Της Κλεάνθης Αποστόλου,
Ο γονιδιακός πλούτος της ανθρώπινης φύσης είναι ιδιαίτερος και γεμάτος νέες εκπλήξεις, έτοιμος για εξερεύνηση και περαιτέρω έρευνα. Ο καρυότυπος ενός μέσου ανθρώπου, όπως είναι γνωστό, αποτελείται από 46 χρωμοσώματα (23 ζεύγη), από τα οποία τα 44 είναι αυτοσωματικά, κοινά για όλους, και τα 2 είναι τα φυλετικά που καθορίζουν το αρσενικό και το θηλυκό φύλο του είδους μας (απουσία Υ θηλυκό γένος, ενώ παρουσία Υ αρσενικό γένος). Υπό φυσιολογικές συνθήκες, παρουσία του Υ ο μυελός της αδιαφοροποίητης γονάδας του εμβρύου σχηματίζει τον όρχι, αναστέλλοντας τους πόρους του Müller, ενώ απουσία του Υ, ο φλοιός σχηματίζει την ωοθήκη και τους πόρους του Müller, δημιουργώντας τα εσωτερικά γεννητικά όργανα.
Όσον αφορά τη γενετική βάση για τον καθορισμό του φύλου, αυτή είναι ιδιαίτερα πολύπλοκη. Ειδικότερα, ένα σύνολο γονιδίων που βρίσκονται σε διαφορετικά χρωμοσώματα και θέσεις είναι υπεύθυνα για το θηλυκό ή αρσενικό φύλο. Γενικά στα θηλαστικά, επομένως και στο ανθρώπινο είδος, το γονίδιο SRY (sex-related Y) επάγει κατά την εμβρυογένεση τον καθορισμό του αρσενικού φύλου. Το συγκεκριμένο γονίδιο εντοπίζεται στο χρωμόσωμα Υ, κοντά στην ψευδοαυτοσωματική περιοχή PAR1. Η απουσία ή η μετάλλαξή του SRY επάγει τον καθορισμό των θηλυκών ατόμων. Βέβαια, μετά από πειραματικές μελέτες, βρέθηκε ότι διαγονιδιακοί ποντικοί με ΧΧ, αλλά αυξημένη παρουσία του γονιδίου SRY, αναπτύσσονται ως αρσενικοί με φυσιολογική αρσενική συμπεριφορά, με τη μόνη διαφορά ότι είναι στείροι.
Από την άλλη πλευρά, το 25% των θηλυκών με ΧΥ χρωμοσώματα προέκυψαν από μεταλλάξεις και απουσία του γονιδίου SRY. Με λίγα λόγια, αυτό το γονίδιο εκφράζει τον αντίστοιχο μεταγραφικό παράγοντα SRY, ο οποίος είναι υπεύθυνος για την έκφραση του μεταγραφικού παράγοντα SOX9. Η έκφραση του τελευταίου βοηθά στην ανάπτυξη των όρχεων και δρα αποκλειστικά σε αυτοσωμικά χρωμοσώματα. Μετά από έρευνες, αποδείχθηκε ότι άτομα ΧΧ με επιπλέον αντίγραφο του SOX9 αναπτύσσονται σε αρσενικά ακόμα και απουσία του παράγοντα SRY. Επομένως, βασικός μεταγραφικός παράγοντας για την επικράτηση του αρσενικού φύλου είναι ο SRY, καθώς και ο SOX9, όπου ο τελευταίος είναι ο σημαντικότερος ανεξαρτήτως συνδυασμού φυλετικών χρωμοσωμάτων (παρουσία ή απουσία Υ).
