Het Barr-lichaam is een massa heterochromatine condesada die wordt waargenomen in vrouwelijke lichaamscellen van zoogdieren en andere dieren. Het is meestal gemakkelijk te zien tijdens de mitotische interface-fase.
Veel wetenschappers schrijven deze grote concentratie van heterochromatine toe aan de inactivering van een van de twee X-chromosomen, dit gebied wordt intensief gekleurd tijdens cytologische analyses vanwege de grote hoeveelheid heterochromatine die het bevat.
Inactief X-chromosoom in de interfacestadium: microfoto van normale fibroblasten waar het werd gemarkeerd met antisera voor het histon macroH2A1. De pijl wijst naar het DAPI-gekleurde geslachtschromatine (Barr's bloedlichaampje) en de corresponderende plaats van geslachtschromatine (Bron: Stanley M Gartler, Kartik R Varadarajan, Ping Luo, Theresa K Canfield, Jeff Traynor, Uta Francke en R Scott Hansen Via Wikimedia Commons)
De bloedlichaampjes van Barr werden in 1949 ontdekt door Murray Barr en Bertram. Beide wetenschappers merkten op dat deze kleine massa of dit kleine lichaam aanwezig was in de kernen van zenuwcellen bij huiskatten, terwijl het niet duidelijk was in zenuwcellen bij katten.
Maar pas in 1966 stelde Mary Lyon voor dat deze kleine bloedlichaampjes verschenen als gevolg van de willekeurige inactivering van een van de twee vrouwelijke geslachtschromosomen.
Veel van de vruchtbaarheidsproblemen die bij vrouwen worden vastgesteld, zijn te wijten aan het feit dat hun cellen in de vorm van "mozaïek" zijn. Dit betekent dat sommige van uw cellen een van uw X-chromosomen niet inactiveren, maar andere wel.
Zo hebben sommige cellen 45 somatische chromosomen en één actief X-geslachtschromosoom, terwijl andere 45 somatische chromosomen en twee actieve XX-chromosomen hebben, wat implicaties kan hebben vanuit vele fysiologische en gedragspunten.
Kenmerken en structuur
Het Barr-lichaampje wordt ook Barr's lichaam of seksueel heterochromatine genoemd. Dit is een element dat onder een lichtmicroscoop een cirkelvormige, plat-convexe vorm heeft en ongeveer één micron lang is.
Barr-bloedlichaampjes, omdat ze zijn samengesteld uit heterochromatine-DNA, kleuren intenser dan echromatine-DNA, dat wordt "geëxpandeerd" en verspreid in de celkern.
Over het algemeen worden hematoxyline en eosine gebruikt voor vlekken met deze structuur, dit zijn verbindingen die celkernen blauw, diep paars of zwart kleuren.
Het bloedlichaampje van Barr bestaat uit facultatief heterochromatine, dat wil zeggen dat dit DNA op bepaalde momenten tot expressie wordt gebracht en op andere niet. Als het DNA van het "actieve" of euchromatische X-chromosoom defect is, kan het DNA van het Barr-bloedlichaampje echromatisch worden om deze fouten te compenseren.
In een doorsnee somatische cel bevindt het bloedlichaampje van Barr zich aan de binnenkant van de kern en in Barrs eerste rapporten van het bloedlichaampje wordt deze structuur een "nucleaire satelliet" genoemd.
Barr verdiepte zich in zijn onderzoek en ontdekte dat deze lichamen werden aangetroffen in de cellen van alle vrouwelijke weefsels, met uitzondering van de weefselcellen van de lever en de pancreas.
Dempen
Bij alle zoogdieren die zich via de placenta ontwikkelen, is er een RNA dat verantwoordelijk is voor het tot zwijgen brengen en verpakken van het X-chromosoom dat niet tot expressie komt, dat wil zeggen voor de vorming van het lichaam van Barr. Dit RNA wordt "X-specifiek inactief transcriptie-RNA" genoemd.
Het "X-specifieke inactieve transcriptie-RNA" wordt alleen uitgedrukt om zich voort te planten langs het X-chromosoom dat is geselecteerd door de cel die het zwijgen moet worden opgelegd. De reis eindigt met het stimuleren van cellulaire silencing dankzij de deelname van enkele van de histonen die aanwezig zijn in het chromatine van het chromosoom.
X-chromosoominactivering bij mensen. Het proces kan op verschillende manieren plaatsvinden, waarbij bij de nakomelingen het X-chromosoom van de vader of de moeder wordt geïnactiveerd (Bron: Lilymclaughlin01 via Wikimedia Commons)
Om ervoor te zorgen dat het X-specifieke inactieve transcriptie-RNA de gehele chromosoomlengte bestrijkt, moeten cellen er tussen de 300 en 1000 kopieën van tot expressie brengen, dus het is gebleken dat er een constante expressie is van X-specifiek inactief transcriptie-RNA om te behouden naar het tweede X-chromosoom in de vorm van een Barr-lichaam.
