Тело Барр масса гетерохроматина condesada наблюдается в женских соматических клетках млекопитающих и других животных. Обычно это легко увидеть на стадии митотического интерфейса.
Многие ученые связывают такую высокую концентрацию гетерохроматина с инактивацией одной из двух хромосом X. Эта область сильно окрашивается во время цитологических анализов из-за большого количества содержащегося в ней гетерохроматина.
Неактивная Х-хромосома на стадии интерфейса: микрофотография нормальных фибробластов, где она была помечена с помощью антисыворотки к гистоновому макроН2А1. Стрелка указывает на окрашенный DAPI половой хроматин (тельце Барра) и соответствующий участок полового хроматина (Источник: Стэнли М. Гартлер, Картик Р. Варадараджан, Пинг Луо, Тереза К. Кэнфилд, Джефф Трейнор, Ута Франке и Р. Скотт Хансен. Через Wikimedia Commons)
Тельца Барра были открыты Мюрреем Барром и Бертрамом в 1949 году. Оба ученых заметили, что эта небольшая масса или тело присутствует в ядрах нервных клеток домашних кошек, тогда как в нервных клетках кошек это не проявляется.
Но только в 1966 году Мэри Лайон предположила, что эти маленькие тельца появились в результате случайной инактивации одной из двух женских половых хромосом.
Многие из проблем с фертильностью, диагностируемых у женщин, связаны с тем, что их клетки находятся в «мозаичной» форме. Это означает, что некоторые из ваших клеток не инактивируют одну из ваших X-хромосом, а другие делают.
Таким образом, некоторые клетки имеют 45 соматических хромосом и одну активную половую хромосому X, тогда как другие имеют 45 соматических хромосом и две активные хромосомы XX, что может иметь значение со многих физиологических и поведенческих точек зрения.
Характеристики и состав
Тельце Барра также называют телом Барра или половым гетерохроматином. Это элемент, который имеет круглую, плоско-выпуклую форму при просмотре под световым микроскопом и имеет длину примерно один микрон.
Тельца Барра, поскольку они состоят из гетерохроматиновой ДНК, окрашиваются более интенсивно, чем эхроматиновая ДНК, которая «расширяется» и диспергируется в ядре клетки.
Обычно для окрашивания этой структуры используются гематоксилин и эозин, которые представляют собой соединения, окрашивающие ядра клеток в синий, темно-фиолетовый или черный цвет.
Тельце Барра состоит из факультативного гетерохроматина, то есть эта ДНК экспрессируется в определенные моменты времени, а не в другие. Когда ДНК «активной» или эхроматической Х-хромосомы дефектна, ДНК тельца Барра может стать эухроматической, чтобы компенсировать эти недостатки.
В средней соматической клетке тельце Барра расположено на внутренней поверхности ядра, и в первых сообщениях Барра о тельце эта структура называется «ядерным спутником».
Углубившись в свои исследования, Барр обнаружил, что эти тела были обнаружены в клетках всех женских тканей, за исключением тканевых клеток печени и поджелудочной железы.
безгласный
У всех млекопитающих, которые развиваются через плаценту, есть РНК, отвечающая за запуск молчания и упаковки неэкспрессированной Х-хромосомы, то есть за формирование тела Барра. Эта РНК называется «Х-специфическая неактивная транскрипционная РНК».
«Х-специфическая неактивная транскрипционная РНК» экспрессируется только для распространения по Х-хромосоме, выбранной клеткой, которую нужно замолчать. Путешествие заканчивается стимуляцией клеточного молчания благодаря участию некоторых гистонов, присутствующих в хроматине указанной хромосомы.
Инактивация Х-хромосомы у человека. Этот процесс может происходить по-разному, инактивируя в потомстве Х-хромосому от отца или матери (Источник: Lilymclaughlin01 через Wikimedia Commons).
