Il cromosoma X riveste una particolare importanza negli studi genetici sostanzialmente per tre ragioni:

  1. Essendo presente in singola copia nella cellula maschile, elimina il problema della dominanza per cui tutti i suoi geni sono espressi;
  2. È il solo cromosoma umano per il quale sono conosciuti molti marcatori dei quali, sfortunatamente, solamente alcuni si esprimono nelle colture in vitro;
  3. È facilmente distinguibile da tutti i cromosomi del topo.

Alcuni ricercatori (Puck, T e Kao (1967) – Treatment with 5BUdR and visible light for isolation of nutritionally deficient mutants – Proc. Nat. Acad. Sci. USA n. 58 pag. 1227) hanno fatto numerosi esperimenti per costruire una mappa di questo cromosoma.

Prima di passare ai dati di mappaggio, parliamo brevemente del modello selettivo escogitato da questi ricercatori per ottenere la linea ibrida pura, il modello è riportato per la sua semplicità ed eleganza. Le due linee cellulari parentali usate sono state una linea di topo HGPRT- e linfociti umani di sangue periferico di un individuo HGPRT+. L’ibrido cellulare fu isolato facilmente in terreno selettivo HAT perché la linea parentale del topo e gli eventuali omocarionti formatisi sono rapidamente eliminati in terreno HAT e perché i linfociti non sono capaci di attaccarsi alla piastra per cui possono essere facilmente allontanati. Quindi l’unico tipo di cellule che sopravvive in questo terreno sono le cellule ibride uomo-topo.

Osservando mitologicamente questi ibridi si vede che conservavano il cromosoma X; perché la sopravvivenza in HAT comporta la presenza di HGPRT+ si può concludere che questo genesi trova nel cromosoma X. Si vide inoltre che i cloni cellulari ibridi sopravvissuti alla selezione in terreno HAT contenevano molecole etero polimeriche di G6PD (glucosio 6-fosfato deidrogenasi) e molecole omopolimeriche delle due specie parentali. Facendo una contro prova, cioè trasferendo le cellule ibride in un terreno contenente 8-azaguanina, si vide che le cellule sopravvissute, prive di HGPRT, avevano una sola specie di G6PD: quella di tipo murino. Questi risultati rappresentano una convincente conferma dell’ipotesi che i geni del HGPRT e della G6PD sono concatenati e si trovano sul cromosoma X.

Ricerche piuttosto approfondite su questo gruppo di associazione sono state condotte da vari ricercatori. Nella tabella sono riportati i risultati ottenuti dal gruppo di Siniscalco e le relative conclusioni.

 

Topo

Uomo

Tipo di HGPRT

Tipo di G6PD

1

 TK-

 normale

del Topo (T)

T

2

 HGPRT-

 normale

dell’Uomo (U)

T, TU, U

3

 HGPRT-

 normale

U

T

4

 HGPRT-

 normale

U

T, TU, T

5

 ======

 Fibroblasti di controllo

U

U

6

L-controllo cellule

 Fibroblasti di controllo

T , U

T, U

7

 HGPRT-

 ============

assente

T

8

 HGPRT-

 Diploide normale

U

T, TU, U

9

 HGPRT-

 Diploide normale

U

T

10

 HGPRT-

 Diploide normale

U

T, TU, T

11

 HGPRT-

 Diploide normale

U

T, TU, U

TU sta per molecola etero polimerica

Gli esperimenti sono stati fatti con linee di topo con diversi marcatori (TK-, HGPRT-) e con cellule umane diploidi. La selezione è stata fatta su terreno selettivo HAT.

Nel primo esperimento si trovano HGPRT e G6PD di tipo murino. Questo risultato si può spiegare facilmente, dato che la sopravvivenza in HAT è dovuta alla presenza di TK+, questo ibrido sarà spinto a conservare il cromosoma umano 17 mentre può perdere tranquillamente tutti gli altri cromosomi compreso il cromosoma X, questo risultato può fornire una dimostrazione, anche se non molto significativa, di un concatenamento di HGPRT e G6PD.

Nel secondo, quarto, ottavo, decimo e undicesimo esperimento l’HGPRT è di tipo umano, murino e ibrido in accordo con l’ipotesi che i due geni siano associati; facendo, infatti, il cariotipo di questi ibridi si crede che il cromosoma X sia presente per cui si può pensare che i geni di questi enzimi si trovano su detto cromosoma.

Nel terzo e non esperimento l’HGPRT è di tipo umano mentre la G6PD è di tipo murino; questo è un risultato in contrasto con quanto detto prima e si può spiegare ammettendo che questi ibridi hanno conservato solo la parte del cromosoma X che porta il locus HGPRT e hanno perso quella parte che porta la G6PD. Ciò significherebbe che i due loci sono abbastanza lontani tra loro da permettere una rottura in un punto a essi intermedio. Questa ipotesi è accettabile solo se si riesce a dimostrare che gli ibridi cellulari mancanti della G6PD di tipo umano possiedono un cromosoma X deleto o che siano privi del cromosoma X.

In altre parole: può darsi che il locus G6PD si trovi a far parte di un frammento acentrico e che sia perso, mentre il cromosoma X con tale delezione è conservato dall’ibrido perché contiene il gene HGPRT+ necessario per la vita nel mezzo selettivo; oppure potrebbe essere successo che il locus HGPRT umano, trovandosi in posizione molto distale rispetto al centromero, sia stato facilmente trasferito per rottura e traslazione su un cromosoma murino. A questo punto è chiaro che se si vuole stimare la distanza tra i geni legati al sesso, per mezzo dell’ibrido uomo-topo, bisognerà disporre di un modello sperimentale che permetta di controllare l’evoluzione del cariotipo ibrido sia per quanto riguarda la rapidità dell’eliminazione dei cromosomi umani che la frequenza delle rotture cromosomiche. L’ibridazione somatica di cellule di topo o di hamster HGPRT- con cellule provenienti da pazienti con aberrazioni strutturali a carico del cromosoma X può costituire un modello valido per il mappaggio citologico di questi geni risultanti legati al cromosoma X da esperimenti indipendenti. 

Infatti, mediante l’ausilio di traslocazioni tra il cromosoma X e un autosoma (gruppo D) alcuni Ricercatori ( Davidson (1965) – A selective system for the isolation of ibrids L cells and normal cells. – Nature n. 205 pag. 1170) hanno raggiunto la conclusione che questi due geni o mappano sul braccio corto del cromosoma X, oppure mappano nella regione prossimale al centromero del braccio lungo.

In un lavoro recente (Ruddle, F. (1970) – Controll mechanisms in the expression of cellular phenotipes pag 233) questi due geni sono mappati sul braccio lungo del cromosoma X unitamente ad un altro gene X-linked: la fosfoglicerato chinasi (PGK).