2.4 ΑΔΡΑΝΟΠΟΙΗΣΗ ΣΤΟΥΣ ΓΑΜΕΤΕΣ & ΓΟΝΙΔΙΑΚΗ ΑΠΟΤΥΠΩΣΗ

Α) ΕΙΣΑΓΩΓΗ – ΟΡΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΓΟΝΙΔΙΑΚΗΣ ΑΠΟΤΥΠΩΣΗΣ - ΣΚΟΠΙΜΟΤΗΤΑ ΤΟΥ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟΥ

Είναι γνωστό, ότι τα κύτταρα των θηλαστικών είναι διπλοειδή, έχοντας κληρονομήσει ένα μητρικό και ένα πατρικό γονίδιο. Σε ορισμένες περιπτώσεις, η έκφραση ενός γονιδίου εξαρτάται από το εάν έχει κληρονομηθεί από τον πατέρα ή από τη μητέρα, ένα φαινόμενο που ονομάζεται γονιδιακή αποτύπωση. Πρέπει να παρατηρηθεί,ότι υπάρχουν γονίδια μεμονωμένα ή και ολόκληρα χρωμοσώματα βρισκόμενα σε γονιδιακή αποτύπωση. Οι μόνοι οργανισμοί, που είναι γνωστό ότι διαθέτουν μεμονωμένα γονίδια και όχι ολόκληρα χρωμοσώματα σε γονιδιακή αποτύπωση, είναι τα θηλαστικά και ένα φυτό, το Arabidopsis.Τα θηλυκού γένους μαρσιποφόρα, ωστόσο, κατά προτίμηση αδρανοποιούν το πατρικό Χ-χρωμόσωμα σε όλα τα σωματικά κύτταρα., που αυτό είναι ένα είδος γονιδιακής αποτύπωσης. Ένα κλασικό γονίδιο, το οποίο βρίσκεται υπό γονιδιακή αποτύπωση, είναι το Igf2.Το συγκεκριμένο γονίδιο είναι απαραίτητο για την προ της γεννήσεως ανάπτυξη, και ποντίκια, που δεν εκφράζουν το εν λόγω γονίδιο, γεννιούνται με το μισό μέγεθος από εκείνο που θα είχε ένας κανονικός ποντικός. Μόνο το πατρικό αλληλόμορφο του Igf2 εκφράζεται. Ως αποτέλεσμα, ποντίκια με μεταλλαγμένο Igf2 καθηλώνονται όσον αφορά την ανάπτυξή τους, ενώ ποντίκια με ελαττωματικό, μητρικό γονίδιο είναι φυσιολογικά.

Ο τρόπος δράσης της γονιδιακής αποτύπωσης φαίνεται στο παρακάτω απλοποιημένο παράδειγμα (εικόνα 2.4.1):

Έχουν προταθεί πολλοί λόγοι για τη σκοπιμότητα του φαινομένου. Για παράδειγμα, έχει προταθεί ότι η γονιδιακή αποτύπωση είναι ένας μηχανισμός άμυνας που προστατεύει το γονιδίωμα των θηλαστικών από την ανάμιξη με ξένο DNA. Επίσης έχει προταθεί η γονιδιακή αποτύπωση ως προστασία ενάντια στην παρθενογένεση και την ανευπλοειδία .Ωστόσο, υπάρχουν δύο κύριες θεωρίες :

1) ΘΕΩΡΙΑ ΤΟΥ ΓΟΝΕΪΚΟΥ ΑΝΤΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

Ο Ηaig πρότεινε το 1989 ότι η γονιδιακή αποτύπωση θα συμβεί σε θηλαστικά, όπου υπάρχει ζευγάρωμα με περισσότερα του ενός αρσενικά, λόγω διαμάχης μεταξύ αρσενικών και θηλυκών για τη διανομή των πόρων στους απογόνους. Ο Μοοre επίσης ανεξάρτητα εργαζόμενος κατέληξε στην ίδια θεωρία.(Moore & Haig, 1991). Τα πατρικά γονίδια θα προσπαθήσουν όσο περισσότερο μπορούν, για να πάρουν τους περισσότερους πόρους από ένα θηλυκό, ακόμα και αν αυτό είναι προς ζημία τους και ιδιαίτερα των μελλοντικών απογόνων από άλλα αρσενικά. Τα θηλυκά από την άλλη πλευρά, ωστόσο, θα ισορροπήσουν αυτή την κατάσταση με το να διανέμουν τους πόρους τους ισότιμα σε όλους τους απόγονούς τους . Πρακτικά μιλώντας, οι μεγάλοι σε μέγεθος απόγονοι αντλούν σε μεγαλύτερο βαθμό τις πηγές της μητέρας και έχουν περισσότερες πιθανότητες επιβίωσης.Από την άλλη πλευρά, η μητέρα προσπαθεί να επιβιώσει δημιουργώντας μικρότερους απογόνους, άρα εξασφαλίζοντας ότι η ίδια θα επιβιώσει για να δημιουργήσει και επόμενες γενιές.H θεωρία επεκτάθηκε και στα φυτά (Ηaig & Westoby,1989).

Το μοντέλο αυτό προβλέπει ότι τα πατρικά γονίδια σε ένα οργανισμό θα έπρεπε να προωθούν την αύξηση, ενώ τα θηλυκά να την περιορίζουν. Αυτό ισχύει για τα περισσότερα γονίδια που βρίσκονται σε γονιδιακή αποτύπωση, καθώς τα περισσότερα από αυτά προωθούν πραγματικά την ανάπτυξη. Παρακάτω παρατίθενται δύο πίνακες με γονίδια υπό αποτύπωση που κωδικοποιούν παράγοντες ανάπτυξης (εικόνες 2.4.2 & 2.4.3) :

Προβλήματα εγείρονται στη θεωρία αυτή, όταν προσπαθεί να εξηγήσει την αποτύπωση σε γονίδια που δεν ελέγχουν την ανάπτυξη του ατόμου, όπως τα Snrpn, Ube3a κ.ά. Βέβαια, το γονίδιο Snrpn μπορεί να έτυχε να αποτυπώνεται, διότι βρίσκεται κοντά σε έναν άλλο, ακόμα απροσδιόριστο γενετικό τόπο, σχετιζόμενο με το σύνδρομο Prader – Willi (βλέπε παρακάτω). Επιπλέον, η θεωρία αυτή δεν μπορεί να εξηγήσει τις διαφορές συμπεριφοράς, που παρατηρούνται σε κορίτσια με σύνδρομο Turner (ΧΟ), εκεί όπου βλέπει κανείς κορίτσια με X μητρικής προέλευσης να μοιάζουν στη συμπεριφορά τους με τα αγόρια (άτακτα), ενώ εκείνα με X πατρικής προέλευσης να έχουν φυσιολογική συμπεριφορά.

