Читаем The Epigenetics Revolution полностью

The more we ponder X inactivation, the more extraordinary it appears. For a start, the inactivation is only on the X chromosome, not on any of the autosomes, so the cell must have a way of distinguishing X chromosomes and autosomes from one another. Furthermore, the inactivation in the X doesn’t just affect one or a few genes, such as occurs in imprinting. No, in X inactivation, over 1,000 genes are turned off, for decades.

Think of a car manufacturer, with a factory in Japan and another in Germany. Imprinting is the equivalent of a few changes in specification for the different markets. The German factory may switch on the machine that installs the heater on the steering wheel and switch off the robot that inserts the automatic air freshener, whilst the Japanese factory does the opposite. X inactivation is the equivalent of shutting down and mothballing one factory, never to be re-opened unless the company is bought by a new manufacturer.

Random inactivation

The other major difference between X-inactivation and imprinting is that there is no parent-of-origin effect in X imprinting. In somatic cells, it doesn’t matter if an X chromosome was inherited from your mother or your father. Each has a 50 per cent chance of being inactivated. The reason why this is the case makes complete evolutionary sense.

Imprinting is about balancing out the competing demands of the maternal and paternal genomes, especially during development. The imprinting mechanisms that have evolved are specifically targeted at individual genes, or small clusters of genes, that particularly influence foetal growth. There are, after all, only 50–100 imprinted genes in the mammalian genome.

But X inactivation operates on a much greater scale. It’s a mechanism for switching off over 1,000 genes, en masse and permanently. A thousand genes is a lot, about 5 per cent of the total number of protein-coding genes, so there’s always a possibility that any given gene on an X chromosome may have a mutation. Figure 9.2 compares the outcomes of imprinted X inactivation on the left, with random X inactivation on the right. For clarity, the diagram just exemplifies a mutation in a paternally inherited gene, with imprinted inactivation of the maternally derived X chromosome.

Figure 9.2 Each circle represents a female cell, containing two X chromosomes. The X chromosome inherited from the mother is indicated by the female symbol. The X chromosome inherited from the father is indicated by the male symbol, and contains a mutation, denoted by the white square notch. The left hand side of the diagram demonstrates that imprinted inactivation of the maternally derived X chromosome would result in all cells of the body expressing only the X chromosome carrying the mutation, which was inherited from the father. On the right hand side, the X chromosomes are randomly inactivated, independent of their parent-of-origin. As a result, on average, half of the somatic cells will express the normal version of the X chromosome. This makes random X inactivation a less risky evolutionary strategy than imprinted X inactivation.


By using random X inactivation, cells are able to minimise the effects of mutations in X-linked genes.

It’s important to bear in mind that the inactive X really is inactive. Almost all the genes are permanently shut off and this inactivation cannot normally be broken. When we refer to the active X chromosome, we are using slightly ambiguous shorthand. It doesn’t mean that every gene on that X is active all the time in every cell. Rather, the genes have the potential to be active. They are subject to all the normal epigenetic modifications and controls on gene expression, so that selected genes are switched on or off in a controlled manner, in response to developmental cues or environmental signals.

Women really are more complicated than men

Перейти на страницу:

Похожие книги

Происхождение мозга
Происхождение мозга

Описаны принципы строения и физиологии мозга животных. На основе морфофункционального анализа реконструированы основные этапы эволюции нервной системы. Сформулированы причины, механизмы и условия появления нервных клеток, простых нервных сетей и нервных систем беспозвоночных. Представлена эволюционная теория переходных сред как основа для разработки нейробиологических моделей происхождения хордовых, первичноводных позвоночных, амфибий, рептилий, птиц и млекопитающих. Изложены причины возникновения нервных систем различных архетипов и их роль в определении стратегий поведения животных. Приведены примеры использования нейробиологических законов для реконструкции путей эволюции позвоночных и беспозвоночных животных, а также основные принципы адаптивной эволюции нервной системы и поведения.Монография предназначена для зоологов, психологов, студентов биологических специальностей и всех, кто интересуется проблемами эволюции нервной системы и поведения животных.

