Mus musculus – mysz domowa – dziedziczenie odmian barwnych (ras)

Mus musculus – mysz domowa – dziedziczenie odmian barwnych (ras)

Umaszczenie zwierząt uznaje się za cechę jakościową – uwarunkowane jest jedną lub kilkoma współdziałającymi ze sobą parami genów. Rozróżnienie wariantów fenotypowych danej cechy jest względnie proste, jednak mechanizm dziedziczenia tych cech jest bardzo zróżnicowany.

Zestaw genów występujący w komórkach jednego osobnika nazywamy genotypem, natomiast cechy warunkowane przez genotyp i czynniki środowiskowe – fenotypem. Może się zdarzyć, że osobniki o takim samym fenotypie mają różne genotypy jak i na odwrót. Współdziałanie genów dzielimy na:

• Alleliczne (jedna para genów)

• Niealleliczne (więcej par genów)

Para genów warunkujących powstanie określonej cechy zajmuje określone miejsce, czyli locus w dwóch homologicznych chromosomach. Parę alleli oznacza się tą samą literą. Zygota, która posiada dwa jednakowe geny z danej pary alleli nazywana jest homozygotą, wyróżniamy homozygoty dominujące (np. AA) i homozygoty recesywne (np.aa), natomiast zygotę mającą dwa różne geny z jednej pary nazywamy heterozygotą (np. Aa). Gameta zawiera tylko jeden gen z danej pary genów (Pierwsze Prawo Mendla).
Dziedziczenie cech uwarunkowanych jedną parą alleli:

• Dominacja całkowita – Allel dominujący w pełni dominuje nad recesywnym, u heterozygot nie ujawnia się on w fenotypie, allel dominujący maskuje jego ekspresję

• Dominacja niezupełna (dziedziczenie pośrednie) – u osobników heterozygotycznych występuje pośrednia forma cechy

• Kodominacja – w fenotypie ujawniają swoją obecność obydwa geny z danej pary alleli, są one równorzędne

• Naddominacja – genotyp heterozygotyczny warunkuje większą ekspresję cechy niż genotyp homozygotyczny (AA lub aa), często związane jest z tym zjawisko lepszego przystosowania się heterozygot względem danego genu niż homozygot.

W przypadku niektórych loci, w wyniku mutacji genowych obok dotychczasowych par alleli pojawiają się dodatkowe allele, warunkujące tą samą cechę co allele pierwotne, dając inną jej formę lub natężenie.

Niezależne dziedziczenie cech (Drugie Prawo Mendla) – segregacja alleli różnych par jest niezależna (gdy są one umiejscowione w różnych chromosomach).

Plejotropia – jeden gen wpływa na kształtowanie kilku różnych cech.

Współdziałanie genów z różnych loci – w wytworzeniu cech współdziałają różne pary genów – współdziałanie niealleliczne:

• Komplementarność (dopełnianie się) – współdziałanie dwóch dominujących genów z różnych par alleli, na skutek którego powstaje odmienna forma cechy niż ta, która powstaje w wyniku działania każdego z nich osobno.

• Epistaza – od obecności genu z określonej pary alleli zależy ekspresja innej pary alleli. Gen, który hamuje ujawnienie się genu z innej pary nazywamy genem epistatycznym, natomiast gen hamowany – hipostatycznym.

• Geny modyfikujące – modyfikują pojawianie się jakiejś cechy, warunkowanej jedną parą genów – powodują one duże zróżnicowanie cech.

Dziedziczenie umaszczenia – zależy przede wszystkim od pigmentu zawartego we włosach. Synteza, rozmieszczenie i wielkość ziaren tego pigmentu są warunkowane genetycznie przez wiele różnych loci (mogą je także modyfikować czynniki środowiskowe, wpływając np. na zmianę ilości wytwarzanego pigmentu). Wyróżnia się dwa podstawowe typy melaniny: eumelanina (kolor brązowy lub czarny) i feomelanina (kolor czerwony lub żółty). Głównym enzymem odpowiedzialnym za syntezę obu pigmentów jest tyrozynaza. Wytwarzanie melanin u ssaków jest kontrolowane przez geny działające na różnych poziomach: tkankowym, komórkowym i subkomórkowym.

• Regulacja na poziomie tkankowym – polega na kontroli liczby i rozmieszczenia melanocytów. Na tym poziomie działają m.in. geny:

• Regulacja na poziomie komórkowym – polega na oddziaływaniu genów na strukturę i/lub funkcje istniejących melanocytów, co wpływa na koloryt (układ barw). Na tym poziomie działają m.in. geny:

– Dilute (D) – rozjaśniony – powodujący rozjaśnienie barwy sierści

– Extension (E) – pełna barwa – kontroluje ilość eumelaniny

– Agouti (A) – dziki – wytwarzanie w różnym czasie eumelaniny i feomelaniny (nie są syntetyzowane jednocześnie).

