Четко выраженная специфичность репликации ДНК одной из Х-хромосом женщины — синтез в ней ДНК лишь после того, как закончится репликация всех остальных хромосом набора, — привлекла внимание к выяснению характера репродукции структурно измененных Х-хромосом. Авторадиографические исследования с использованием тимидина-Н3 были проведены с хромосомными комплексами, содержащими изохромосому по длинному плечу Х-хромосомы, изохромосому по короткому ее плечу, делецию короткого плеча и кольцевую хромосому. Задачей этих исследований было выяснение двух вопросов:

1) является ли перестроенная Х-хромосома поздним репликантом; 

2) всегда ли поздно реплицирующаяся хромосома во всех клетках одна и та же. Ответ на последний вопрос представляет большой интерес в связи с гипотезой Лайон, согласно которой любая из Х-хромосом женщины (отцовская или материнская) может формировать тело полового хроматина и соответственно быть поздним репликантом.

Репликация ДНК изохромосомы по длинному и короткому плечу Х-хромосомы. Первое описание изохромосомы по длинному плечу Х-хромосомы {Х₁) дано в 1960 г. Fraccaro и др., 1960, и с тех пор опубликовано более полутора десятков случаев подобных изменений Х-хромосомы у человека. Морфологически Х₁ существенно не отличается от аутосомы 3: это крупная метацентрическая хромосома. Указанием, что в ядре присутствует Х₁, служит увеличение размеров тела полового хроматина и процента клеток с половым хроматином и с друмстиками. Важнейшим критерием в настоящее время служат также особенности репликации Х₁.

Первые данные относительно репликации ДНК Х₁ получил Muldal с соавторами (1963) при исследовании культуры лейкоцитов периферической крови, меченной за 3 часа до фиксации. Таким образом исследовались особенности репликации X в конце периода S. Установлено, что так же, как нормальная «горячая» Х-хромосома, Х₁ реплицируется в конце периода синтеза; далее выявлена поразительная симметричность мечения двух плеч Х₁ относительно центромерного участка, который в конце периода синтеза уже не включает тимидина-Н³. Следовательно, согласно этим данным, район первичной перетяжки Х₁ реплицируется ранее, чем участки обоих плеч. Последние содержат в конце периода S равное количество гранул метки, свидетельствующее о синхронности их репликации. Этого и следовало ожидать, исходя из природы данных плеч — их полной идентичности.

В дальнейшем фактические данные Muldal с соавторами (Giannelli, 1963; Atkins, Santesen, 1964) были подтверждены. Однако детальные исследования обнаружили наличие двух типов изохромосом Х₁ (Ockey и др., 1965): без вторичной перетяжки и со вторичной перетяжкой. Эти хромосомы различаются между собой и особенностями репликации. Оба плеча изохромосомы X без вторичной перетяжки метятся в конце периода S сходно с длинным плечом нормальной Х-хромосомы; таким образом, особенности репликации Х-хромосомы не изменились при этом типе ее перестройки.

Изохромосома X со вторичной перицентрической перетяжкой ведет себя в процессе репликации иным образом. Как предполагает Оскеу и др. (1966), этот тип изохромосомы X представляет собой дицентрическую хромосому, и перетяжка расположена между двумя центромерами.

Район этой перетяжки реплицируется рано, благодаря чему в конце периода синтеза в середине тела сильно метящейся изохромосомы и образуется неметящийся просвет.

Положение между двумя центромерами обусловливает и отличия в свойствах этой перетяжки от вторичных перетяжек аутосом: перетяжка в изохромосоме X всегда четко выражена и всегда рано реплицируется, тогда как вторичные перетяжки аутосом весьма вариабельны в своем проявлении и времени репликации, что, по-видимому, обусловлено различием функционирования этих районов в клетках разного типа и может быть в различных клетках даже одного типа.

Кроме того, выявлено, что Х₁ по своим размерам заметно меньше, чем можно ожидать, исходя из длин обоих плеч; это, по-видимому, обусловлено особенностями дифференциальной спирализации ее гетерохроматических районов.

Таким образом, структурная перестройка Х-хромосомы, сопровождающаяся формированием Х₁, приводит к ряду последствий:

1) в отличие от нормы, когда «горячей» может быть любая из Х-хромосом — материнская или отцовская (согласно гипотезе Лайон, 1962), в данном случае всегда «горячей» является Х₁;

2) в отличие от нормальной «горячей» Х-хромосомы, в которой район первичной перетяжки реплицируется, по-видимому, позднее всех участков хромосомы (Atkins, Gustavson, 1963), в Х₁ этот район всегда реплицируется ранее, чем участки обоих плеч хромосомы. Имеются указания, что этот район соответствует вторичной перицентрической перетяжке;

3) плечи Х₁ реплицируются одновременно и характеризуются полным соответствием рисунка мечения.

Изохромосома по короткому плечу Х-хромосомы также относится к поздним репликантам (МиЫаІидр., 1965).