Введение

Гиперактивация Х-хромосомы – это процесс в дрозофилы, при котором гены на Х-хромосоме у самцов мух становятся в два раза активнее, чем гены на Х-хромосоме у самок мух. Поскольку у самцов мух одна Х-хромосома, а у самок – две, более высокий уровень активации у самцов обеспечивает одинаковый уровень экспрессии генов Х-хромосомы у обоих полов. Гиперактивация Х-хромосомы – один из механизмов компенсации дозы, посредством которого организмы с генетическими системами определения пола уравновешивают дозу генов половых хромосом у самцов и самок. Гиперактивация Х-хромосомы регулируется альтернативным сплайсингом гена, названного *sex lethal* (половой летальный). Ген получил такое название из-за мутантного фенотипа, который практически не влияет на самцов мух, но приводит к гибели самок вследствие гиперактивации двух Х-хромосом. У самок дрозофилы белок *sex lethal* вызывает полоспецифический сплайсинг гена *sex lethal*, что приводит к увеличению количества белка *sex lethal*. Это создает положительную обратную связь, поскольку белок *sex lethal* сплайсирует ген *sex lethal*, производя больше белка *sex lethal*. У самцов дрозофилы недостаточно белка *sex lethal* для активации полоспецифического сплайсинга гена *sex lethal*, поэтому он подвергается «базовому» сплайсингу. Это означает, что участок гена, который удаляется у самок, остается у самцов. Этот участок содержит преждевременный стоп-кодон, в результате чего белок из него не синтезируется. У самок белок *sex lethal* ингибирует комплекс генов *male-specific lethal* (msl, мужской специфический летальный), который обычно активирует гены, сцепленные с Х-хромосомой, что приводит к увеличению скорости транскрипции у самцов. Комплекс генов *msl* получил свое название из-за мутанта с нарушенной функцией, который вызывает неконтролируемое увеличение скорости транскрипции у самцов и приводит к их гибели. У самцов отсутствие достаточного количества белка *sex lethal* позволяет увеличить скорость транскрипции благодаря тому, что комплекс генов *msl* больше не ингибируется. Это позволяет «удвоить» или гиперактивировать экспрессию Х-хромосомы, чтобы она соответствовала количеству, которое присутствует у самок с двумя Х-хромосомами. Вторая компенсация дозы, происходящая у млекопитающих, – это балансировка Х-хромосом и аутосом. Эта регуляция осуществляется путем повышения регуляции Xa, то есть активной Х-хромосомы. Повышение регуляции активной Х-хромосомы проявляется в увеличении активации транскрипции и элонгации. Х-хромосома, по сравнению с аутосомным геном, содержит больше неактивных генов, что влияет на оценку влияния активных генов. Данные секвенирования РНК были проанализированы, и результаты экспрессии аутосомных и Х-сцепленных генов оказались значительно различными. Это подтверждает тот факт, что компенсация дозы Х-хромосомы происходит относительно аутосом. Потеря Х-хромосомы приводит к анеуплоидии, которая нарушает работу всей клетки дрозофилы. Этот эффект приводит к нарушению связывания MSL с его целевым участком. Чтобы преодолеть это, Х-хромосома сначала гиперактивируется. Затем гиперактивированная Х-хромосома способствует обращению эффекта анеуплоидии, создавая равенство экспрессии генов у самцов и самок. Анеуплоидия – это состояние, при котором число хромосом отличается от нормального. Естественный отбор эффективно протекает у дрозофилы, поэтому гены, чувствительные к дозе, подвергаются увеличению. Гены, чувствительные к дозе, варьируются в зависимости от вида.