– Pallid (Pa) – blady

– Pink-eyed dilution (P) – gen rozcieńczonych różowych oczu – czerwone oko oraz rozjaśnienie barwy sierści.

• Regulacja na poziomie subkomórkowym (enzymatycznym) – geny działające na tym poziomie wpływają bezpośrednio na ilość wytwarzanej melaniny, najważniejsze z nich to m.in.:

– Albino (C) – kontroluje liczbę i intensywność wytwarzania ziaren pigmentu, mutacje w locus C powodują brak pigmentu we włosach, skórze i tęczówce oka. Mutacje tego genu warunkują m.in. umaszczenie himalajskie (c^h) i szynszylowate (c^ch), związane ze zmianami w wytwarzanych enzymach.

– Brown/Black (B) – wpływa na rodzaj wytwarzanej melaniny (wielkość ziaren pigmentu), efektem fenotypowym mutacji w tym genie jest wytwarzanie brązowej melaniny. Wpływa on także na kolor tęczówki oka.

Allele wpływające na umaszczenie myszy ( * – oznacza, że w danym miejscu może być dowolny gen, dominujący lub recesywny, nie będzie to miało wpływu na fenotyp)

Najważniejszymi genami są:

• A – wcześniej wspomniany gen agouti – położony jest w 2. chromosomie, kontroluje sposób rozmieszczenia barwników we włosie (tempo transportu barwnika do włosa)

• A^* – nierównomierne rozmieszczenie barwnika, przy podstawie włosa i na jego końcu występuje eumelanina, w środkowej części włosa obecna jest feomelanina – zabarwienie żółte

• aa – barwnik rozmieszczony równomiernie

• mutacje genu A:

• A^y – dominująca mutacja agouti yellow – powoduje, że włos ma żółte zabarwienie. Gen ten wykazuje plejotropię – oprócz zabarwienia sierści wpływa m.in. na otyłośc (obese mice), cukrzycę, a także kontroluje zagnieżdżenie zarodka w macicy. Homozygoty dla tego genu (A^y A^y) są letalne.

• a^t – występuje tan (pomarańczowe zabarwienie brzucha)

• a^e – extreme – wpływa na intensywność koloru

 

• B – gen Black, położony w 4. chromosomie

• B^* – wytwarzana eumelanina czarna

• bb – wytwarzana eumelanina brązowa

• C – gen Albino – koduje enzym – tyrozynaze, jest to gen nadrzędny (epistatyczny) wobec pozostałych genów, położony w 7. chromosomie

• C^* – wytworzenie barwnika

• cc – barwnik nie powstaje, myszy będą albinotyczne (białe z czerwonymi oczami), niezależnie od innych genów

• mutacje genu c:

• c^h – himalayan – sierść biała, ciemne zabarwienie na nosie, ogonie, uszach i łapach (pointy)

• c^ch – chinchilla – warunkuje zabarwienie typu szynszyla (rozjaśnienie ciemnych barw do srebrnego), zmienia tan w fox (białe zabarwienie brzucha).

• c^e – extreme

 

• P – gen pink-eyed dilution

• P^* – brak rozjaśnienia sierści, oko czarne

• pp – rozjaśnienie sierści, oko czerwone

 

• D – gen dilute

• D^* – brak rozjaśnienia sierści

• dd – rozjaśnienie sierści (w odróżnieniu od genu P bez zmiany w barwie oka)

 

Pozostałe geny:

• U – dominująca forma (U*) warunkuje ciemnienie myszy odmiany sable, forma recesywna (uu) – brak ciemnienia

• W – zabarwienie wielobarwne (kolor podstawowy z białym nakrapianiem)

• W^bd – warunkuje wystąpienie bandedu

• W^sh – sash (cienki banded)

• Inne:

• s – broken

• Si – silvering

• Mo^br – brindle

• Nu – nude – myszy bezwłose (hairless) – gen o działaniu plejotropowym: skutkiem jego działania jest upośledzenie układu immunologicznego – niewykształcona grasica, przez co brak różnicowania limfocytów, a także zła keratynizacja włosów (włos wyrasta, ale łamie się zaraz przy podstawie).

Uproszczone genotypy odmian barwnych ( * – oznacza że w danym miejscu może być dowolny gen, dominujący lub recesywny, nie będzie to miało wpływu na fenotyp)

 

Opracowanie i źródła informacji
Konrad Młodnicki 'Aven’

Bibliografia:
Krystyna M. Charon, Marek Świtoński „Genetyka zwierząt” Wydawnictwo PWN Warszawa 2006
wiedza z wykładów z genetyki oraz genetyki zwierząt

Liczba wyświetleń: 8136