Cromossomas contêm o conjunto de instruções para criar um organismo. Os homens têm um cromossoma X e um cromossoma Y, sendo este último responsável pelas características que tornam os homens masculinos, incluindo os órgãos sexuais masculinos e a capacidade de produzir espermatozóides. Em contraste, as mulheres têm duas cópias do cromossoma X. Mas, como o cromossoma X tem um manual de instruções maior do que o cromossoma Y, a solução da biologia é inativar um cromossoma X em mulheres, dando uma cópia funcional do X tanto em homens quanto em mulheres.
“Nosso estudo mostra que o X inativo em mulheres não é tão silencioso quanto pensávamos”, disse Laura Carrel, Ph.D., professora assistente de bioquímica e biologia molecular da Faculdade de Medicina Penn State, Penn State Milton S. Hershey Medical Center. “Os efeitos desses genes do cromossomo X inativo poderiam explicar algumas das diferenças entre homens e mulheres que não são atribuíveis a hormônios sexuais”.
Este estudo intitulado, “Perfil de ativação X revela extensa variabilidade na expressão de genes ligados ao X em mulheres”, foi publicado na edição de 17 de março de 2005 da revista Nature.
Dependente do gene, ter duas cópias ativas pode importar muito pouco, ou muito. Quando os genes no X inativo escapam da inativação e são expressos, isso pode criar uma concentração geral mais forte de genes particulares. Carrel e seu co-autor, Huntington F. Willard, Institute for Genome Sciences & Policy, Duke University, determinaram quais genes estavam escapando da inativação e onde eles estavam localizados no cromossomo X inativo. Eles descobriram que a maioria dos genes desviados estavam agrupados.
“Isto nos diz que os bairros são importantes”, disse Carrel. “Os genes no cromossoma X evoluíram em cinco segmentos ou camadas sequenciais. Os segmentos mais antigos têm menos genes que escapam à inativação do que aqueles que se desenvolveram mais tarde no caminho evolutivo do cromossomo. Isto sugere que, como a espécie humana continua a evoluir, mais e mais genes que escapam à inativação podem perder sua capacidade de fazê-lo.”
Carrel desenvolveu dois sistemas de laboratório para investigar o cromossomo X inativo. Usando células cutâneas primárias, ela comparou a expressão gênica entre o cromossomo X e o cromossomo inativo para 94 genes abrangendo o cromossomo X em 40 amostras humanas. Ela descobriu que apenas 65% dos genes estavam inativos em todas as amostras. Vinte por cento foram inativados em algumas amostras e não em outras, e 15% escaparam da inativação em todas as amostras. Além disso, muitos dos genes do X inativo que foram expressos foram apenas parcialmente expressos.
O segundo sistema laboratorial usou outras linhas de células para comparar cromossomos X inativos com cromossomos X ativos e gravou genes expressos a partir de cromossomos X inativos. Seiscentos e vinte e quatro genes no cromossomo foram testados com este sistema e também mostraram que 16% dos genes no X inativo escaparam da inativação, confirmando os resultados no primeiro modelo laboratorial.
Embora estes dados tenham sido coletados de experimentos de cultura celular, eles podem ter implicações no aconselhamento de indivíduos com anormalidades cromossômicas X, o que responde por cerca de um em 650 nascimentos. Também explica que há mais variabilidade entre as mulheres do que os cientistas pensavam.
Os dados também sugerem que o genoma feminino agora difere do genoma masculino em pelo menos quatro formas. Primeiro, estudos anteriores tinham mostrado que o cromossoma Y dá aos machos vários genes que estão ausentes na fêmea. Segundo, este estudo mostra o fato de que alguns genes no X inativo são expressos significa que cerca de 15% dos genes são expressos em níveis mais altos nas fêmeas do que nos machos. Terceiro, este estudo também mostra mais 10% dos genes no X inativo mostram níveis de expressão variáveis nas fêmeas, enquanto os homens têm apenas uma única cópia destes genes. E finalmente, os cientistas já sabiam que a natureza aleatória da inativação X mostra que as fêmeas, mas não os machos, são mosaicos de duas populações celulares com respeito à expressão gênica ligada ao X.
“Embora tenhamos mostrado diferenças específicas de sexo, as implicações clínicas permanecem inexploradas”, disse Carrel. Podemos, entretanto, concluir que essas diferenças devem ser reconhecidas como fatores potenciais para explicar diferenças normais entre os sexos, mas também diferenças de gênero na forma como certas doenças se manifestam, progridem e respondem ao tratamento”. Outros estudos serão necessários para estabelecer tal papel para esses genes”