Wetenschappers stelden eerder voor dat "X-specifiek inactief transcriptie-RNA" de vorming van een interne repressieve kern in het bloedlichaam van Barr stimuleerde en dat het een hoog gehalte aan repetitieve DNA-gebieden bevatte.
Echter, gedetailleerde waarnemingen met scanning-elektronenmicroscopie hebben Barr's bloedlichaampje beschreven als een "onderdrukt" X-chromosoom dat sterk gepakt chromatine bezit, met los gepakte chromatinekanalen die van de periferie naar het inwendige van het bloedlichaampje lopen.
Alle genen die het chromosoomuitschakelingsmechanisme regelen, zijn behouden voor alle soorten, van gist tot mens. De volledige locus die deze genen herbergt, wordt het "X-inactivatiecentrum" genoemd.
Diagnose
De ontdekking van Murray Barr betekende een doorbraak voor nauwkeurige en gedetailleerde analyse van het chromosomale geslacht van individuen. Voor intersekse-aandoeningen bijvoorbeeld, werd Barr's lichaamslocatie en onderscheid al snel een veelgebruikt diagnostisch hulpmiddel.
Dit type analyse wordt vaak uitgevoerd op forensische monsters, aangezien het chromatine van het X-chromosoom in zijn inactieve vorm uitsluitend aanwezig is in vrouwelijke cellen (onthoud dat mannelijke cellen ook een X-chromosoom hebben, maar het is actief).
Door cellen uit menselijke embryo's te halen, kan het geslacht vroeg in de ontwikkeling worden geschat.
Bovendien is het door identificatie van het geslacht mogelijk om ziekten of afwijkingen te diagnosticeren die het product zijn van de aanwezigheid van meer of minder geslachtschromosomen dan normaal voor cellen bij mensen.
Ziekten
Personen die twee of meer X-chromosomen bezitten, hebben een Barr-lichaam dat minder is dan het aantal X-chromosomen in de celkern. Cellen van abnormale vrouwtjes met een enkel X-chromosoom hebben dus geen Barr-bloedlichaampjes.
Deze anomalie staat bekend als het syndroom van Turner; terwijl cellen van mannelijke individuen met twee XX chromosomen, een Y-chromosoom en een Barr-lichaam gediagnosticeerd zijn met het Klinefelter-syndroom.
Er zijn ook vrouwen die drie X-chromosomen kunnen hebben en daarom twee Barr-bloedlichaampjes in de kernen van hun cellen hebben. Cellen die de afwijking voor de geslachtschromosomen bevatten en cellen die volkomen normaal zijn, kunnen echter bij dezelfde persoon worden gevonden.
Over het algemeen zijn individuen met deze kenmerken onvruchtbaar, hebben ze een 'kinderachtig' uiterlijk, waardoor ze zich niet volledig kunnen ontwikkelen, en worden ze door sommige sectoren van de samenleving gezien als een soort 'fenomeen'.
Dit is de aandoening waarnaar wordt verwezen met "mozaïekcellen". Mensen die geen totale afwijking in hun cellen hebben, hebben doorgaans een mindere mate van beide syndromen.
Tijdens cytologische analyses wordt een weefselmonster gekwantificeerd hoeveel cellen de afwijking heeft voor zijn geslachtschromosomen; als de afwijking in enkele cellen zit, kan het individu zich als een normaal persoon ontwikkelen.
Referenties
- Jackson, SH, Muskett, JM, & Young, D. (1975). Barr-lichamen in cervicale uitstrijkjes. Brits medisch tijdschrift, 1 (5959), 682.
- Ramakrishnan, K., Sharma, S., Sreeja, C., Pratima, DB, Aesha, I., & Vijayabanu, B. (2015). Geslachtsbepaling in forensische tandheelkunde: een overzicht. Journal of pharmacy & bioallied sciences, 7 (Suppl 2), S398.
- Rego, A., Sinclair, PB, Tao, W., Kireev, I., en Belmont, AS (2008). Het facultatieve heterochromatine van het inactieve X-chromosoom heeft een kenmerkende gecondenseerde ultrastructuur. Journal of cell science, 121 (7), 1119-1127.
- Smeets, D. (2013). Analyse van het Barr-lichaam met superresolutiemicroscopie (proefschrift, lmu).
- Walker, CL, Cargile, CB, Floy, KM, Delannoy, M., & Migeon, BR (1991). Het Barr-lichaam is een X-chromosoom met een lus gevormd door de telomeerassociatie. Proceedings of the National Academy of Sciences, 88 (14), 6191-6195.