KENNISCLIP I
X-chromosoom inactivatie is bekend van de ‘lapjeskat’, waarbij een deel van de
verandering in haarkleur wordt veroorzaakt door inactivatie van het X-chromosoom. Oranje
of zwart wordt bepaald door een eigenschap dat op het X-chromosoom gelegen is en op
plekken waar er een oranje vacht aanwezig is, is het ene X-chromosoom actief en daar waar
je zwart ziet is het andere X-chromosoom actief. Dit is dus alleen bij vrouwen aangezien er
hier één van de twee X-chromosomen geïnactiveerd kan worden (mannetjes hebben 1 X-
chromosoom).
Er zijn verschillen tussen het X- en Y-chromosoom. Op het Y-chromosoom
liggen heel weinig genen en als er in één X-chromosoom niet
geïnactiveerd zou worden, dan zouden vrouwen twee keer zoveel X-
chromosoom expressie krijgen als mannen.
In zoogdieren wordt één X-chromosoom geïnactiveerd/gesilenced en dat is
te zien in cellen zelf door middel van de Barr body (heterochromatisch
deel dat perifeer aan de kern ligt).
X-inactivatie vindt plaats op het moment dat in een
vroege zygote er twee X-chromosomen aanwezig
zijn, waarbij ze in het vroege stadium allebei nog
actief zijn en pas in een later stadium (blastocysten)
vindt er ‘random X-inactivatie’ plaats. Dit is een
random proces waarbij in sommige cellen het
paternale X-chromosoom geïnactiveerd wordt en in
andere juist de maternale. Deze cellen zullen blijven
delen en de dochtercellen houden alleen maar de
expressie van de actieve X-chromosoom waardoor
er een mozaïek patroon ontstaat.
Om dit proces te starten, is het X-inactivation center (XIC) nodig. Dit is aanwezig op het X-
chromosoom en is cis-acting. Dit betekent dat het effect heeft op de plek waar het zich
bevindt op het chromosoom. Het XIC is een grote DNA sequentie en dit bepaald of een
chromosoom geïnactiveerd wordt. Het is ook betrokken bij de counting, aangezien er bij de
mens maar één actief X-chromosoom intact blijft.
Belangrijke genen in het XIC is het Xist gen en het antisense gen (in de omgekeerde
volgorde geschreven) het Tsix gen. Het zijn beide RNA-coderende genen en op het moment
dat Tsix tot expressie komt, zorgt het ervoor
dat het sense transcript geïnactiveerd wordt
waardoor er onderdrukking is van Xist. Maar
als Xist de overmaat heeft van transcriptie,
dan zal RNA gemaakt worden wat ervoor
zorgt dat het X-chromosoom gecoat wordt &
geïnactiveerd wordt.
In een embryonale stamcel, in een meercellig stadium, zullen twee X-chromosomen bij
elkaar komen. Voor deze gebeurtenis, wordt vooral Tsix tot expressie gebracht. Maar nadat
ze bij elkaar zijn geweest is er een keuze geweest en is er één inactief (toekomst) X-
chromosoom en één actief X-chromosoom. In het inactieve X-chromosoom is de Tsix
expressie lager en er veel Xist expressie is. Xist is dus het RNA dat het chromosoom gaat
coaten op de plek waar het gemaakt wordt (cis).
, KENNISCLIP II
Chromatine kan effect hebben op planten op hun
bloeitijd. Dit is goed bestudeerd in Arabidopsis. De
meeste Arabidopsis planten zijn tweejarig,
waardoor ze zich eerst vegetatief ontwikkelen
waarna ze een koude periode door moeten om
vervolgens te kunnen gaan bloeien. De proces van
koude periode wordt vernalisatie genoemd.
Dit proces is genetisch en epigenetisch gereguleerd. Een hele belangrijke regulator is het
gen FLC (flowering Locus C). Het is een inhibitor van de bloei van de plant en op het
moment dat dit gen wegvalt dan zal de plant het eerste jaar al bloeien in plaats van na de
koude periode.
FLC doet het onderdrukken door ‘bloeigenen’ te onderdrukken (repressor). Ofwel FLC zorgt
voor de repressie van een belangrijke activator van de bloei. Als deze repressie wegvalt, zal
het gen FT afgelezen worden en dit zal de bloei activeren.
