Генетический пол, определение

Систематизированный и пронумерованный по размеру и положению центромеры набор хромосом называют кариотипом. Развитие технологии окрашивания хромосом сделало возможным идентификацию каждой хромосомы по характерному для них рисунку продольной исчерченности (бэндингу). Бэнд может быть обнаружен в зоне центромеры (С-бэнды); бэнды, обнаруживаемые с помощью флуоресцентного красителя хинокрина носят название Q-бэндов, обнаруживаемые с помощью краски Гимза — G-бэнды. Окраска флуоресцентными красителями может быть удобна, т. к. Y-хромосома окрашивается очень ярко, и может быть определена в клетках, находящихся как в интерфазе, так и в метафазе. Технология, которая носит название флуоресцентная гибридизация in situ, чрезвычайно полезна при идентификации хромосом-«маркеров» — удаленных половых хромосом, которые плохо обнаруживаются с помощью стандартной технологии бэндинга. Хромосомный бэндинг высокого разрешения и «технологии окрашивания» делают возможным точную идентификацию каждой хромосомы. Y-хромосома полностью расшифрована. Это была первая полностью описанная хромосома человека, в ней около 35 миллионов пар нуклеотидов.
Обследования животных и людей с нарушениями половой дифференцировки показывают, что половые хромосомы (Х- и Y-хромосомы) и аутосомы содержат в себе гены, влияющие на половую детерминацию и дифференцировку, заставляя бипотенциальные гонады развиваться или в яички, или в яичники. Пара интактных и нормально функционирующих Х-хромосом, в отсутствие Y-хромосомы и гена секс-детерминирующего региона Y (SRY), ведет к образованию яичников, в то время как присутствие Y-хромосомы или транслокация гена SRY, обычно расположенного на коротком плече Y-хромосомы, на Х-хромосому или на аутосомы ведет к образованию яичек.
У людей существует выраженная разница в размере Х- и Y-хромосом. У всех лиц с двумя Х-хромосомами или более наблюдается частичная инактивация всех Х-хромосом, кроме одной. Существует мнение, что этот феномен — случайный процесс, возникающий в каждой клетке в период эмбриогенеза на стадии поздней бластоцисты, во время которого Х-хромосома претерпевает гетерохроматинизацию. В результате этого процесса формируется тельце Бара (Х-хроматин), которое можно найти у всех лиц с двумя Х-хромосомами и более. Ген XIST (Х-инактивирующий специфический транскрипт) локализован в участке, предположительно неактивной Х-хромосомы в области парацентромеры длинного плеча Х-хромосомы. XIST экспрессируется только в неактивной Х-хромосоме и кодирует большую РНК, которая «накрывает» Х-хромосому и способствует инактивации генов Х-хромосомы.

{module директ4}

Дистальный отдел короткого плеча Х-хромосомы не подвергается инактивации, в нем имеется короткий (2,5-megabase) участок, гомологичный дистальному участку короткого плеча Y-хромосомы. Этот сегмент называется псевдоаутосомный регион; в этих двух ограниченных участках Х- и Y-хромосом, которые соединяются во время мейоза, происходит обязательное формирование перекреста, что позволяет происходить обмену ДНК между этими областями Х- и Y-хромосом. Как минимум 7 генов было определено в псевдоаутосомном участке Х- и Y-хромосом. Среди них: MIC2; ген, кодирующий поверхностный клеточный антиген, узнаваемый моноклональными антителами; 12Е7; ген рецептора для гранулоцит-макрофаг колоний-стимулирующего фактора; рецептор интерлейки-на-3 человека; ген, делеция которого ведет к нейрокогнитивным дефектам, наблюдаемым при синдроме Тернера, и ген, отвечающий за низкий рост, PHOG/SHOX. Этот ген экспрессируется в костях и отвечает за идиопатический низкий рост и за дисхондростеозис (синдром Лери-Вейла) в гетерозиготах. Гомозиготные мутации этого гена связаны с более тяжелыми нарушениями роста, мезомелической карликовостью Лангера. Псевдоаутосомальный регион также был описан на дистальном конце длинных плеч Х- и Y-хромосом.
В мазках, взятых со слизистой щек у женщин с кариотипом 46, XX, тельце Бара определяется в 20-30% исследуемых ядер в интерфазе; у здоровых мужчин с кариотипом 46, XY тельце Бара не определяется. У пациентов с числом Х-хромосом более 2 в любом диплоидном ядре число хроматиновых телец будет на 1 меньше, чем число хромосом. Используя определение полового хроматина и флуоресцентное окрашивание Y-хромосомы, можно опосредованно выявить набор половых хромосом у индивидуума. В клетках, находящихся как в интерфазе, так и в метафазе, FISH-анализ SRY (Y-хромосома) и перицентрической области Х-хромосомы позволяет быстро определить набор половых хромосом.