COURS 4 PARTIE 2 : INACTIVATION DU CHROMOSOME X Flashcards
Quelles sont les caractéristiques du X inactif
Similaire à l’hétérochromatine :
1. Hyperméthylation des ilôts CpG des régions promotrices et des histones
2. Hypoacétylation des histones H4
3. Condensation maximale maintenant durant l’interphase
4. Réplication de l’ADN tardive
Quel est le processus par lequel le chromosome X est inactivé?
Hétérochromatisation
-c’est un chromosome qui se comporte comme de l’hétérochromatine
Décrire le mécanisme d’hyperméthylation (CH3) pour l’inactivation du X
L’hétérochromatisation se fait par l’ajout massif de groupements méthyl (CH3) sur les îlots CpG de l’ADN
-les îlots CpG sont des régions riches en guanine (G) et en cytosine (C)
La cellule eucaryote utilise la méthylation de l’ADN pouri inhiber l’expression des gènes qui ne sont pas nécessaires à son fonctionnement
Il y a aussi méthylation des histones H3 contenues dans le nucléosome
-ceci a pour effet de compacter la structure de la chromatine
Décrire le mécanisme d’hypoacétylation pour l’inactivation du X
L’hétérochromatisation n’est pas complète sans l’enlèvement de groupements acétyls sur les histones H4 formant le nucléosome
Cette réaction a pour but de resserrer l’ADN autour des nucléosomes et de compacter encore plus l’ADN
Le chromosome X inactivé ressemble à quoi?
À de l’hétérochromatine (ADN génétiquement inactif)
Comment nomme-t-on le chromosome X inactivé?
Hétérochromatine facultative (hétérochromatine avec gènes résultat du processus d’inactivation du X)
L’hétérochromatine retrouvée sur les autres chromosomes que le chromosome X inactivé se nomme comment?
Hétérochromatine constitutive (hétérochromatine de structure sans gènes)
Quelles sont les étapes de l’inactivation du X?
- Comptage du ratio X : autosome (la cellule doit compter le nbr de chromo X présent dans la cellule)
- Choix aléatoire du X à inactiver (au hasard)
- Inactivation ou initiation (commencer à inactiver ce chromosome X)
- Propagation de l’inactivation
- Maintenir l’inactivation
Combien doit-on avoir de chromosomes X inactif?
La présence d’un seul X actif est essentielle à la survie de la cellule diploïde
-absence d’un chromosome X actif létal
-la présence de 2 chromosomes X actifs complets est également létal
Par conséquent. un seul X doit être protégé de l’induction de l’inactivation chez la femme XX
Comment est-ce que la cellule fait pour savoir il y a combien de X dans la cellule en fonction du nombre d’autosome?
Mécanismes moléculaires mal connus
On retrouve un centre d’inactivation (Cl) sur le bras long du chromosome X en Xq13
Sur le bras long du chromosome X, près des régions importantes pour l’inactivation du X se retrouvent les X-pairing region (Xpr) qui permettent le pairage des X à ce niveau au début du processus
Des séquences similaires retrouvées aussi sur les autosomes : rôle dans le comptage du ratio
L’étape de l’inactivation début quand?
survient au stade de blastocsyte précoce
Décrire l’initiation de l’inactivation du chromosome X
Le centre d’inactivation contient le gène XIST (X inactivation (Xi-specific transcripts) qui est très important dans la régulation de l’inactivation d’un X
-le gène XIST est transcrit en ARN, mais n’est pas traduit en protéine. Il reste dans le noyau en association avec le chromosome X inactif
-le gène XIST est seulement exprimé par l’allèle du chromosome X qui sera inactivé, tandis que l’allèle de XIST du chromosome X actif sera inhibé
L’ARNm de XIST initie l’inactivation de part et d’autre du Cl en s’accumulant sur le futur chromosome X inactivé
Qu’est-ce qui assure la présence d’un seul chromosome X actif?