FLC is voornamelijk in het eerste jaar van de Arabidopsis aanwezig. Dus in het eerste jaar is
ook veel mRNA van het FLC gen aanwezig in de plant. Als de plant nu een koude
behandeling wordt gegeven, dan zal de hoeveelheid van het transcript teruglopen. Het gen
zal steeds minder actief worden. Echter zal een antisense FLC toenemen in het begin van
de koude periode. Dit gen zal
er dus voor zorgen dat de
sense FLC minder tot
expressie gaat komen en
uiteindelijk wordt gesilenced.
Hierdoor kan na de koude
periode de bloei wel
geactiveerd worden.
De promotor van FLC verandert tijdens de vernalisatie. Met behulp van een chip-
experiment is er gekeken naar belangrijke modificaties op DNA niveau / histon eiwitten. De
promotor is geacetyleerd (H3ac) aan het begin van de bloei, maar deze acetylatie verdwijnt
bij de vernalisatie. Terwijl de heterochromatine mark (H3K9me) en de polycomb mark
(H3K27me) juist toenemen.
In het eerste jaar van de Arabidopsis is er een actief gen aanwezig, maar na de vernalisatie
zijn er epigenetische veranderingen te zien waardoor er heterochromatine & polycomb
markeringen ontstaan op het gen en is het gen gesilenced. Deze silencing wordt in stand
gehouden door polycomb repressie complexen.
In de plant wordt het gen FLC gesilenced, en daarna gaat de plant pas bloeien. Echter moet
FLC dan weer gereset worden, wat gebeurt tijdens de embryogenesis in de volgende
generatie. Er zijn eiwitten die als pionier werken, aangezien een inactief gen weer
geactiveerd moet worden. Dit gebeurt met een eiwitcomplex met een LEC1
transcriptiefactor die kan binden en hierdoor allerlei activerende activiteiten aan de
promotor kan brengen om het gen weer tot expressie te brengen. Aangezien er in de
volgende generatie weer
een hoge concentratie FLC
moet zijn die vervolgens
weer gesilenced moet
worden.
X-chromosoom inactivatie is bekend van de ‘lapjeskat’, waarbij een deel van de
verandering in haarkleur wordt veroorzaakt door inactivatie van het X-chromosoom. Oranje
of zwart wordt bepaald door een eigenschap dat op het X-chromosoom gelegen is en op
plekken waar er een oranje vacht aanwezig is, is het ene X-chromosoom actief en daar waar
je zwart ziet is het andere X-chromosoom actief. Dit is dus alleen bij vrouwen aangezien er
hier één van de twee X-chromosomen geïnactiveerd kan worden (mannetjes hebben 1 X-
chromosoom).
Er zijn verschillen tussen het X- en Y-chromosoom. Op het Y-chromosoom
liggen heel weinig genen en als er in één X-chromosoom niet
geïnactiveerd zou worden, dan zouden vrouwen twee keer zoveel X-
chromosoom expressie krijgen als mannen.
In zoogdieren wordt één X-chromosoom geïnactiveerd/gesilenced en dat is
te zien in cellen zelf door middel van de Barr body (heterochromatisch
deel dat perifeer aan de kern ligt).
X-inactivatie vindt plaats op het moment dat in een
vroege zygote er twee X-chromosomen aanwezig
zijn, waarbij ze in het vroege stadium allebei nog
actief zijn en pas in een later stadium (blastocysten)
vindt er ‘random X-inactivatie’ plaats. Dit is een
random proces waarbij in sommige cellen het
paternale X-chromosoom geïnactiveerd wordt en in
andere juist de maternale. Deze cellen zullen blijven
delen en de dochtercellen houden alleen maar de
expressie van de actieve X-chromosoom waardoor
er een mozaïek patroon ontstaat.
Om dit proces te starten, is het X-inactivation center (XIC) nodig. Dit is aanwezig op het X-
chromosoom en is cis-acting. Dit betekent dat het effect heeft op de plek waar het zich
bevindt op het chromosoom. Het XIC is een grote DNA sequentie en dit bepaald of een
chromosoom geïnactiveerd wordt. Het is ook betrokken bij de counting, aangezien er bij de
mens maar één actief X-chromosoom intact blijft.
