Het uitschakelen van het X-­chromosoomꜛ

Het X-chromosoom is bijzonder, daar het in sommige dieren (de mannetjes) in het enkelvoud, en in andere (de vrouwtjes) in tweevoud voorkomt. Dit levert een probleem op voor de reguleringꜛ, want hoe meer kopieën van een gen actief zijn, des te sterker is de werking. Daarom wordt in wijfjesdieren één van beide X-chromosomen uitgeschakeld — in eerste instantie het van de vader geërfde chromosoom. Voor buideldierenꜛ blijft dat zo, evenals bij placentale zoogdieren voor alle delen (moederkoekꜛ, vruchtvliezenꜛ) die niet het embryo zelf vormen. In het embryo zelf wordt na enige dagen het vaderlijk X-chromosoom weer geactiveerd. Het embryo is dan zo'n duizend cellen groot.

Nu ligt bij een placentaal zoogdierꜛ op elk X-chromosoom het X-inactivatiecentrumꜛ, een gebied van zo'n 10.000.000 basenparen groot. In dit gebied ligt het gen RNF12ꜛ, en ook een gebied waar afhankelijk van de leesrichting twee genen kunnen worden afgelezen, die de namen Tsixꜛ en Xistꜛ hebben gekregen. Door de poging beide genen tegelijk af te lezen loopt het afleesproces vast en gebeurt er niets — totdat RNF12 actief wordt. RNF12 codeert voor een eiwit dat het aflezen van Xist helpt, waardoor uiteindelijk de vastgelopen machinerie weer op gang komt, en Xist afgelezen wordt (en Tsix niet). Hiervoor zijn twee werkende RNF12-genen nodig, anders wordt de benodigde concentratie van het helpereiwit niet bereikt (in cellen van mannelijke embryo's vindt dit proces dus niet plaats). Het Xist-­RNAꜛ omwikkelt echter het X-chromosoom, en maakt dat voor het grootste deel onwerkzaam — inclusief het X-inactivatiecentrum en het daar op gelegen RNF12. De concentratie helpereiwit daalt daardoor tot een onwerkzaam niveau, zodat zodra één X-chromosoom uitgeschakeld is het andere in principe actief blijft. Het snelste chromosoom zet zichzelf daardoor uit, en welk dat is verschilt per cel.

De inwikkeling van het X-chromosoom is niet volledig: de uiteinden blijven actief. Op die uiteinden liggen de pseudo-autosomale regionenꜛ, de PARsꜛ — stukjes die het X- en het Y-chromosoomꜛ gemeen hebben, en die maken dat bij de meioseꜛ het X- en het Y-chromosoom paren (en eventueel recombineren). Deze PARs hoeven niet uitgeschakeld te worden, daar zij bij mannen en vrouwen in even grote hoeveelheden voorkomen: bij vrouwen tweemaal een X-exemplaar, en bij mannen een X-exemplaar plus een Y-exemplaar.

Het uitschakelen van precies één X-chromosoom gaat in zo'n 12-16% van de cellen mis, en die cellen sterven, hetgeen verklaart dat wijfjes al in het embryonale stadium kleiner zijn dan mannetjes. De overige cellen groeien uit tot verschillende delen van het wijfje — bij een lapjes­katꜛ is goed te zien dat in verschillende delen van de huid verschillende X-chromosomen werkzaam zijn, en dus ook verschillende versies van de daar op gelegen vachtkleur­genenꜛ.

Bij mensen (en konijnenꜛ) gaat het iets anders: in eerste instantie worden beide X-chromosomen met Xist-RNA omwikkeld; later verwijdert een enzym het Xist-RNA van één van beide chromosomen. De als nauw aan de mens verwant beschouwde muisꜛ volgt wel het hiervoor beschreven proces.