Barr Body Definitie

De Barr body, ook wel eens het geslachtschromatine genoemd, is het inactieve X-chromosoom in vrouwelijke somatische cellen. Menselijke vrouwen hebben twee X-chromosomen, terwijl mannen één X en één Y hebben. In alle vrouwelijke somatische cellen, die niet deelnemen aan de geslachtelijke voortplanting, is één van de X-chromosomen actief, en wordt het andere geïnactiveerd in een proces dat lyonisatie wordt genoemd, waardoor het Barr-lichaam ontstaat. De reden voor het uitschakelen van één X-chromosoom is dat alleen de noodzakelijke hoeveelheid genetische informatie tot expressie komt, in plaats van het dubbele of zelfs meer. Daarom komt X-inactivering niet alleen voor bij de mens, maar bij alle organismen waarvan het geslacht wordt bepaald door de aan- of afwezigheid van een Y- of W-chromosoom in de cel. Kortom, de hoeveelheid X-chromosoomgenen die tot expressie komt, moet zowel bij mannetjes als bij vrouwtjes gelijk zijn.

Het Barr-lichaam is verpakt in heterochromatine, terwijl het actieve X-chromosoom is verpakt in euchromatine. Dit betekent dat, hoewel beide X-chromosomen dezelfde geninhoud hebben, het inactieve X-chromosoom gecondenseerd is en niet gemakkelijk toegankelijk voor moleculen die betrokken zijn bij transcriptie, terwijl het actieve X-chromosoom een groter volume heeft, en meer verspreid is, of open, waardoor transcriptie kan plaatsvinden.

Welk X-chromosoom wordt het Barr-lichaam?

Het is volkomen willekeurig welk chromosoom inactief wordt, maar binnen een bepaalde cel blijft het geïnactiveerde X-chromosoom inactief gedurende het hele leven van de cel. Bovendien zal hetzelfde chromosoom inactief zijn in alle cellen die afstammen van het oorspronkelijke chromosoom, en, overbodig te zeggen, hetzelfde geldt voor het actieve X-chromosoom. Er is dus altijd maar één actief X-chromosoom in een cel, maar het varieert welk X-chromosoom dat is. Om die reden is het aantal Barr lichamen altijd één minder dan het totale aantal X chromosomen. Dit geldt zelfs wanneer een individu een mutatie heeft die heeft geleid tot de aanwezigheid van extra X-chromosomen, zoals in het geval van het Klinefelter-syndroom bij mannen, waar een extra X-chromosoom in alle cellen wordt aangetroffen.

Mechanisme van X-inactivatie

Er is een X-inactivatiecentrum (XIC) dat in de buurt van het centromeer op de X-chromosomen wordt gevonden, en dat een gen bevat dat X-inactief specifiek transcript (Xist) wordt genoemd, en een ander gen dat Tsix wordt genoemd (Xist omgekeerd). Xist leidt tot gen-inactivatie op het X-chromosoom, en daarom zien we dat de Xi bedekt is met Xist RNA, terwijl de Xa dat niet is. Tsix daarentegen is een negatieve regulator van Xist, wat betekent dat het de functie ervan tegenwerkt. Aangezien Xist leidt tot het uitschakelen van genen, wordt dat door de aanwezigheid van Tsix voorkomen. Daarom vinden we dat chromosomen met meer expressie van Tsix veel minder kans hebben om geïnactiveerd te worden dan chromosomen met minder expressie van Tsix.

Om te beginnen brengen beide X-chromosomen het Xist RNA in gelijke mate tot expressie, maar wanneer het inactiveringsproces begint, verhoogt de Xi to-be de hoeveelheid Xist RNA dat wordt geproduceerd, dat vervolgens dit chromosoom omhult, waardoor de genen ervan worden uitgeschakeld. Anderzijds stopt de toekomstige Xa de expressie van het Xist-gen, wat betekent dat de genen niet tot zwijgen worden gebracht en het chromosoom actief blijft. Natuurlijk wordt het Xist-gen op het Barr-lichaam niet tot zwijgen gebracht, en een percentage van de rest van de genen blijkt ook aan inactivering te ontsnappen. Dit betekent dat bij een vrouwtje dat met slechts één chromosoom wordt geboren, toch minder genen tot expressie komen dan bij een vrouwtje dat beide X-chromosomen heeft, ook al is bij normale vrouwtjes slechts één X-chromosoom volledig actief. Net als Xist komt Tsix RNA in het begin op beide X-chromosomen evenveel tot expressie, maar dat verandert als het inactiveringsproces begint.

Genetische aandoeningen en het lichaam van de Barr

Omdat in elke cel maar één X-chromosoom actief is, kunnen vrouwen met het syndroom van Turner in zeldzame gevallen de geboorte halen, ook al bevatten hun cellen in het begin maar één X-chromosoom. Ze kunnen ook hun leven leiden en functioneel zijn ondanks het feit dat hun cellen geen Barr-lichaam bevatten en dus de weinige genen missen die tot expressie komen vanaf het inactieve X-chromosoom. Vrouwtjes met deze aandoening ontwikkelen zich niet zoals de gemiddelde vrouw, maar ze drukken nog genoeg X-chromosoomgenen uit om zich te redden. Bij aandoeningen waarbij extra X-chromosomen in de cellen van mannetjes of vrouwtjes aanwezig zijn, blijft slechts één X-chromosoom actief en worden de overige Barr-lichaampjes. Dit kan ook leiden tot ontwikkelingsproblemen.

Ten slotte kunnen er ook problemen ontstaan bij vrouwtjes waarvan de cellen beide X-chromosomen hebben. Normaal gesproken wordt het vaderlijke X-chromosoom de helft van de tijd uitgeschakeld, en het maternale X-chromosoom de andere helft. In sommige gevallen wordt het ene of het andere chromosoom echter vaker uitgeschakeld. Afhankelijk van hoe scheef de verhouding van inactivering van het vaderlijke X-chromosoom tot inactivering van het maternale X-chromosoom is, kunnen vrouwen ofwel geen symptomen hebben, kleine problemen, of ze kunnen problemen krijgen die tot de dood leiden.

• Allelen – Variante vormen van hetzelfde gen.
• Downsyndroom – Een genetische aandoening die wordt gekenmerkt door geestelijke achterstand en wordt veroorzaakt door trisomie 21.
• Mitose – De deling van de celkern die leidt tot twee identieke dochtercellen in levende organismen.
• Monosomie – Een aneuploïdie waarbij één chromosoom van een homoloog paar ontbreekt.

Quiz

1. Waar worden Barr-lichamen gewoonlijk gevonden?
A. Mannelijke geslachtscellen
B. Mannelijke somatische cellen
C. Vrouwelijke somatische cellen
D. Mannelijke en vrouwelijke somatische cellen

2. Als de cellen van een vrouwtje drie X-chromosomen bevatten, hoeveel Barr-lichamen zal elke cel dan hebben?
A. Eén
B. Twee
C. Drie
D. Geen

3. Welk van de volgende is van toepassing op het Xist-gen?
A. Het activeert genen op X-chromosomen
B. Het voorkomt de inactivering van genen
C. Het inactiveert genen op X-chromosomen
D. Het bevat het XIC

4. Een grotere hoeveelheid van het Tsix RNA op een X-chromosoom wijst op:
A. Grote hoeveelheden van het Xist RNA
B. Dat het chromosoom zich in een mannelijke cel bevindt
C. Dat het chromosoom inactief is
D. Dat het chromosoom geactiveerd is