2) ΘΕΩΡΙΑ ΤΗΣ ΓΟΝΙΔΙΑΚΗΣ ΙΣΟΣΤΑΘΜΙΣΗΣ

Ο Iwasa εντόπισε τέσσερα κύρια προβλήματα στην προηγούμενη θεωρία : (1) Κάποια γονίδια επηρεάζουν την ανάπτυξη του ατόμου, αλλά δεν αποτυπώνονται, όπως π.χ. το Igf1, (2) υπάρχει ένα γονίδιο που είναι αναγκαίο για την εμβρυϊκή ανάπτυξη (Μash2), αλλά επιδεικνύει διαφορετικό μοντέλο έκφρασης από αυτό που προβλέπεται με την προαναφερθείσα θεωρία, του γονεϊκού ανταγωνισμού, δηλαδή έχει ενεργό μητρικό αλληλόμορφο και ανενεργό πατρικό αλληλόμορφο, και το σημαντικότερο απ’όλα (3) τα γονίδια του Χ χρωμοσώματος δεν ακολουθούν τη θεωρία του γονεϊκού ανταγωνισμού. Για την ακρίβεια:” όσον αφορά τα γονίδια στο Χ χρωμόσωμα, δύο επιπλέον δυνάμεις της φυσικής επιλογής (διαφοροποίηση του φύλου και γονιδιακή ισοστάθμιση του Χ χρωμοσώματος μεταξύ των δύο φύλων) προκαλούν γονιδιακή αποτύπωση, πιθανότατα στην αντίστροφη κατεύθυνση. Υπάρχουν αποδείξεις που δείχνουν, ότι αυτές οι δύο διαδικασίες είναι ισχυρότερες από τη φυσική επιλογή που προκαλείται από τη θηλυκή πολυγαμία.”[Iwasa].Η θεωρία αυτή, λοιπόν, προτείνει, ότι επειδή τα θηλυκά παίρνουν διπλή δόση από Χ χρωμοσώματα , αποτρέπουν την έκφραση ορισμένων από αυτά με την αποτύπωση.

Εν κατακλείδι, η γονιδιακή ισοστάθμιση που βασίζεται στη γονιδιακή αποτύπωση είναι μια ισχυρή και γενική δύναμη, που μπορεί να χρησιμοποιηθεί,οποτεδήποτε είναι καλό για αρσενικούς και θηλυκούς απογόνους να διαφέρουν, είτε στη συμπεριφορά, είτε στη μορφολογία ή τη φυσιολογία. Τέλος, η γονιδιακή ισοστάθμιση δεν εξαρτάται από την ύπαρξη ή το βαθμό πολυγυνίας.

Κλείνοντας την εισαγωγή, θα πρέπει να τονίσουμε, ότι οι δυσάρεστες συνέπειες στην αύξηση και ανάπτυξη, που συμβαίνουν στον άνθρωπο και το ποντίκι,όταν η φυσιολογική διαδικασία της αποτύπωσης εμποδίζεται, δείχνουν καλά το ρόλο της γονιδιακής αποτύπωσης.Τέτοιες δυσάρεστες συνέπειες είναι για παράδειγμα η υπέρμετρη ανάπτυξη ή ο περιορισμός αυτής. Επιπλέον, αρκετές μορφές καρκίνου μπορούν επίσης να αποδοθούν στην έλλειψη υπό αποτύπωση γονιδίων, που συμμετέχουν στην ανάπτυξη και τη ρύθμιση του κυτταρικού κύκλου, όπως για παράδειγμα συμβαίνει με τον όγκο Wilms στο νεφρό.Τέλος, η γονιδιακή αποτύπωση χρήζει προσοχής, γιατί όπως θα αναπτυχθεί και παρακάτω σχετίζεται με την αδρανοποίηση του Χ χρωμοσώματος.

Β) Η ΓΟΝΙΔΙΑΚΗ ΑΠΟΤΥΠΩΣΗ ΣΤΟ Χ ΧΡΩΜΟΣΩΜΑ & ΤΑ ΑΥΤΟΣΩΜΙΚΑ ΓΟΝΙΔΙΑ –ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ & ΠΟΡΕΙΑ ΑΥΤΗΣ

Τα φαινόμενα της αδρανοποίησης του Χ χρωμοσώματος και της αποτύπωσης είναι - όπως προαναφέρθηκε - συνδεόμενα :

• Σε ορισμένες περιπτώσεις η γονιδιακή αποτύπωση εμπλέκεται στην επιλογή του Χ χρωμοσώματος για αδρανοποίηση, με το πατρικό Χ χρωμόσωμα να αδρανοποιείται επιλεκτικά.
• Η μεθυλίωση του DNA εμπλέκεται στο μηχανισμό και των δύο φαινομένων.

1) ΟΡΙΣΜΟΣ : ΓΟΝΙΔΙΑΚΗ ΑΠΟΤΥΠΩΣΗ είναι εκείνο το φαινόμενο, κατά το οποίο η έκφραση ενός γονιδίου εξαρτάται από το εάν προέρχεται από τον πατέρα ή τη μητέρα. Για παράδειγμα, μπορεί πάντα να αδρανοποιείται το πατρικό αλληλόμορφο, οπότε εκφράζεται αντίστοιχα πάντα το μητρικό. Κάλλιστα, για ένα άλλο γονίδιο μπορεί να συμβαίνει το αντίστροφο. Η γονιδιακή αποτύπωση είναι ένα είδος επιγενετικής τροποποίησης, δηλαδή δημιουργεί αλλαγές στο φαινότυπο του ατόμου χωρίς να επιφέρει αλλαγές στην αλληλουχία βάσεων του DNA.

Η γονιδιακή αποτύπωση και η μεθυλίωση του DNA σχετίζονται άμεσα, με την έννοια ότι διαφορετικές καταστάσεις μεθυλίωσης των δύο αλληλομόρφων ενός γονιδίου αντανακλούν σε διαφορετική τους έκφραση. Παρακάτω θα διευκρινίσουμε τι σημαίνει αυτό.

Καταρχήν, θα πρέπει να διευκρινίσουμε ένα μεγάλο χαρακτηριστικό της γονιδιακής αποτύπωσης, όπως αυτό φαίνεται στο παρακάτω σχήμα .