Сергей Вячеславович Савельев , Сергей Савельев

Биология, биофизика, биохимия / Зоология / Биология / Образование и наука
Энергия, секс, самоубийство. Митохондрии и смысл жизни
Энергия, секс, самоубийство. Митохондрии и смысл жизни

Испокон веков люди обращали взоры к звездам и размышляли, почему мы здесь и одни ли мы во Вселенной. Нам свойственно задумываться о том, почему существуют растения и животные, откуда мы пришли, кто были наши предки и что ждет нас впереди. Пусть ответ на главный вопрос жизни, Вселенной и вообще всего не 42, как утверждал когда-то Дуглас Адамс, но он не менее краток и загадочен — митохондрии.Они показывают нам, как возникла жизнь на нашей планете. Они объясняют, почему бактерии так долго царили на ней и почему эволюция, скорее всего, не поднялась выше уровня бактериальной слизи нигде во Вселенной. Они позволяют понять, как возникли первые сложные клетки и как земная жизнь взошла по лестнице восходящей сложности к вершинам славы. Они показывают нам, почему возникли теплокровные существа, стряхнувшие оковы окружающей среды; почему существуют мужчины и женщины, почему мы влюбляемся и заводим детей. Они говорят нам, почему наши дни в этом мире сочтены, почему мы стареем и умираем. Они могут подсказать нам лучший способ провести закатные годы жизни, избежав старости как обузы и проклятия. Может быть, митохондрии и не объясняют смысл жизни, но, по крайней мере, показывают, что она собой представляет. А разве можно понять смысл жизни, не зная, как она устроена?16+

Ник Лэйн

Биология, биофизика, биохимия / Биология / Образование и наука
Взаимопомощь как фактор эволюции
Взаимопомощь как фактор эволюции

Труд известного теоретика и организатора анархизма Петра Алексеевича Кропоткина. После 1917 года печатался лишь фрагментарно в нескольких сборниках, в частности, в книге "Анархия".В области биологии идеи Кропоткина о взаимопомощи как факторе эволюции, об отсутствии внутривидовой борьбы представляли собой развитие одного из важных направлений дарвинизма. Свое учение о взаимной помощи и поддержке, об отсутствии внутривидовой борьбы Кропоткин перенес и на общественную жизнь. Наряду с этим он признавал, что как биологическая, так и социальная жизнь проникнута началом борьбы. Но социальная борьба плодотворна и прогрессивна только тогда, когда она помогает возникновению новых форм, основанных на принципах справедливости и солидарности. Сформулированный ученым закон взаимной помощи лег в основу его этического учения, которое он развил в своем незавершенном труде "Этика".

Петр Алексеевич Кропоткин

Культурология / Биология, биофизика, биохимия / Политика / Биология / Образование и наука
Основы психофизиологии
Основы психофизиологии

В учебнике «Основы психофизиологии» раскрыты все темы, составляющие в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования содержание курса по психофизиологии, и дополнительно те вопросы, которые представляют собой «точки роста» и привлекают значительное внимание исследователей. В учебнике описаны основные методологические подходы и методы, разработанные как в отечественной, так и в зарубежной психофизиологии, последние достижения этой науки.Настоящий учебник, который отражает современное состояние психофизиологии во всей её полноте, предназначен студентам, аспирантам, научным сотрудникам, а также всем тем, кто интересуется методологией науки, психологией, психофизиологией, нейронауками, методами и результатами объективного изучения психики.

Игорь Сергеевич Дикий , Людмила Александровна Дикая , Юрий Александров , Юрий Иосифович Александров

Детская образовательная литература / Биология, биофизика, биохимия / Биология / Книги Для Детей / Образование и наука