Los cromosomas contienen el conjunto de instrucciones para crear un organismo. Los hombres tienen un cromosoma X y un cromosoma Y, este último es el responsable de las características que hacen al hombre masculino, incluidos los órganos sexuales masculinos y la capacidad de producir esperma. En cambio, las mujeres tienen dos copias del cromosoma X. Pero, como el cromosoma X lleva un manual de instrucciones más grande que el cromosoma Y, la solución de la biología es inactivar en gran medida un cromosoma X en las mujeres, dando una copia funcional del X tanto en los hombres como en las mujeres.
«Nuestro estudio demuestra que el X inactivo en las mujeres no es tan silencioso como pensábamos», dijo la doctora Laura Carrel, profesora adjunta de bioquímica y biología molecular del Penn State College of Medicine, Penn State Milton S. Hershey Medical Center. «Los efectos de estos genes del cromosoma X inactivo podrían explicar algunas de las diferencias entre hombres y mujeres que no son atribuibles a las hormonas sexuales».
Este estudio, titulado «X-inactivation profile reveals extensive variability in X-linked gene expression in females», se publicó en el número del 17 de marzo de 2005 de la revista Nature.
Dependiendo del gen, tener dos copias activas puede importar muy poco, o mucho. Cuando los genes del X inactivo escapan a la inactivación y se expresan, eso puede crear una mayor concentración general de determinados genes. Carrel y su coautor, Huntington F. Willard, del Instituto de Ciencias del Genoma & de la Universidad de Duke, determinaron qué genes escapaban a la inactivación y dónde se encontraban en el cromosoma X inactivo. Descubrieron que la mayoría de los genes díscolos estaban agrupados.
«Esto nos dice que los vecindarios importan», dijo Carrel. «Los genes del cromosoma X evolucionaron en cinco segmentos o capas secuenciales. Los segmentos más antiguos tienen menos genes que escapan a la inactivación que los que se desarrollaron más tarde en la trayectoria evolutiva del cromosoma. Esto sugiere que, a medida que la especie humana sigue evolucionando, cada vez más genes que escapan a la inactivación pueden perder su capacidad de hacerlo».
Carrel desarrolló dos sistemas de laboratorio para investigar el cromosoma X inactivo. Utilizando células primarias de la piel, comparó la expresión génica entre el cromosoma X y el cromosoma inactivo para 94 genes que abarcan el cromosoma X en 40 muestras humanas. Descubrió que sólo el 65% de los genes estaban inactivos en todas las muestras. El 20 por ciento estaba inactivado en algunas muestras y no en otras, y el 15 por ciento escapaba a la inactivación en todas las muestras. Además, muchos de los del X inactivo que se expresaban lo hacían sólo parcialmente.
El segundo sistema de laboratorio utilizó otras líneas celulares para comparar los cromosomas X inactivos con los activos y registró los genes expresados de los cromosomas X inactivos. Con este sistema se analizaron 624 genes del cromosoma y también se demostró que el 16 por ciento de los genes del X inactivo escapaban a la inactivación, lo que confirma los resultados del primer modelo de laboratorio.
Aunque estos datos se obtuvieron a partir de experimentos de cultivos celulares, pueden tener implicaciones para el asesoramiento de individuos con anomalías en el cromosoma X, que representa aproximadamente uno de cada 650 nacimientos. También explica que hay más variabilidad entre las mujeres de lo que los científicos pensaban.
Los datos también sugieren que el genoma femenino difiere ahora del masculino en al menos cuatro aspectos. En primer lugar, estudios anteriores habían demostrado que el cromosoma Y proporciona a los hombres varios genes que están ausentes en la mujer. En segundo lugar, este estudio muestra que el hecho de que se expresen algunos genes del X inactivo significa que alrededor del 15 por ciento de los genes se expresan a niveles más altos en las mujeres que en los hombres. En tercer lugar, este estudio también muestra que un 10 por ciento adicional de los genes del X inactivo muestran niveles de expresión variables en las mujeres, mientras que los hombres sólo tienen una copia de estos genes. Y, por último, los científicos ya sabían que la naturaleza aleatoria de la inactivación del X muestra que las hembras, pero no los machos, son mosaicos de dos poblaciones celulares con respecto a la expresión de los genes ligados al X.
«Aunque hemos mostrado diferencias específicas por sexo, las implicaciones clínicas siguen sin explorarse», dijo Carrel. «Sin embargo, podemos concluir que estas diferencias deben reconocerse como factores potenciales para explicar las diferencias normales entre los sexos, pero también las diferencias de género en la forma en que se manifiestan, progresan y responden al tratamiento ciertas enfermedades. Serán necesarios más estudios para establecer ese papel de estos genes».