Στο σχήμα αυτό, παρατηρούμε ότι το ζυγωτό, που μπορεί να είναι αρσενικού ή θηλυκού γένους, κληρονομεί τα γονεϊκά γονίδια και εφόσον ένα γονίδιο βρίσκεται σε αποτύπωση, τότε θα εκφράζεται μόνο ένα από τα δύο αλληλόμορφα. Ας υποθέσουμε ότι σε αρσενικό απόγονο εκφράζεται το μητρικό αλληλόμορφο ενός γονιδίου. Όταν το άτομο δώσει γαμέτες, στους γαμέτες αυτούς για το συγκεκριμένο γονίδιο θα υπάρχει πρότυπο μεθυλίωσης του φύλου του ατόμου. Δηλαδή, ανεξάρτητα από το εάν το γονίδιο είχε μητρικό πρότυπο μεθυλίωσης στα σωματικά κύτταρα του ατόμου, στους γαμέτες του θα έχει πατρικό πρότυπο έκφρασης. Το ίδιο συμβαίνει φυσικά και στα θηλυκά άτομα, ανεξαρτήτως πάντα από το αν εκφράζουν το πατρικό ή το μητρικό αλληλόμορφο. Η συγκεκριμένη ιδιότητα της γονιδιακής αποτύπωσης φαίνεται καθαρά στο σχήμα που ακολουθεί (2.4.4) :

2) ΘΕΣΗ ΑΠΟΤΥΠΩΜΕΝΩΝ ΓΟΝΙΔΙΩΝ ΜΕΣΑ ΣΤΟ ΓΟΝΙΔΙΩΜΑ:

Τα υπό αποτύπωση γονίδια έχουν την τάση να συναθροίζονται σε ομάδες (αγγλιστί clusters) μέσα στο γονιδίωμα, γιατί έτσι διευκολύνεται η ομαδική αποτύπωσή τους. Από τα 17 γνωστά γονίδια υπό αποτύπωση στο ποντίκι, περισσότερα από τα μισά περιέχονται σε δύο συγκεκριμένες περιοχές, καθεμία από τις οποίες περιέχει τόσο μητρικά όσο και πατρικά εκφραζόμενα γονίδια. Αυτό υπονοεί ότι οι μηχανισμοί αποτύπωσης λειτουργούν σε μεγάλες αποστάσεις. Για του λόγου το αληθές, παρατίθεται πιο κάτω ένα σχήμα που δείχνει τέτοιες ομάδες στις χρωμοσωμικές περιοχές 11ρ15.5 και 15q11-13. Με το μπλε χρώμα φαίνονται τα υπό αποτύπωση γονίδια (2.4.5):

3) ΟΙ ΑΛΛΑΓΕΣ ΣΤΗ ΜΕΘΥΛΙΩΣΗ ΤΩΝ ΓΟΝΙΔΙΩΝ ΑΝΤΑΝΑΚΛΟΥΝ ΑΛΛΑΓΕΣ ΣΤΗΝ ΑΠΟΤΥΠΩΣΗ ΤΟΥΣ - Η ΑΠΟΤΥΠΩΣΗ ΣΤΟΥΣ ΓΑΜΕΤΕΣ

Η καλύτερη μέθοδος για να πραγματοποιηθεί γονιδιακή αποτύπωση είναι η μεθυλίωση του DNA. Αυτή η διαδικασία φέρεται εις πέρας από το ένζυμο DNA μεθυλοτρανσφεράση στα θηλαστικά. Το ένζυμο αυτό δρα στις αλληλουχίες 5’- CpG-3’, γνωστές και ως νησίδια CpG. Αυτό το οποίο μεθυλιώνεται είναι οι κυτοσίνες. Μόνο 2-7 % των αζωτούχων βάσεων κυτοσίνης μεθυλιώνονται και η συντριπτική τους πλειοψηφία ανήκουν στα νησίδια CpG.

Η σωστή μεθυλίωση του DNA είναι απαραίτητη για τη φυσιολογική λειτουργία των γονιδίων. Ερευνητές, στην έρευνα τους για την ανάπτυξη των θηλαστικών [Li et al. (1993)], κατέδειξαν, ότι μετάλλαξη στο γονίδιο της αντίστοιχης DNA μεθυλάσης σε ποντίκια προκαλεί ανώμαλη μεθυλίωση των νησιδίων CpG, λανθασμένη γονιδιακή έκφραση άρα και εμβρυϊκή θνησιμότητα στα ποντίκια λόγω ‘έλλειψης αποτύπωσης’ σε αυτά. (Η μετάλλαξη του γονιδίου της DNA μεθυλάσης προκλήθηκε από ομόλογο ανασυνδυασμό, και αυτό επιβεβαιώθηκε από αποτύπωση κατά Southern.)

Παρακάτω, θα αναπτυχθούν οι διακυμάνσεις της μεθυλίωσης στο ζυγωτό, καθώς επίσης και στους γαμέτες από τους οποίους έχει προέλθει και εν συνεχεία σε εκείνους που πρόκειται να δώσει. Θα πρέπει να παρατηρηθεί εκ των προτέρων, ότι τα όσα παρατίθενται, αφορούν τα ποντίκια. Αντί περαιτέρω προλόγου στο θέμα αυτό, δίνεται παρακάτω ένα διάγραμμα, το οποίο εξηγεί όλες τις επίμαχες διακυμάνσεις της μεθυλίωσης, οι οποίες αντανακλούν διακυμάνσεις της αποτύπωσης. Ουσιαστικά, τα όσα ακολουθούν, αποτελούν την επεξήγηση αυτού του διαγράμματος (εικόνα 2.4.6):

Καταρχήν, παρατηρούμε ότι το DNA του ωοκυττάρου είναι γενικώς υπομεθυλιωμένο, ενώ το DNA του σπερματοζωαρίου είναι και αυτό υπομεθυλιωμένο, αλλά πάντως περισσότερο μεθυλιωμένο από το ωοκύτταρο. Αυτή η διαφορά στη μεθυλίωση ωοκυττάρου και σπερματοζωαρίου συνιστά τη λεγόμενη πρωτογενή αποτύπωση. Στη συνέχεια, από τη συνένωση των δύο γαμετών δημιουργείται το ζυγωτό. Στο ζυγωτό, μπορεί κανείς να παρατηρήσει άρση της μεθυλίωσης από το στάδιο των 8 κυττάρων μέχρι το στάδιο της βλαστοκύστης. Η άρση αυτή της μεθυλίωσης σημαίνει πολύ απλά, ότι ο καινούριος οργανισμός σβήνει όποια προηγούμενη γονιδιακή αποτύπωση–πληροφορία, για το ποια γονίδια θα εκφραστούν, είχε από τους προγόνους του και δημιουργεί το δικό του πρότυπο μεθυλίωσης – αποτύπωσης. Η περίοδος πριν από την εκ νέου μεθυλίωση χαρακτηρίζεται από δραστικά Χ χρωμοσώματα, ενώ τα κύτταρα θεωρούνται πολυδύναμα, δηλαδή μεγάλης αναπτυξιακής ισχύος. Εκ νέου μεθυλίωση (de novo μεθυλίωση ) παρατηρείται κατά το στάδιο της εμφύτευσης και συγκεκριμένα κατά την περίοδο σχηματισμού του γαστριδίου. Όπως φαίνεται στο διάγραμμα, η μεθυλίωση είναι μεγαλύτερη στις σωματικές – εμβρυϊκές σειρές κυττάρων και μικρότερη στις εξωεμβρυϊκές σειρές.

ΣΗΜΑΝΤΙΚΗ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΗ: Στα αρχέγονα βλαστικά γεννητικά κύτταρα του ζυγωτού δεν παρατηρείται καταρχήν de novo μεθυλίωση. Αυτό το γεγονός τους εξασφαλίζει τη διατήρηση της αναπτυξιακής ισχύος. Η εκ νέου μεθυλίωση των κυττάρων αυτών γίνεται με την έναρξη σχηματισμού των γαμετών του ατόμου.