Πέρα από τα παραπάνω γονίδια, για τον καθορισμό φύλου συμμετέχει και το γονίδιο DAX1. Βρίσκεται στο χρωμόσωμα Χ και εκφράζει τον αντίστοιχο μεταγραφικό παράγοντα. Ειδικότερα, εκφράζεται και στα 2 φύλα και, αργότερα, αποκλειστικά στις ωοθήκες, προσδιορίζοντας το θηλυκό γένος στα θηλαστικά και, φυσικά, στον άνθρωπο. Ανάλογα τα αντίγραφα αυτού του γονιδίου επικρατεί το γυναικείο φύλο, ακόμα και με την παρουσία του Υ χρωμοσώματος. Υπό φυσιολογικές συνθήκες, στις γυναίκες εμφανίζεται σε κάθε χρωμόσωμα Χ ένα αντίγραφο του γονιδίου DAX1, όπου μόνο το ένα μεταγράφεται και είναι ενεργό. Βέβαια, υπάρχουν περιπτώσεις υγιών θηλυκών ατόμων, όπου στο Χ χρωμόσωμα εμφανίζονται 2 αντίγραφα DAX1, σε συνδυασμό με ένα φυσιολογικό Υ χρωμόσωμα παρουσία του γονιδίου SRY και αντίστοιχα του SOX9. Συμπερασματικά, ο μεταγραφικός παράγοντας DAX1 εάν εκφράζεται σε μεγαλύτερη ποσότητα, κυριαρχεί έναντι της παρουσίας του Y χρωμοσώματος και των αντίστοιχων μεταγραφικών παραγόντων, διότι αναστέλλει την έκφραση του μεταγραφικού παράγοντα SOX9.
Όπως είναι γνωστό, το χρωμόσωμα Χ είναι πολύ μεγαλύτερο σε μήκος από το χρωμόσωμα Υ και περιέχει περίπου 14 φορές περισσότερα γονίδια. Επομένως, πολλοί αναρωτιούνται: «Οι γυναίκες έχουν περισσότερα γονίδια από τους άντρες και είναι εξελικτικά ανώτερες;». Εννοείται πως κάτι τέτοιο δεν ισχύει, αφού παρατηρείται το φαινόμενο της απενεργοποίησης του χρωμοσώματος Χ.
Κατά την πρώιμη εμβρυική ανάπτυξη, στα θηλυκά σωματικά κύτταρα το ένα χρωμόσωμα Χ απενεργοποιείται, ώστε να παρατηρηθεί εξίσωση των επιπέδων έκφρασης των γονιδίων που χαρτογραφούνται στο Χ και στα δύο φύλα. Σε γονιδιακό επίπεδο, το γονίδιο XIST ενεργοποιείται στο επιθυμητό χρωμόσωμα Χ, με αποτέλεσμα, όταν ξεκινάει η μεταγραφή του, να προσελκύει παράγοντες που προκαλούν συμπύκνωση της χρωματίνης, υπερμεθυλίωση και μεταγραφική καταστολή των γονιδίων. Κατά κανόνα, αυτό το φαινόμενο απενεργοποίησης είναι τυχαίο γεγονός. Βέβαια, στις περισσότερες περιπτώσεις ασθενών με δομικές ανωμαλίες του Χ, απενεργοποιείται το δομικά ανώμαλο χρωμόσωμα, ενώ στην περίπτωση ισοζυγισμένης χρωμοσωμικής μετάθεσης του Χ με αυτοσωματικό χρωμόσωμα, απενεργοποιείται το φυσιολογικό Χ.
Η τελευταία περίπτωση οδηγεί σε κάποιες γνωστές γενετικές ασθένειες, όπως τα σύνδρομα Angelman και Prader Willi, τα οποία προκαλούν σοβαρή διανοητική καθυστέρηση και διάφορες μορφολογικές δυσμορφίες. Στο Angelman παρατηρείται έλλειμμα στο μητρικής προέλευσης χρωμόσωμα 15, ενώ στο Prader Willi έλλειμμα στην ίδια περιοχή στο πατρικής προέλευσης χρωμόσωμα 15. Απ’ ό,τι φαίνεται, τα φυλετικά χρωμοσώματα και τα αντίστοιχά τους γονίδια, που εκφράζονται ή όχι, διαδραματίζουν κύριο ρόλο στον προσδιορισμό του φύλου ή ακόμα και στην ύπαρξη διαφόρων ασθενειών!
ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΠΗΓΕΣ
- Ιατρική Γενετική (2011), Nussbaum R.L., Mclnnes R.R., Willard H.F., Thompson & Thompson, Νικοσία-Κύπρος
- Διάλεξη «Καθορισμός του φύλου, Απενεργοποίηση του Χ & Εντύπωμα», μάθημα «Γενετική Ανθρώπου», 2022, Υπεύθυνη Καθηγήτρια: Σαραφίδου Θεολογία, Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας (Τμήμα Βιοχημείας και Βιοτεχνολογίας)
