A principal manifestação da síndrome do X frágil é o comprometimento intelectual, que varia desde dificuldades de aprendizagem e problemas de atenção até diferentes graus de retardo mental. A doença não se manifesta com traços físicos tão marcantes, como ocorre em outras síndromes genéticas, a exemplo da própria Down. No entanto, existem algumas características mais típicas, como face alongada, orelhas grandes, músculos flácidos, mandíbula projetada para frente, alterações oculares (estrabismo e miopia) e, no sexo masculino, aumento do volume dos testículos após a puberdade.
Entre 15 e 20% das crianças com X frágil apresentam convulsões. As otites também podem ser recorrentes na infância. As meninas tendem a sofrer mais alterações emocionais, como ansiedade, depressão e isolamento social, entre outros sintomas afins. Com exceção da flacidez muscular, que pode estar presente ao nascimento, todos esses sinais só aparecem com o passar do tempo.
A síndrome do X frágil resulta de uma mutação em determinada região do gene FMR1, que se localiza no cromossomo X. Essa alteração é bastante peculiar e se caracteriza por aumento do número de repetições CGG, sigla de citosina-guanina-guanina, que são componentes do DNA. Tal aumento causa o silenciamento do gene e a conseqüente falta da proteína que ele codifica.
Numa situação normal, encontram-se de 6 a 50 cópias da trinca CGG nessa parte do gene FMR1. Na síndrome, há mais de 200 repetições da mesma seqüência. Existe, contudo, uma faixa intermediária, chamada de pré-mutação, que compreende os indivíduos que possuem de 50 a 200 cópias CGG. Nessa faixa, as pessoas geralmente não manifestam problemas cognitivos ou comportamentais, porém podem transmitir a seus descendentes um número de repetições superior a 200, ocasionando a expressão completa da doença, com sintomas mais marcantes no sexo masculino e atenuados no feminino.
É interessante saber que a instabilidade dessas cópias CGG é maior durante a formação dos óvulos do que na dos espermatozóides, o que faz com que, na mulher, a pré-mutação se transforme em mutação completa na geração seguinte com mais freqüência que no homem.
O padrão de transmissão, no entanto, depende do sexo do indivíduo. O homem passa a pré-mutação para todas as suas filhas, mas para nenhum de seus filhos – afinal, a alteração em questão está apenas na unidade do cromossomo X. Já os filhos da mulher portadora, independentemente de gênero, têm 50% de chance de herdar o gene alterado, pois sempre vão receber um cromossomo X da mãe. Recentemente, demonstrou-se que, entre os portadores da pré-mutação de FMR1, as mulheres estão mais sujeitas a entrar em menopausa precocemente e os homens têm risco de desenvolver, em idade mais avançada, perda de coordenação motora e tremores.