4) Ο ΕΠΑΝΑΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΣ ΤΟΥ ΖΥΓΩΤΗ

Κατά τον επαναπρογραμματισμό του ζυγώτη συγκεκριμενοποιούνται ποια αλληλόμορφα θα παραμείνουν δραστικά και ποια όχι. Η κατάσταση αυτή είναι μη αντιστρέψιμη και συνδυάζεται με την κυτταρική διαφοροποίηση, που παρουσιάζεται με την έναρξη σχηματισμού του γαστριδίου. Εξαίρεση μπορεί να αποτελέσουν ορισμένα γονίδια, όπου αίρεται η αποτύπωσή τους στις μεγάλες ηλικίες του οργανισμού. Επιπλέον, θα πρέπει να επισημάνουμε, πως αν η γονιδιακή αποτύπωση δεν εξαλειφθεί κατά τον επαναπρογραμματισμό, μεταδίδεται στις σωματικές κυτταρικές σειρές ως μόνιμη κατάσταση.

Στο θηλυκό ποντίκι, λοιπόν, παρατηρείται το εξής φαινόμενο: στις σωματικές κυτταρικές σειρές του οργανισμού αδρανοποιείται τυχαία ένα από τα δύο Χ χρωμοσώματα, δηλαδή ή το Χ μητρικής ή το Χ πατρικής προέλευσης. Έτσι ένα θηλυκό άτομο θεωρείται ένα «μωσαϊκό» μητρικών και πατρικών γονιδίων, καθώς θεωρητικά τα μισά κύτταρα του ενήλικου ατόμου εκφράζουν το πατρικό Χ ενώ τα άλλα μισά το μητρικό Χ.

Από την άλλα πλευρά, στις εξωεμβρυϊκές κυτταρικές σειρές του θηλυκού ποντικού παρατηρείται γονιδιακή αποτύπωση, καθώς αδρανοποιείται πάντα το Χ χρωμόσωμα πατρικής προέλευσης. Παρακάτω, θα αναπτυχθεί με περισσότερες λεπτομέρειες η γονιδιακή αποτύπωση της εξωεμβρυϊκής κυτταρικής σειράς, καθώς επίσης και ποιοι παράγοντες συντελούν στην αδρανοποίηση του Χπ και τη μη αδρανοποίηση του Χμ.

5) Η ΓΟΝΙΔΙΑΚΗ ΑΠΟΤΥΠΩΣΗ ΣΤΙΣ ΕΞΩΕΜΒΡΥΪΚΕΣ ΣΕΙΡΕΣ ΤΟΥ ΘΗΛΥΚΟΥ - ΤΑ ΓΟΝΙΔΙΑ Χist ΚΑΙ Τsix

α. ΤΟ ΓΟΝΙΔΙΟ Χist

Πολύ σημαντικό ρόλο στην αδρανοποίηση του πατρικού αλληλομόρφου του Χ χρωμοσώματος διαδραματίζει το γονίδιο Χist.Το εν λόγω γονίδιο βρίσκεται, ως γνωστόν, στο Χ χρωμόσωμα και όπως έχει ήδη αναφερθεί σε προηγούμενο τμήμα της εργασίας, τόσο στον άνθρωπο όσο και στο ποντίκι, εκφράζεται αποκλειστικά στο γονίδιο Χ που αδρανοποιείται. Το γονίδιο παράγει Χist-RNA, το οποίο έρχεται σε στενή σχέση με το Χ χρωμόσωμα που πρόκειται να αδρανοποιηθεί, είναι εκείνο που θα φροντίσει γι’αυτό ακριβώς το φαινόμενο.

Από άποψη γονιδιακής αποτύπωσης, έγινε μελέτη της έκφρασης του Χist και έδειξε τα εξής :Το γονίδιο αυτό ανιχνεύεται, δηλαδή εκφράζεται, για πρώτη φορά στο στάδιο των 4-8 κυττάρων στο πατρικό Χ χρωμόσωμα. Στο μητρικό Χ χρωμόσωμα, το εν λόγω γονίδιο εκφράζεται 5,5 - 6,5 ημέρες μετά τη γονιμοποίηση, δηλαδή πολύ αργότερα. ΕΠΟΜΕΝΩΣ, κατά τα αρχικά στάδια έκφρασής του, το γονίδιο Χist υφίσταται γονιδιακή αποτύπωση, καθώς το Χπ εκφράζεται στο στάδιο των 8 κυττάρων, ενώ το Χμ όχι.

β. ΤΟ ΓΟΝΙΔΙΟ Τsix

Η ονομασία του γονιδίου Τsix έχει προέλθει από τη γραφή κατά αντίστροφη φορά του ονόματος Xist, υποδηλώνοντας πως το Τsix–RNA προκύπτει, αν μεταγραφεί η κωδική αλυσίδα DNA του γονιδίου Χist κατά την αντίθετη φορά.

Η ιστορία με το Τsix ξεκίνησε πρόσφατα, όταν ανακαλύφθηκε, ότι στα έμβρυα των ποντικιών το μη αδρανοποιημένο Χ χρωμόσωμα εκφράζει και αυτό με τη σειρά του ένα γονίδιο, το Tsix, το οποίο ενεργά το προστατεύει από το να καλυφθεί από το Xist-RNA. Αντιθέτως, λοιπόν, με το ό,τι πίστευαν μέχρι τότε οι επιστήμονες, τόσο το ενεργό όσο και το αδρανοποιημένο Χ χρωμόσωμα παίζουν ρόλο στην αδρανοποίηση του Χ χρωμοσώματος. Επιπλέον, η ίδια ερευνητική ομάδα διαπίστωσε, πως τα Χμ στους εξωεμβρυϊκούς ιστούς του ποντικιού εκφράζουν το ίδιο προστατευτικό γονίδιο Τsix , το οποίο ενεργά με τη σειρά του φροντίζει να μην αδρανοποιηθεί το Χμ κατά τη γονιδιακή αποτύπωση. Ακόμη δεν έχει διευκρινιστεί εάν η καινούρια άποψη για τη γονιδιακή αποτύπωση, που εμπεριέχει και το γονίδιο Tsix, ισχύει και για τους ανθρώπους, αν και είναι πολύ πιθανό ότι έτσι συμβαίνει. Όσον αφορά τον τρόπο με τον οποίο το Τsix γονίδιο προστατεύει το Χ χρωμόσωμα από το να απενεργοποιηθεί, μια πιθανότητα είναι πως παράγει ένα προϊόν που συνδέεται απευθείας με το Χist-RNA, αποτρέποντάς το από το να φέρει εις πέρας τα καθήκοντά του της απενεργοποίησης του Χμ. Ένας άλλος πιθανός τρόπος λειτουργίας είναι, απλώς με το να μεταγράφεται , εμποδίζει την αντίθετη αλυσίδα DNA, ώστε να μην μπορεί το Xist-RNA να τυλιχθεί γύρω από το Χ χρωμόσωμα φυσιολογικά. Εδώ θα πρέπει να τονιστεί πως η έρευνα βρίσκεται ακόμη στο στάδιο των εικασιών και το όλο ζήτημα είναι υπό μελέτη.

