X染色体
的X染色体在哺乳动物中占有特殊的地位基因组．连同Y染色体,X染色体区分性别。男性有一条X染色体和一条Y染色体女性有两条X染色体。由于这种基本的遗传差异，X染色体上的基因引起的疾病对男性和女性的影响不同，因此呈现出不同寻常的遗传模式。此外，通过一个被称为X失活的特殊过程，男性和女性之间恢复了X染色体上基因的相同表达量，在这个过程中，女性X染色体上的一个基因被关闭。
X染色体在性别分化中的作用
所谓的性染色体区分性别:女性是XX，男性是XY，这是胎儿发育成女孩或男孩的基础(图1)。所有其他染色体(称为常染色体)在男性和女性中都有两个副本。Y染色体的存在决定了婴儿的男性性别，因为Y染色体携带一种基因，可以诱导未分化的性腺在胎儿中转变为睾丸。X染色体的数量不会改变婴儿的性别。事实上，只有一条X染色体而没有Y染色体的人是患有特纳综合症的女性，特纳综合症是一种罕见的遗传疾病，其特征是身材矮小和不育。相反，有两条X染色体和一条Y染色体的人是患有克兰费尔特综合征的男性，包括身材高大和不育。
性染色体进化
今天的性染色体看起来非常不同:X染色体占人类基因组的5%，包含大约2000个基因，而Y染色体非常小，只包含大约50个基因(图1)。性染色体之间在大小和基因含量上的显著差异，让人很难相信它们实际上是一对原本非常相似的染色体中的古代伴侣。一旦性别由来自Y的遗传信号决定，性染色体基本上就停止了重组在生殖细胞．随之而来的是Y基因的退化，以及Y染色体上对男性有利的基因的积累，如涉及睾丸功能和男性生育能力的基因。类似的基因似乎在X染色体上积累，因此X染色体在精子产生中也起着重要的作用。X染色体在大脑功能和智力方面也有重要作用。支持这一有趣但仍有争议的理论的有力论据是，精神残疾在男性中更常见。
X染色体与疾病
在一个家庭中，有些疾病会影响男性，但不会影响女性。这种疾病被称为X连锁隐性疾病，通常是由位于X染色体上的基因(称为X连锁基因)的突变引起的。x连锁疾病是由母亲而不是父亲传染给受感染的男性，受感染的男性会将突变基因的副本传给他所有的女儿。x相关疾病的一个著名例子是血友病A。血友病男性的血液不能正常凝固，导致血液变稀，受伤后出血不可阻挡。这种疾病在维多利亚女王的皇室家族中得到了确认，在对庞大谱系的检查中，很容易就证实了隐性x连锁遗传。只有男性受到影响，他们从健康的母亲那里继承了一条带有突变基因副本的X染色体，后者是这种疾病的携带者。血友病A的突变基因被鉴定为因子VIII，该基因编码一种蛋白质，对血液的正常凝固至关重要。携带突变基因的男性只有一条X染色体，因此无法进行补偿，而女性携带突变基因的男性只有一条正常基因，可以补偿患病基因。这种典型的隐性x连锁遗传已被描述为多种基因。
显性x连锁突变，即只有一个突变基因副本的女性携带者受到影响，是罕见的。这种疾病的一个例子是维生素d抗性佝偻病，患这种病的人会出现骨骼畸形。一般来说，这种疾病在女性中比在男性中更轻，因为X失活(见下文)。一种著名的遗传性X连锁疾病不能被分为隐性或显性，那就是脆性X染色体精神发育迟滞．脆弱的X染色体之所以得名，是因为它显示了一个易受染色体断裂影响的部位。该位点的突变基因包含三重重复扩增，其中一系列连续的三个碱基被复制多次。这导致基因结构的二次变化使其关闭。受感染的男性有严重的精神发育迟滞女性携带者也会受到影响。
X失活
X染色体失活是指女性胎儿中X染色体中的一个基因的沉默。这种沉默导致失活基因中蛋白质产物的缺失，在两性之间恢复了相等的x连锁基因表达。因此，最终，女性只有一条活跃的X染色体，就像男性一样(图1)。在X染色体数量异常的个体中，例如三条X染色体，只有一条X染色体将保持活跃。
人们可能会想，为什么女性不表达有害的像男性那样的隐性x连锁突变。这是因为X失活是随机的，而女性是由其父X激活或母系X激活的细胞组成的马赛克(图1)。由于这种随机性，女性携带者通常有大量正常基因仍具有功能的细胞。有时，在女性携带者中甚至存在细胞选择，导致X染色体失活扭曲，有利于正常基因保持功能。X失活的一个有趣特征是它不会影响所有的X连锁基因。人类大约有20%的基因“逃脱”了X失活。由于这些基因在女性体内的表达水平高于男性，因此它们可能在女性特有的功能中发挥作用。在男性中，这些不寻常的基因中有一些在Y上保留了功能相似的基因，作为性染色体古老伙伴关系的残留物。
X失活在1961年被发现玛丽·里昂他是一位研究老鼠的英国科学家。因此，这种现象的另一个名字是“莱昂化”。许多基因表达的生理或正常调控是在个体基因水平上的。相反，X失活调控的是包含大量基因的一整条染色体。一旦两条X染色体(母系或父系)中的一条被随机选择在一个给定的胎儿细胞中失活，它将在该细胞的后代中忠实地维持在这种状态。失活的稳定性是由一系列复杂的分子变化介导的表观遗传修改。X失活只在一种类型的细胞中丢失，即女性生殖细胞，其中两条X染色体都具有传递给下一代的功能。因此，X失活涉及启动、维持和再激活的特殊机制。要完全理解X染色体的迷人作用及其调控，还有许多工作要做。
另请参阅染色体畸变;脆性X染色体综合征;血友病;遗传模式;情报;减数分裂;镶嵌性;性别决定;Y染色体。
克里斯汀·M。Disteche
参考书目
米勒，奥兰多·J，伊娃·瑟曼。人类染色体。纽约: Springer-Verlag, 2001。
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