COURS 4 PARTIE 2 : INACTIVATION DU CHROMOSOME X

Question 1

Quelles sont les caractéristiques du X inactif

Answer 1

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

Question 2

Quel est le processus par lequel le chromosome X est inactivé?

Answer 2

Hétérochromatisation
-c’est un chromosome qui se comporte comme de l’hétérochromatine

Question 3

Décrire le mécanisme d’hyperméthylation (CH3) pour l’inactivation du X

Answer 3

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

Question 4

Décrire le mécanisme d’hypoacétylation pour l’inactivation du X

Answer 4

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

Question 5

Le chromosome X inactivé ressemble à quoi?

Answer 5

À de l’hétérochromatine (ADN génétiquement inactif)

Question 6

Comment nomme-t-on le chromosome X inactivé?

Answer 6

Hétérochromatine facultative (hétérochromatine avec gènes résultat du processus d’inactivation du X)

Question 7

L’hétérochromatine retrouvée sur les autres chromosomes que le chromosome X inactivé se nomme comment?

Answer 7

Hétérochromatine constitutive (hétérochromatine de structure sans gènes)

Question 8

Quelles sont les étapes de l’inactivation du X?

Answer 8

1. Comptage du ratio X : autosome (la cellule doit compter le nbr de chromo X présent dans la cellule)
2. Choix aléatoire du X à inactiver (au hasard)
3. Inactivation ou initiation (commencer à inactiver ce chromosome X)
4. Propagation de l’inactivation
5. Maintenir l’inactivation

Question 9

Combien doit-on avoir de chromosomes X inactif?

Answer 9

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

Question 10

Comment est-ce que la cellule fait pour savoir il y a combien de X dans la cellule en fonction du nombre d’autosome?

Answer 10

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

Question 11

L’étape de l’inactivation début quand?

Answer 11

survient au stade de blastocsyte précoce

Question 12

Décrire l’initiation de l’inactivation du chromosome X

Answer 12

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

Question 13

Qu’est-ce qui assure la présence d’un seul chromosome X actif?

Answer 13

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

Question 14

Décrire l’étape de la propagation de l’inactivation

Answer 14

L’accumulation de XIST se propage le long des 2 bras (en cis) chromosomiques du futur X inactivé

Question 15

Décrire l’étape de la maintenance de l’inactivation

Answer 15

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

Question 16

Quelles sont les caractéristiques du chromosome X inactif?

Answer 16

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

Question 17

Définir la chromatine sexuelle ou corpuscule de Barr

Answer 17

Il s’agit d’un chromosome X très condensé en interphase

Question 18

Comment peut-on compter le nombre de corpuscules de Barr?

Answer 18

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

Question 19

Quels sont les corpuscules de Barr qui sont comptés?

Answer 19

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

Question 20

Quelles sont les exceptions de l’inactivation du X?

Answer 20

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

Question 21

Certaines régions du chromosome X échappent à l’inactivation grâce à quoi?

Answer 21

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

Question 22

Comment est-ce que le chromosome X à inactiver est-il choisi?

Answer 22

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)

Question 23

VRAI OU FAUX : Dans les tissus, les cellules d’un même type cellulaire se retrouvent regroupées

Answer 23

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

Question 24

Quel est le biais dans l’inactivation du X?

Answer 24

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

Question 25

Quelles sont les causes possible d’un biais dans l’inactivation du X?

Answer 25

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

Question 26

Qu’est-ce que la courbe de Gaussienne?

Answer 26

Montrer que de façon aléatoire on peut se retrouver d’un côté ou de l’autre de la courbe (pas toujours au centre)

Question 27

Qu’arrive-t-il avec le processus d’inactivation lorsqu’une femme à une anomalie d’une chromosome X?

Answer 27

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

Question 28

Pourquoi dit-on que les femmes sont des mosaïques pour l’expression des gènes liés au chromosome X?

Answer 28

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

Question 29

Pourquoi dit-on que les femmes sont des hétérozygotes pour certains allèles du chromosome X?

Answer 29

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

Question 30

Est-ce que les femmes porteuses d’une mutation au niveau du chromosome X exprime nécessairement cette mutation?

Answer 30

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

Question 31

Décrire lyonisation (favorable/défavorable)

Answer 31

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

Question 32

Décrire l’exemple de la dystrophie musculaire de duchenne (DMD)

Answer 32

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

Question 33

Décrire la dysplasie ectodermique anhydrotique

Answer 33

Atteinte de structures ectodermiques
Cheveux clairsemés - absents
Dentis coniques, manquantes
Absence de glandes sudoripares
Condition liée au chromosome X