γ. Ο ΜΕΤΑΓΡΑΦΙΚΟΣ ΠΑΡΑΓΟΝΤΑΣ CTCF - ΝΕΟΤΕΡΕΣ ΑΝΑΚΑΛΥΨΕΙΣ ΓΙΑ ΤΟ Τsix

Μέχρι τώρα μιλήσαμε για τους λεγόμενους cis παράγοντες που συμβάλλουν στη γονιδιακή αποτύπωση, δηλαδή παράγοντες που εδράζονται στο Χ χρωμόσωμα. Τώρα ήρθε η στιγμή να αναφερθούμε στους trans παράγοντες που επηρεάζουν τη γονιδιακή αποτύπωση, δηλαδή αυτούς που δεν ανήκουν στο Χ χρωμόσωμα, όπως έχουν μελετηθεί πρόσφατα (2000) από διάφορες ερευνητικές ομάδες. Είναι γνωστό, πως όλα τα μοντέλα που αναφέρονται στο φαινόμενο της γονιδιακής αποτύπωσης διαθέτουν trans παράγοντες, που αλληλεπιδρούν με γονιδιακούς τόπους εδραζόμενους στο Χ χρωμόσωμα.

Στο 5’ άκρο του γονιδίου Τsix βρίσκεται ένα σημαντικό cis κέντρο σχετιζόμενο άμεσα με την αποτύπωση (DXPas34), καθώς έχει παρατηρηθεί ότι το «σβήσιμο» αυτού του άκρου, καταστρέφει την επιλεκτική αδρανοποίηση του Χπ στις εξωεμβρυϊκές κυτταρικές σειρές. Το τμήμα αυτό DNA έχει μήκος 2 έως 4 kb, και η μελέτη του έχει δείξει, πως εκτός του ό,τι η αλληλουχία του παρουσιάζει μεγάλες ομοιότητες μεταξύ του ποντικιού και του ανθρώπου, αποτελείται σχεδόν εξολοκλήρου από επαναλήψεις των 60-70 ζευγών βάσεων, οι οποίες παρουσιάζουν εκπληκτική ομοιότητα με περιοχές πρόσδεσης για το μεταγραφικό παράγοντα CTCF. Αυτή η συγκέντρωση θέσεων πρόσδεσης για το CTCF είναι σπάνια, καθώς υπάρχουν μόνο άλλοι τρεις γονιδιακοί τόποι με την ίδια πυκνότητα σε τέτοιες θέσεις πρόσδεσης για το CTCF. Πάντως η λειτουργία του CTCF δεν απαιτεί τη συγκέντρωση σε μία περιοχή τέτοιων θέσεων. Ο CTCF παράγοντας αποτελείται από 11 δακτύλους ψευδαργύρου, ενώ το DNA του ποντικού, στη θέση DXPas34, διαθέτει περισσότερες από 40 θέσεις πρόσδεσης για τον εν λόγω παράγοντα, και η αντίστοιχη ανθρώπινη αλληλουχία διαθέτει περισσότερες από 10 τέτοιες θέσεις. Η παρακάτω εικόνα αποδεικνύει τα όσα αναφέρθησαν πιο πάνω (εικόνα 2.4.7):

O μεταγραφικός παράγοντας CTCF, εκτός των άλλων, λειτουργεί ως παράγοντας που συνδέεται στο γονιδιακό τόπο της αιμοσφαιρίνης, επιτρέπει την πρόσβαση του ενισχυτή στους υπό αποτύπωση τόπους των γονιδίων H19-Igf2 και αλληλεπιδρά με τις επαναλήψεις CTG-CAG στο γονίδιο DM1.

Όσον αφορά τη σχέση του CTCF με το γονίδιο Tsix, έγιναν έρευνες με τη μέθοδο gel retardation analysis (βλέπε εικόνα 2.4.9), οι οποίες εξέταζαν την πρόσδεση του CTCF, ενώ το Tsix ήταν μεθυλιωμένο. Κατά το πείραμα αυτό, ελήφθη υπόψη το γεγονός, πως το CTCF ανταποκρίνεται στη CpG μεθυλίωση σε ορισμένους γονιδιακούς τόπους. Απροσδόκητα, παρατηρήθηκε πως η πρόσδεση του CTCF παρεμποδίστηκε μόνο μερικώς από τη μεθυλίωση CpG, ενώ δεν υπήρξε καθόλου πρόσδεση του CTCF όταν η μεθυλίωση γινόταν όχι στις θέσεις CG (non-CpG methylation). Αυτή η παράξενη παρατήρηση ήρθε σε αντίθεση με μια άλλη προηγούμενη παρατήρηση των επιστημόνων, κατά την οποία υπήρξε απόλυτη απουσία σύνδεσης του μεταγραφικού παράγοντα CTCF στο υπό CpG μεθυλίωση γονίδιο Η19. Παρεμπιπτόντως, θα πρέπει σε αυτό στο σημείο να τονίσουμε, πως το γονίδιο Η19 έχει δύο έως τρεις CG θέσεις, σε αντίθεση με το Τsix, που έχει μηδέν έως μία τέτοιες θέσεις, παρότι είναι πλούσιο σε κυτοσίνη. Αυτές οι παρατηρήσεις δείχνουν, ότι υπάρχει μεγάλη πιθανότητα η πρόσδεση του μεταγραφικού παράγοντα CTCF να επηρεάζεται τόσο από μεθυλίωση CpG όσο και από μη- CpG μεθυλίωση, δηλαδή να πρέπει να συνδυαστούν τα δύο αυτά είδη μεθυλίωσης, για να επιτευχθεί η πλήρης απουσία πρόσδεσης του μεταγραφικού παράγοντα CTCF.