La présence d’un seul X actif par la répression de l’activité de XIST sur le X actif
Chez l’homme, XY, XIST est inactivé et ainsi, il ne s’exprime pas
Chez la femme XX, XIST est exprimé sur le futur X inactivé et réprimé sur le futur X
Décrire l’étape de la propagation de l’inactivation
L’accumulation de XIST se propage le long des 2 bras (en cis) chromosomiques du futur X inactivé
Décrire l’étape de la maintenance de l’inactivation
L’inactivation, donc l’hétérochromatisation, du chromosome X doit être maintenue de façon permanente et à travers les divisions cellulaires
-les cellules filles inactiveront toutes le même X (Xpat ou Xmat)
L’inactivation est maintenue suite à des processus épigénétiques:
–>la modification de la chromatine par méthylation et l’hypoacétylation des histones
-entraîne une réplication tardive en phase S du X inactivé
-l’ajout de l’histone H2A alternative (la macro-H2A) et la méthylation des îlots CpG de l’ADN qui rendent l’hétérochromatisation irréversible
Quelles sont les caractéristiques du chromosome X inactif?
Hyperméthylation
-méthylation des histones H3
-méthylation des îlots CpG de l’ADN
Hypoacétylation des histones H4
Réplication tardive en phase S
État condensé durant l’interphase
-corpuscule de Barr ou chromatine sexuelle
Définir la chromatine sexuelle ou corpuscule de Barr
Il s’agit d’un chromosome X très condensé en interphase
Comment peut-on compter le nombre de corpuscules de Barr?
Frottis buccal qui est fait dans le but de compter le nbr de corpuscules de Barr
Test rapide qui était effectué lorsque le médecin soupçonnait une anomalie de nombre impliquant les chromosomes sexuels chez un patient
Ce test ne remplace pas le caryotype
Quels sont les corpuscules de Barr qui sont comptés?
On ne compte que les corpuscules qui sont adhérents à la membrane nucléaire, donc ceux que l’on voit à la périphérie du noyau
-comme le noyau est sphérique et que les seuls corpuscules accolés à la membrane sont comptés, le nombre de corpuscules obtenus est toujours inférieur à la réalité
-on considère que la présence du corpuscule dans 20% des cellules examinées représente la situation normale pour les femmes normales
Quelles sont les exceptions de l’inactivation du X?
Environ 15% des gènes du chromosome X échappent à l’inactivation (certaines parties demeurent actives)
Environ 10% des gènes ont un patron aléatoire : peuvent ou non être inactivés
Segments de l’X échappant à l’inactivation
-les régions pseudoautosomiques (RPA) homologues à l’Y
-ces régions situées aux extrémités du X et du Y servent à l’appariement à la méiose et sont le site des recombinaisons
-comme ces régions sont identiques entre l’X et l’Y, le produit des gènes qu’elles contiennent est identique chez l’homme et la femme (2 copies chacun)
Autres régions
-le Cl qui contient XIST
-d’autres gènes ayant un rôle spécifique chez la femme
Certaines régions du chromosome X échappent à l’inactivation grâce à quoi?
Les régions du X qui échappent à l’inactivation sont liées à des protéines CTCF qui isolent la chromatine et empêche XIST d’y avoir accès
Le signal d’hétérochromatinisation passe par-dessus ces régions et n’inactive pas les gènes s’y trouvant
Comment est-ce que le chromosome X à inactiver est-il choisi?
Au niveau de l’embryon, le processus pour inactiver le X d’origine maternelle vs celui d’origine paternelle est aléatoire
Lors de mitose subséquentes, les cellules filles héritent du même X inactivé que celui de la cellule mère (première à subir l’inactivation)
VRAI OU FAUX : Dans les tissus, les cellules d’un même type cellulaire se retrouvent regroupées
VRAI
Les cellules avec l’X maternel actif sont ensembles et les cellules avec l’X paternel sont ensemble ce qui donne une mosaïque chez la femme
Quel est le biais dans l’inactivation du X?
Habituellement, l’inactivation du X se fait au hasard (50/50). Par contre, dans 5-20% des femmes il y a plus de cellule l’inactivation d’un certain X par rapport à l’autre X
Quelles sont les causes possible d’un biais dans l’inactivation du X?
Statistique
Sélection contre une population de cellule qui a inactivé ou activé un certain X
-ex. translocations X: autosome, délétion impliquant XIC sur un X… certaines maladies monogéniques
Familles où sélection biaisée de façon héréditaire
Qu’est-ce que la courbe de Gaussienne?
