1949年巴氏(Barr)等人在雌貓的神經元細胞核中發現一種濃縮小體,在雄貓中則見不到這一結構。以后將這一小體稱為Barr小體或性染色質。進一步研究表明:①其它哺乳動物(包括人類)也同樣有這種顯示性別差異的結構;②性染色質不只存在于神經元細胞中,在其它細胞中也可見到。例如,人類女性口腔粘膜細胞核內可見緊貼在核膜內側的Barr小體,大小約1μm,其形狀為平凸形,饅頭形或三角形等(圖2-6-8)。正常男性則沒有X染色質。為什么正常男女之間的染色質存在著差異?女性兩個X染色體上的每個基因座的兩個等位基因所形成的產物,為什么不比只有一個X染色體半合子的男性的相應基因產物多?為什么某一連鎖的突變基因純合子女性的病情并不比半合子的男性嚴重?1961年,Mary Lyon提出了X染色體失活假說,即賴昴(Lyon)假說,對這些問題進行了解釋。其要點如下:
1.間期細胞核中,女性的兩條X染色體中,只有一條有轉錄活性,而另一條則失去活性,并形成異固縮狀態的Barr小體(即X染色質)。這樣,在含XX的細胞和XY的細胞中,其X連鎖的基因產物數量就基本相等,這種效應叫X染色體的劑量補償(dosage compensation)。不論細胞內有幾條X染色體,只有一條X染色體是具有轉錄活性的,其余的X染色體均失活、固縮形成X染色質;因此,一個細胞中所含的X染色質數目等于X染色體數目減1。正常男性只有一條X染色體,所以X染色質數目為零。
2.X染色體失活發生在妊娠第16天,在此以前所有細胞中的X染色體都是具有活性的。
3.X染色體的失活是隨機的,異固縮的X染色體可以來自父親也可以來自母親。如果一個細胞中失活的X染色體是父源的,那么由它分裂而來的細胞中都是父源的X染色體失活。失活是隨機的,但是恒定的。
需要指出的是,失活的X染色體上仍有部分基因保持一定活性。因此X染色體數目異常的個體在表型上不同于正常個體,出現多種臨床癥狀。如47,XXY的個體不同于46,XY的個體;47,XXX的個體不同于46,XX的個體,而且X染色體越多時,表型的異常更嚴重。