Чтобы X-специфическая неактивная транскрипционная РНК покрывала всю длину хромосомы, клетки должны экспрессировать от 300 до 1000 ее копий, поэтому было обнаружено, что существует постоянная экспрессия X-специфической неактивной транскрипционной РНК для поддержания ко второй Х-хромосоме в виде тельца Барра.
Ранее ученые предположили, что «X-специфическая неактивная транскрипционная РНК» стимулирует образование внутреннего репрессивного ядра в тельце Барра и что оно содержит большое количество повторяющихся участков ДНК.
Однако подробные наблюдения с помощью сканирующей электронной микроскопии описали тельце Барра как «подавленную» Х-хромосому, обладающую сильно упакованным хроматином, со свободно упакованными хроматиновыми каналами, идущими от периферии к внутренней части тельца.
Все гены, контролирующие механизм сайленсинга хромосом, законсервированы для всех видов, от дрожжей до человека. Полный локус, в котором находятся эти гены, называется «центром X-инактивации».
диагностика
Открытие Мюррея Барра явилось прорывом в точном и подробном анализе хромосомного пола людей. Например, при интерсекс-расстройствах определение местоположения и различия тела Барра вскоре стало широко используемым диагностическим инструментом.
Этот тип анализа часто выполняется на судебно-медицинских образцах, поскольку хроматин Х-хромосомы в неактивной форме присутствует исключительно в женских клетках (помните, что мужские клетки также имеют Х-хромосому, но она активна).
Извлекая клетки из человеческих эмбрионов, можно определить пол на ранней стадии развития.
Кроме того, путем определения пола можно диагностировать заболевания или отклонения, которые являются результатом наличия большего или меньшего количества половых хромосом, чем обычно для клеток человека.
болезни
У лиц, обладающих двумя или более Х-хромосомами, тело Барра меньше, чем количество Х-хромосом в ядре клетки. Таким образом, клетки аномальных самок с единственной Х-хромосомой не имеют тельцов Барра.
Эта аномалия известна как синдром Тернера; тогда как клетки от мужчин, которые имеют две хромосомы XX, хромосому Y и тело Барра, диагностируются с синдромом Клайнфельтера.
Есть также женщины, у которых может быть три Х-хромосомы и, следовательно, два тельца Барра внутри ядер своих клеток. Однако клетки, содержащие аномалии половых хромосом и полностью нормальные клетки, можно найти у одного и того же человека.
В целом люди с этими характеристиками бесплодны, имеют «детский» вид, что мешает им полноценно развиваться, и рассматриваются некоторыми слоями общества как своего рода «феномен».
Это состояние называют «мозаичными ячейками». Люди, у которых нет полной аномалии в клетках, как правило, имеют меньшую степень обоих синдромов.
Во время цитологического анализа в образце ткани количественно определяют, сколько клеток имеет аномалия для ее половых хромосом; если аномалия находится в нескольких клетках, человек может развиваться как нормальный человек.
Ссылки
- Джексон, SH, Маскетт, JM, и Янг, Д. (1975). Тела Барра в мазках из шейки матки. Британский медицинский журнал, 1 (5959), 682.
- Рамакришнан, К., Шарма, С., Шриджа, К., Пратима, Д. Б., Аеша, И., и Виджаябану, Б. (2015). Определение пола в судебной одонтологии: обзор. Журнал фармации и биологических наук, 7 (Приложение 2), S398.
- Рего А., Синклер ПБ, Тао В., Киреев И. и Бельмонт А.С. (2008). Факультативный гетерохроматин неактивной Х-хромосомы имеет характерную конденсированную ультраструктуру. Журнал клеточной науки, 121 (7), 1119-1127.
- Смец, Д. (2013). Анализ тела Барра с помощью микроскопии сверхвысокого разрешения (докторская диссертация, lmu).
- Уокер, К.Л., Каргил, С.Б., Флой, К.М., Деланной, М., и Миджон, Б.Р. (1991). Тело Барра представляет собой замкнутую Х-хромосому, образованную ассоциацией теломер. Слушания Национальной академии наук, 88 (14), 6191-6195.