique" o hiperactive, para igualar los dos cromosomas X de las hembras. ^{[ 5 ]}

También se ha registrado una regulación positiva del cromosoma X en muchos mamíferos, a pesar de ser más conocida en Drosophila . ^{[ 6 ]}

La segunda compensación de dosis que ocurre en mamíferos es el equilibrio entre los cromosomas X y los autosomas . Esta regulación se produce mediante la sobreexpresión del cromosoma Xa, que es el cromosoma X activo. La sobreexpresión del cromosoma X activo muestra un aumento en la activación de la transcripción y la elongación. El cromosoma X, en comparación con un gen autosómico, contiene más genes silentes que controlan la influencia de los genes activos. Se realizó un análisis de datos de secuenciación de ARN (RNA-seq) y se observó que los resultados de los genes autosómicos y ligados al cromosoma X eran significativamente diferentes. Esto concuerda con el hecho de que la compensación de dosis del cromosoma X se produce con respecto a los autosomas. La pérdida de un cromosoma X produce un efecto de aneuploidía que altera la célula completa en Drosophila . Este efecto impide que el gen MSL (letal específico de machos) se una a su sitio diana. Para superar esto, el cromosoma X se hiperactiva. Posteriormente, el cromosoma X hiperactivado facilita la inversión del efecto de aneuploidía para crear una igualdad en la expresión génica entre machos y hembras. La selección natural se produce de forma eficiente en Drosophila, por lo que los genes sensibles a la dosis aumentan. Estos genes varían de una especie a otra.