Montrer que de façon aléatoire on peut se retrouver d’un côté ou de l’autre de la courbe (pas toujours au centre)
Qu’arrive-t-il avec le processus d’inactivation lorsqu’une femme à une anomalie d’une chromosome X?
Translocations X; autosomes;
-les règles de l’inactivation au hasard ne semblent pas se vérifier
-le processus d’hétérochromatisation se propageant le long du chromosome X peut s’étendre à la portion d’autosome transloquée
-le choix du X à inactiver se fait dans le but de se rapprocher le plus possible des conditions normales (équilibrée)
L’inactivation se fait d’abord au hasard, mais une sélection intercellulaire favorisant le type cellulaire le mieux adapté génétiquement s’effectue
t(X;autosome) équilibrée : inactivation du chromosome X normal favorisée
t(X;autosome) déséquilibrée : inactivation du chromosome X remanié favorisé
Pourquoi dit-on que les femmes sont des mosaïques pour l’expression des gènes liés au chromosome X?
Elles possèdent 2 populations cellulaires dans lesquelles l’un ou l’autre des chromosomes X est actif
Comme il y a plusieurs centaines de gènes sur ce chromosome, le chromosome X d’origine paternelle est nécessairement différent du chromosome X d’origine maternelle, c’est-à-dire que ces deux chromosomes portent des allèles qui pourraient être différents
Pourquoi dit-on que les femmes sont des hétérozygotes pour certains allèles du chromosome X?
Comme les 2 chromosomes X ont des allèles différents, les femmes sont hétérozygotes pour ces allèles
Un certain nbr de cellules exprimeront les allèles d’origine paternel (X maternel inactivé) et les autres cellules exprimeront les allèles d’origine maternel (X paternel inactivé)
Dans certaines situations, les 2 types cellulaires ainsi produits donneront des phénotypes différents
Est-ce que les femmes porteuses d’une mutation au niveau du chromosome X exprime nécessairement cette mutation?
Un biais dans l’inactivation du chromosome X survient dans 5 à 20% des femmes
-biais sans importance lorsque les 2 X ont des allèles normaux pour tous les gènes
-biais peut être très important dans le contexte où l’on retrouve une mutation dans l’une des 2 copie pour un gène en particulier
(l’expression de la mutation ou non dépendera de la proportion de cellules qui a inactivé le chromosome avec la mutation vs le chromosome sans la mutation)
Ainsi, les femmes hétérozygotes pour un caractère lié à l’X peuvent avoir des phénotypes variables
Décrire lyonisation (favorable/défavorable)
Lyonisation signifie l’inactivation du X (Mary Lyon)
Lyonisation favorable :
-elle se produit lorsque la majorité des cellules a inactivé l’X portant l’allèle muté responsable de la maladie
-la femme hétérozygote porteuse n’est pas atteinte de la maladie
Lyonisation défavorable
-elle se produit lorsque la majorité des cellules inactivé a le X normal, non porteur de l’allèle muté
-c’est le X portant l’allèle de la maladie qui est actif
-la femme hétérozygote peut manifester des symptômes de la maladie jusqu’à être complètement atteinte de la maladie
Décrire l’exemple de la dystrophie musculaire de duchenne (DMD)
Maladie héréditaire récessive liée au chromosome X provoquant une dégénérescence progressive des fibres musculaires
-le gène codant pour la dystrophine (gène DMD) est localisé en Xp21.2
-la dystrophine est une protéine très importante pour le fonctionnement musculaire
-la délétion de certains exons du gène DMD entraîne une dysfonction dans la synthèse de la dystrophine
-la dystrophine est absente chez les individus atteints et diminués chez les femmes porteuses
C’est la dystrophie musculaire la plus fréquente
Il est possible de détecter la présence de dystrophine par immunocoloration des cellules musculaires
Décrire la dysplasie ectodermique anhydrotique
Atteinte de structures ectodermiques
Cheveux clairsemés - absents
Dentis coniques, manquantes
Absence de glandes sudoripares
Condition liée au chromosome X