Belangrijke genen in het XIC is het Xist gen en het antisense gen (in de omgekeerde
volgorde geschreven) het Tsix gen. Het zijn beide RNA-coderende genen en op het moment
dat Tsix tot expressie komt, zorgt het ervoor
dat het sense transcript geïnactiveerd wordt
waardoor er onderdrukking is van Xist. Maar
als Xist de overmaat heeft van transcriptie,
dan zal RNA gemaakt worden wat ervoor
zorgt dat het X-chromosoom gecoat wordt &
geïnactiveerd wordt.
In een embryonale stamcel, in een meercellig stadium, zullen twee X-chromosomen bij
elkaar komen. Voor deze gebeurtenis, wordt vooral Tsix tot expressie gebracht. Maar nadat
ze bij elkaar zijn geweest is er een keuze geweest en is er één inactief (toekomst) X-
chromosoom en één actief X-chromosoom. In het inactieve X-chromosoom is de Tsix
expressie lager en er veel Xist expressie is. Xist is dus het RNA dat het chromosoom gaat
coaten op de plek waar het gemaakt wordt (cis).
, KENNISCLIP II
Chromatine kan effect hebben op planten op hun
bloeitijd. Dit is goed bestudeerd in Arabidopsis. De
meeste Arabidopsis planten zijn tweejarig,
waardoor ze zich eerst vegetatief ontwikkelen
waarna ze een koude periode door moeten om
vervolgens te kunnen gaan bloeien. De proces van
koude periode wordt vernalisatie genoemd.
Dit proces is genetisch en epigenetisch gereguleerd. Een hele belangrijke regulator is het
gen FLC (flowering Locus C). Het is een inhibitor van de bloei van de plant en op het
moment dat dit gen wegvalt dan zal de plant het eerste jaar al bloeien in plaats van na de
koude periode.
FLC doet het onderdrukken door ‘bloeigenen’ te onderdrukken (repressor). Ofwel FLC zorgt
voor de repressie van een belangrijke activator van de bloei. Als deze repressie wegvalt, zal
het gen FT afgelezen worden en dit zal de bloei activeren.
FLC is voornamelijk in het eerste jaar van de Arabidopsis aanwezig. Dus in het eerste jaar is
ook veel mRNA van het FLC gen aanwezig in de plant. Als de plant nu een koude
behandeling wordt gegeven, dan zal de hoeveelheid van het transcript teruglopen. Het gen
zal steeds minder actief worden. Echter zal een antisense FLC toenemen in het begin van
de koude periode. Dit gen zal
er dus voor zorgen dat de
sense FLC minder tot
expressie gaat komen en
uiteindelijk wordt gesilenced.
Hierdoor kan na de koude
periode de bloei wel
geactiveerd worden.
De promotor van FLC verandert tijdens de vernalisatie. Met behulp van een chip-
experiment is er gekeken naar belangrijke modificaties op DNA niveau / histon eiwitten. De
promotor is geacetyleerd (H3ac) aan het begin van de bloei, maar deze acetylatie verdwijnt
bij de vernalisatie. Terwijl de heterochromatine mark (H3K9me) en de polycomb mark
(H3K27me) juist toenemen.
In het eerste jaar van de Arabidopsis is er een actief gen aanwezig, maar na de vernalisatie
zijn er epigenetische veranderingen te zien waardoor er heterochromatine & polycomb
markeringen ontstaan op het gen en is het gen gesilenced. Deze silencing wordt in stand
gehouden door polycomb repressie complexen.
In de plant wordt het gen FLC gesilenced, en daarna gaat de plant pas bloeien. Echter moet
FLC dan weer gereset worden, wat gebeurt tijdens de embryogenesis in de volgende
generatie. Er zijn eiwitten die als pionier werken, aangezien een inactief gen weer
geactiveerd moet worden. Dit gebeurt met een eiwitcomplex met een LEC1
transcriptiefactor die kan binden en hierdoor allerlei activerende activiteiten aan de
promotor kan brengen om het gen weer tot expressie te brengen. Aangezien er in de
volgende generatie weer
een hoge concentratie FLC
moet zijn die vervolgens
weer gesilenced moet
worden.