Συμπερασματικά, ο CTCF έχει αναγνωρισθεί ως μία πρωτεΐνη σύνδεσης με το cis δρόντα κέντρο επιλογής και γονιδιακής αποτύπωσης στο γονίδιο Tsix. Έχει επίσης, προταθεί πως το Tsix μαζί με το CTCF δημιουργούν ένα επιγενετικό διακόπτη για το Xist στις εξωεμβρυϊκές κυτταρικές σειρές του ποντικού. Επειδή η πλήρης απενεργοποίηση του κέντρου αποτύπωσης DXPas34 οδηγεί σε αδρανοποίηση του Χ χρωμοσώματος που έχει υποστεί τη μετάλλαξη, δημιουργήθηκε το παρακάτω μοντέλο, σχετικά με το πώς ο CTCF καθορίζει το Χ χρωμόσωμα που πρόκειται να αδρανοποιηθεί. Έτσι λοιπόν, στο μοντέλο αυτό, ο μεταγραφικός παράγοντας CTCF θα μπορούσε είτε άμεσα να ενεργοποιεί τη μεταγραφή του Tsix, είτε να βοηθά στη μεταγραφή του Τsix εμμέσως με το να εμποδίζει την πρόσβαση του Xist σε άγνωστες μέχρι στιγμής για την έρευνα ενισχυτές. Στη συνέχεια, η μεταγραφή του Τsix θα μπορούσε κάλλιστα να παρεμποδίσει την περιτύλιξη του Xist-RNA. Στο Χ χρωμόσωμα που παραμένει ανενεργό, δηλαδή εν προκειμένω στο Χπ, η πρόσδεση του CTCF μεταγραφικού παράγοντα δεν πραγματοποιείται στο Tsix, και πιθανότατα αυτό εξασφαλίζεται με μεθυλίωση της θέσης πρόσδεσης DXPas34. Με αυτό τον τρόπο πραγματοποιεί το Χist τη λειτουργία του. Στο μέλλον, θα πραγματοποιηθούν περισσότερες μελέτες, που θα εστιαστούν στην εύρεση περισσοτέρων παραγόντων αλληλεπίδρασης. Η εικόνα που παρατίθεται, δείχνει σχηματικά το εν λόγω μοντέλο (εικόνα 2.4.8) :

6) ΧΑΡΤΗΣ ΓΟΝΙΔΙΩΝ ΥΠΟ ΓΟΝΙΔΙΑΚΗ ΑΠΟΤΥΠΩΣΗ ΣΤΟ ΓΟΝΙΔΙΩΜΑ ΤΟΥ ΠΟΝΤΙΚΟΥ

7) ΣΥΝΔΡΟΜΑ ΣΧΕΤΙΖΟΜΕΝΑ ΜΕ ΥΠΟ ΑΠΟΤΥΠΩΣΗ ΓΟΝΙΔΙΑ

Οι γενετικές διαταραχές, που έχουν ως αποτέλεσμα προβληματική γονιδιακή αποτύπωση στο έμβρυο, πολύ συχνά οδηγούν σε φαινότυπο με ποικίλου βαθμού προβλήματα στην ανάπτυξη. Επιπλέον, διαταραχές συμπεριφοράς είναι εμφανείς σε ορισμένες παθήσεις σχετιζόμενες με τη γονιδιακή αποτύπωση. Πολλά από τα υπό αποτύπωση γονίδια, που προκαλούν ή απλά σχετίζονται με διαφόρων ειδών παθήσεις, έχουν αναγνωριστεί και έτσι έχει κατανοηθεί καλύτερα η λειτουργία τους. Σε αυτό το σημείο θα δούμε ένα από τα πιο γνωστά σύνδρομα, που προκαλούνται λόγω διαταραχών στην αποτύπωση κάποιων γονιδίων.

ΣΥΝΔΡΟΜΑ PRADER-WILLI ΚΑΙ ANGELMAN

ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ : Το 1981, το σύνδρομο Prader-Willi βρέθηκε να σχετίζεται με μια πολύ μικρή διαγραφή τμήματος στο μακρό βραχίονα του χρωμοσώματος 15, μεταξύ των περιοχών q11 και q13 (Ledbetter et al. 1981). Ωστόσο το 1987, μια όμοια διαγραφή παρατηρήθηκε σε έναν αριθμό από ασθενείς, οι οποίοι έπασχαν από πολύ διαφορετική ασθένεια, το σύνδρομο Angelman. Αυτά τα δύο σύνδρομα δίνουν πολύ διαφορετικούς φαινοτύπους (εικόνα 2.4.11):

ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΩΝ ΑΤΟΜΩΝ ΜΕ ΣΥΝΔΡΟΜΟ PRADER-WILLI & ANGELMAN ΣΥΝΔΡΟΜΟ:

Τα άτομα με Prader-Willi σύνδρομο εμφανίζουν τα εξής χαρακτηριστικά: υποτονία, παχυσαρκία (οφειλόμενη στην προσπάθειά τους να φθάσουν στο σημείο κορεσμού), κρυψορχία (όρχεις μικροί ή που δεν έχουν κατεβεί), μικρά χέρια και πόδια, ήπια διανοητική καθυστέρηση.

Τα άτομα με σύνδρομο Angelman χαρακτηρίζονται από βάδισμα μαριονέτας, βαριά νοητική καθυστέρηση, παροξυσμούς γέλιου και χαρακτηριστικό προσωπείο (μικρό, με μεγάλο στόμα και προέχον πιγούνι). Ο παρακάτω πίνακας δείχνει συγκριτικά τα χαρακτηριστικά του ενός και του άλλου συνδρόμου (εικόνα 2.4.12):

ΒΙΟΧΗΜΙΚΕΣ & ΓΕΝΕΤΙΚΕΣ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ ΓΙΑ ΤΟ ΣΥΝΔΡΟΜΟ ANGELMAN & PRADER-WILLI :

Η διαγραφή καλύπτει ένα τμήμα περίπου των τεσσάρων εκατομμυρίων ζευγών βάσεων και είναι πιθανόν να περικλείει πολλά γονίδια. Επιπλέον, είναι αξιοσημείωτο το γεγονός, ότι διαφορετικά γονίδια ίσως να ευθύνονται για τα δύο σύνδρομα, και πως όλα αυτά τα γονίδια υφίστανται γονιδιακή αποτύπωση. Τα γονίδια που σχετίζονται με το σύνδρομο Prader-Willi κωδικοποιούν πρωτεΐνες, οι οποίες παράγονται μόνο από το πατρικά προερχόμενο χρωμόσωμα 15. Ανάμεσα σε αυτά τα γονίδια περιέχονται το SNRPN, το οποίο κωδικοποιεί το μικρό ριβονουκλεοπρωτεϊνικό πολυπεπτίδιο SmN, το οποίο συναντάται στον εμβρυϊκό και ενήλικο εγκέφαλο, καθώς επίσης και το γονίδιο ZFN127, μια πρωτεΐνη με δάκτυλο Zn, αλλά και άγνωστης λειτουργίας. Η μικρή παραγωγή, από τα άτομα που έχουν κάποιο από τα δύο σύνδρομα, χρωστικών οφείλεται κατά πάσα πιθανότητα στην απώλεια του γονιδίου Ρ, που σχετίζεται άμεσα με την παραγωγή χρωστικών. Επίσης, εικάζεται ότι προβλήματα στον υποθάλαμο του εγκεφάλου, όπως παραδείγματος χάρη η πολυφαγία (εμφανίζεται στο σύνδρομο Prader-Willi), προκύπτουν ως αποτελέσματα της απώλειας του γονιδίου SNRPN. Η παραγωγή της πρωτεΐνης αυτού του γονιδίου εντοπίζεται κυρίως στις υποθαλαμικές περιοχές του εγκεφάλου. Από την άλλη πλευρά, κανένα γονίδιο δεν έχει αναγνωριστεί ως υπεύθυνο για τα συμπτώματα του συνδρόμου Angelman.

Πρόσφατες μελέτες έδειξαν ότι, τα σύνδρομα Angelman και Prader-Willi στην πραγματικότητα δημιουργούνται από διαφορετικές υποπεριοχές μέσα στη μεγάλη διαγραφόμενη περιοχή (15q11-q13). Επίσης μικροδιαγραφές στην περιοχή αυτή υποδεικνύουν, πως υπάρχει κέντρο αδρανοποίησης εκεί. Σε χρωμοσώματα με αυτές τις μικρές διαγραφές, το πρότυπο αποτύπωσης κληρονομείται στους γαμέτες του ατόμου χωρίς να αλλάζει καθόλου, δηλαδή παραμένει το ίδιο πριν και μετά τη διαγραφή. Όλες αυτές οι μικροδιαγραφές εντοπίζονται στην ίδια περιοχή, την 15q11-13.

Αυτό το κέντρο αδρανοποίησης είναι περίπου εκατό χιλιάδες ζεύγη βάσεων μεγάλο και περικλείει το εξόνιο 1 από το γονίδιο SNRPN γονίδιο. Ο Dittrich και οι συνεργάτες του ανακάλυψαν μετάγραφα προερχόμενα από την περιοχή 15q11-q13, τα οποία αντιπροσώπευαν κατά εναλλακτικούς τρόπους τεμαχισμένα RNAs από το μετάγραφο SNRPN. Το ενδιαφέρον σε αυτή την παρατήρηση είναι πως, τα εξόνια αυτά εκφράζονται μόνο από το πατρικό χρωμόσωμα, και οι ασθενείς τόσο με Angelman όσο και με σύνδρομο Prader-Willi έχουν είτε διαγραφές είτε μεταλλάξεις στην περιοχή αυτή. Ως εκ τούτου, είναι πιθανό πως, το κέντρο αδρανοποίησης χρειάζεται για να πραγματοποιεί το κατά εναλλακτικούς τρόπους τεμάχισμα του RNA στα μετάγραφα του SNRPN γονιδίου.

Τα αποτελέσματα της γονιδιακής αποτύπωσης μπορεί να παρατηρηθεί σε εκείνες τις σπάνιες περιπτώσεις των συνδρόμων Prader-Willi και Angelman, οι οποίες δημιουργούνται λόγω μονογονικής δισωμίας (uniparental disomy) στο χρωμόσωμα 15. Σε αυτές τις περιπτώσεις, και τα δύο αντίγραφα του χρωμοσώματος 15 προέρχονται είτε και τα δύο από τον πατέρα είτε από τη μητέρα. Η μονογονική δισωμία μπορεί να συμβεί στα αρχικά στάδια της ανάπτυξης του ατόμου. Εκείνα λοιπόν τα άτομα με μητρική προέλευση και των δύο χρωμοσωμάτων 15 χαρακτηρίζονται από απουσία των πατρικών γονιδίων και εμφανίζουν σύνδρομο Prader-Willi. Αντίστοιχα, εκείνα τα άτομα με δύο πατρικά χρωμοσώματα 15 αναπτύσσουν σύνδρομο Angelman (Nicholls, 1994). Τα μοντέλα μεθυλίωσης στην περιοχή 15q11-q13 είναι σύμφωνα με την εικασία που έχει γίνει από τους επιστήμονες, πως η μεθυλίωση είναι ο μηχανισμός για να ξεχωρίζει το πατρικό από το μητρικό γονίδιο.

8) ΤΟ ΓΟΝΙΔΙΟ XIST ΣΤΗΝ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΤΗΣ ΑΝΙΧΝΕΥΣΗΣ ΤΟΥ ΣΥΝΔΡΟΜΟΥ KLEINΕFELTER

Η διάγνωση του συνδρόμου Kleinefelter (47,ΧΧΥ) μπορεί να γίνει από τα υψηλά επίπεδα γοναδοτροπινών στον ορό, από την αζωοσπερμία, από τον καθορισμό των φυλετικών χρωμοσωμάτων σε επιχρίσματα και τέλος ανάλυση καρυότυπου σε καλλιέργεια λευκοκυττάρων. Έχει αναπτυχθεί, όμως, πρόσφατα μία καινούρια μέθοδος διάγνωσης του συνδρόμου, που επιταχύνει την ανίχνευσή του. Η μέθοδος αυτή περιλαμβάνει την ανίχνευση έκφρασης RNA από ένα γονίδιο του χρωμοσώματος Χ, το οποίο θα λειτουργήσει ως ανιχνευτής για την αδρανοποίηση του δεύτερου και κάθε επιπλέον Χ χρωμοσώματος που συναντάται στον καρυότυπο του ατόμου. Το γονίδιο, το προερχόμενο από το Χ χρωμόσωμα και χρησιμοποιούμενο στη μέθοδο αυτή, είναι το XIST. Το XIST μεταγράφεται αποκλειστικά και μόνο από το ανενεργό Χ χρωμόσωμα. Το συνολικό RNA του ατόμου απομονώνεται από κατά Ficoll λευκοκύτταρα του περιφερικού αίματος, τόσο από πάσχοντες από Kleinefelter όσο και από μη πάσχοντες (ομάδα ελέγχου). Το συνολικό RNA υπέστη αντίστροφη μεταγραφή και στη συνέχεια έγινε έλεγχος σε αυτό με τη βοήθεια της αλυσιδωτής αντίδρασης πολυμεράσης (PCR) για την ύπαρξη αλληλουχιών που είχαν σχέση με το XIST. Το αποτέλεσμα της έρευνας ήταν, ότι σε όλα τα δείγματα αίματος από ασθενείς με Kleinefelter καθώς επίσης και στα θηλυκά άτομα ανιχνεύθηκε XIST αλληλουχία. Το αντίθετο συνέβη στους μη πάσχοντες άνδρες. Κατά τον τρόπο αυτό, η διάγνωση του εν λόγω συνδρόμου μπορεί να επιταχυνθεί και παράλληλα να μη χάσει καθόλου την ευαισθησία και την ειδικότητα της στην ανίχνευση XIST έκφρασης στα κύτταρα του περιφερικού αίματος.

Γ) ΕΝΘΕΤΟ

ΤΡΟΠΟΙ ΔΙΑΓΝΩΣΗΣ ΤΩΝ ΣΥΝΔΡΟΜΩΝ PRADER-WILLI & ANGELMAN

1. ΥΨΗΛΗ ΧΡΩΜΟΣΩΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ (HIGH-RESOLUTION CHROMOSOME ANALYSIS). Η τυπική διαγραφή της περιοχής 15q11-q1, η οποία παρατηρείται στο 70% των ατόμων με σύνδρομο Prader-Willi και Angelman συνήθως ανιχνεύεται με τη μέθοδο υψηλή ανάλυση χρωμοσωμάτων. Παρόλα αυτά, πρόσφατες μοριακές αναλύσεις απέδειξαν, ότι με τη μέθοδο αυτή συμβαίνουν τόσο λανθασμένες-αρνητικές όσο και λανθασμένες-θετικές περιπτώσεις. Ως εκ τούτου, η εν λόγω μέθοδο θεωρείται ανεπαρκής για την ανίχνευση της διαγραφής. Κάθε υπόνοια διαγραφής στην περιοχή 15q11-q13 πρέπει να επιβεβαιώνεται από FISH ή άλλες μοριακές αναλύσεις.

2. FISH. Η ανάλυση με FISH είναι μια επιστημονικά και κλινικά έγκυρη μέθοδος για την ανίχνευση της διαγραφής στην περιοχή 15q11-q13.

3. PCR. Αυτή η έγκυρη επιστημονικά τεχνική χρησιμοποιεί ανιχνευτές, για να εντοπίσει την κληρονόμηση του χρωμοσώματος 15 από κάθε γονέα στο παιδί του, με σκοπό να εξακριβώσει εάν το παιδί έχει φυσιολογική και από τους δύο γονείς κληρονόμηση, εάν έχει ανιχνευτές που εντοπίζουν μόνο το μητρικό χρωμόσωμα 15 (PWS) ή ανιχνευτές που εντοπίζουν μόνο το πατρικό χρωμόσωμα 15 (AS).

Δ) ΕΝ ΟΛΙΓΟΙΣ …

• H γονιδιακή αποτύπωση ορίζεται ως η επιλεκτική έκφραση ενός αλληλομόρφου, ανάλογα με τον αν προέρχεται από τη μητέρα ή τον πατέρα του ατόμου. Σε κάποια γονίδια, εκφράζεται μόνο το πατρικό και σε άλλα μόνο το μητρικό αλληλόμορφο…
• Βασικός μηχανισμός πραγματοποίησής της είναι η μεθυλίωση των αλληλουχιών CG.
• Διακρίνεται σε τυχαία & επιλεκτική, με την τυχαία να πραγματοποιείται στις εμβρυϊκές σειρές του θηλυκού ατόμου (δημιουργία μωσαϊκού), ενώ η επιλεκτική αποτύπωση πραγματοποιείται μόνο στις εξωεμβρυϊκές σειρές του θήλεος (επιλεκτική αδρανοποίηση του Χπ).
• Σχετίζεται με την αδρανοποίηση, ως προς το ό,τι χωρίς την αποτύπωση κάποιων συγκεκριμένων γονιδίων, η αδρανοποίηση του Χ χρωμοσώματος στα θήλεα άτομα είναι προβληματική.
• Προβλήματα στη σωστή αποτύπωση των γονιδίων που την υφίστανται, οδηγεί σε σοβαρές ασθένειες, κυρίως διαταραχές στην ανάπτυξη του ατόμου.

ΞΕΝΟΓΛΩΣΣΗ

1. Moore, T., Haig, D., Genomic imprinting in mammalian development: a parental tug-of-war. Trends Genet., 1991, Feb; 7(2): 45-9
2. Iwasa, Y. The conflict theory of genomic imprinting: how much can be explained ? Curr Top Dev Biol. 1998; 40:255-93. Review
3. Skuse, D. Genomic imprinting of the X chromosome: a novel mechanism for the evolution of the dismorphism. J Lab. Clin. Med. 1999 Jan.; 133(1):23-32. Review
4. Haig, D. Parental antagonism, relatedness asymmetries and genomic imprinting. Proc. R. Soc. Lond. Biol. Sci., 1997 Nov. 22; 264(1388):16657-62
5. Lalande, M. Parental Imprinting and Human Disease.Annu Rev Genet. 1996; 30: 173-195
6. Reik, W. and N.D. Allen 1994. Genomic Imprinting, Current Biology. 4: 145-147
7. Andrologia, 1994, May-June; 26(3)127-129
8. Cattanach, B.M. and Beechey, C.V., (1990). Autosomal and X-chromosome imprinting. Development Supplement, 63-72
9. Kay, G.F., Barton, S.C., Surani, M.A. and Rastan S. (1994) Imprinting and X-chromosome counting mechanisms determine Xist expression in early mouse development. Cell 77: 6939-6650
10. Leff, S.E., Bramman, C.I., Reed, M.L., Ozcelick, T., Franke, U., Copeland, N.G. & Jenklus, N. (1992) Maternal imprinting of the mouse Snrpn gene & conserved linkage homology with the human Prader-Willi region. Nat. Gent.2:259-264
11. Reik, W. The Welcome Prize Lekture. Genetic Imprinting: the battle of the sexes rages on. Exp. Physiol., 1996 Mar; 81(2):161-172. Review
12. The new Penguin Dictionary of Science,1998
13. Cattanach, B.M. et al. (1997) A candidate mouse model for Prader-Willi Syndrome while shows an absence of Snrpn expression. Nat. Genet 2, 270-274
14. Cattanach, B.M. et al. (1997) A candidate model for Angelman Syndrome. Mamm. Expression 8, 472-478
15. Driscol, D.J., Waters, M.F., Williams, C.A., Zori, R.T., Glenn, D.D., Avidano K.M. & Nicholls R.D., 1992. A DNA methylation imprint, determined by the parent, distinguishes the Angelman and Prader-Willi Syndrome. Genomics 13:917-924
16. Knoll, J.H., Nicholls, R.D., Magenis, R.E., Graham, J.M., Lalande, M. & Latt, S.A., 1989. Angelman & Prader-Willi Syndrome share a common chromosome 15 deletion but differ in parental origin of the deletion. Amer. J. Med. Genet. 32:285-290
17. Wendy, Chao, Khanh, D. Huynh, Spencer, Rebecca, Lance S. Davidow, Jeannie T. Lee. CTCF, a candidate trans-acting factor for X-inactivation Choice. Science mag.(2002), Vol. 295, 345-347

ΕΛΛΗΝΙΚΗ

1. Αγγελοπούλου Ρωξάνη, Πειραματική Εμβρυολογία, 2000, εκδ. Πασχαλίδης
2. O’ Rahily Ronan, Mueller Fabiola, Eμβρυολογία και Τερατολογία του Ανθρώπου, 2000, εκδ. Πασχαλίδης

Εργασία που παρουσιάστηκε από τη φοιτήτρια Ιατρικής Παπαργύρη Άννα
στα πλαίσια του κατ'επιλογήν μαθήματος της Πειραματικής Εμβρυολογίας
Υπεύθυνη μαθήματος : Ρωξάνη Αγγελοπούλου, Αναπληρώτρια Καθηγήτρια
Εργαστήριο Ιστολογίας και Εμβρυολογίας
Ιατρική Σχολή Πανεπιστημίου Αθηνών
Για περισσότερες πληροφορίες μπορείτε να ανατρέξετε στον ιστότοπο του μαθήματος της Πειραματικής Εμβρυολογίας: http://www.med.uoa.gr/expembr/
Τελευταία αναθεώρηση : 1/5/2006