Genom psa – vztah mezi genotypem a fenotypem, genetika a dědičnost u štěňat. Jak určit vzhled štěněte podle jeho genotypu?

Základy genetiky psů
Genetika je věda o dědičnosti a proměnlivosti organismů. V éře vědeckotechnické revoluce je genetika jedním z nejdůležitějších, rychle se rozvíjejících odvětví biologie, vždy úzce související s praxí. Na základě moderní genetiky se rozvíjí mikrobiologický průmysl, v chovu zvířat se buduje selekce a šlechtění na genetickém základě, formuje se genetika člověka, vzniká genetický základ pro zachování celistvosti zemské biosféry a blízkozemského prostoru. se vyvíjí. Dědičnost je vlastnost vlastní všem organismům přenášet na své potomky charakteristické rysy stavby, individuálního vývoje, metabolismu a následně i zdravotního stavu a náchylnosti k mnoha nemocem. Přenos vlastností z předchozích generací na potomky se nazývá dědičnost. Mechanismem tohoto přenosu je proces rozmnožování, a to jak při prostém dělení buněk nejjednodušších organismů a tkáňových buněk, tak při pohlavním rozmnožování, kdy sjednocením samčích a samičích reprodukčních buněk (gamet) dochází ke vzniku nového organismu, který je podobný svým rodičům a předkům. Variabilita je vlastnost organismů, opak dědičnosti, projevující se nepodobností potomků s příbuznými generacemi. Je způsobena jednak změnami v dědičnosti rodičovských jedinců, jednak reakcí každého organismu na vliv různých faktorů prostředí (klima, krmení, výcvik atd.). n.). Některé faktory prostředí, jako je záření, chemikálie, viry, mohou významně změnit dědičnou substanci nejen somatických (z řec. soma tělo) buňky, ale co je důležitější, ovlivnit dědičnost zárodečných buněk, a to jak rodičovské generace, tak potomků. V organismu dochází k řetězci dědičných změn, kterým se říká mutace. Mutační změny mohou být zděděny a předávány po generace; jde o tzv. dědičnou variabilitu, která je hlavním faktorem vzniku dědičně podmíněných nových vlastností a znaků. Další faktory prostředí (krmení, klimatické prvky atd.) p.) způsobují v organismech změny, které se nepřenášejí na potomstvo, tzn. je se nedědí a nazývají se modifikační variabilita. Vlivem dědičné i nedědičné variability si organismy vyvíjejí komplex vlastností nazývaný fenotypová variabilita. Pro provedení správného výběru rodičovských párů je důležité znát a umět určit a izolovat z fenotypové variability podíl vlivu dědičné a nedědičné variability. Čím větší je podíl dědičnosti na utváření vlastností a vlastností organismu, tím efektivnější jsou selekční práce. Moderní pojetí mechanismu dědičnosti je založeno na charakteristikách dvou typů molekul nukleových kyselin: DNA a RNA, které jsou součástí buněk. Nukleové kyseliny mají vláknitou molekulární strukturu a jsou součástí chromozomů hlavních struktur buněčného jádra a některé RNA se nacházejí i v cytoplazmě. Jednotlivé úseky vláken nukleových kyselin (DNA) tvoří geny, které jsou jednotkou dědičnosti a řídí možnost vytvoření určitého znaku nebo vlastnosti. Faktory prostředí buď podporují nebo inhibují realizaci působení genu, a tím ovlivňují tvorbu fenotypu organismu. Základním aparátem dědičnosti je počet a tvar chromozomů, charakteristický pro každý druh. V pohlavní buňce je jich dvakrát méně (haploidní číslo, symbol n) než v jakékoli somatické buňce, kde tvoří dvojku (tj. je diploidní symbol 2 p) soubor chromozomů v párech. Každý pár obsahuje chromozomy stejné velikosti a tvaru. Sada párových chromozomů v buňce se nazývá karyotyp. Počet párů chromozomů v karyotypech se u různých druhů pohybuje od 2 do 100. U psů obsahuje karyotyp tělních buněk 78 chromozomů, tzn. je 39 párů a v každé pohlavní buňce je pouze jedna sada skládající se z 39 chromozomů. Karyotyp živočišné buňky se skládá z několika párů takzvaných autozomálních chromozomů a jednoho páru pohlavních chromozomů, označených písmeny X a Y. Mnoho zvířat se vyznačuje přítomností 2 pohlavních chromozomů kromě autozomů: XX pro samice a XY pro samce. Proto je u psů karyotyp feny 38 párů autozomů a pár chromozomů XX a u psa 38 párů autozomů a pár pohlavních chromozomů XY. K přenosu dědičných znaků dochází jak prostřednictvím autozomů, tak prostřednictvím pohlavních chromozomů. Ty určují dědičnost spojenou s pohlavím zvířete. Po oplodnění budou potomci 50 procent samice a 50 procent muži (tabulka). 1) z kombinace XY chromozomů spermií otce s X chromozomy ženských gamet. Tedy mechanismus dědičnosti, tzn. je přenos různých charakteristik a vlastností, působí v závislosti na molekulární struktuře nukleových kyselin (DNA, RNA), jejich genovém složení. K procesu přenosu těchto dědičných prvků dochází rozmnožováním při dělení somatických buněk a oplození, při kterém splynutím samčích a samičích gamet reprodukčních buněk dochází ke vzniku nového organismu s dvojitou sadou chromozomálního aparátu. Jednotkou dědičnosti je úsek DNA nazývaný gen.

Matčiny gamety Otcovy gamety
L krátkosrstá l dlouhosrstá
L krátkosrstá LL krátkosrstá Ll krátkosrstá
l dlouhosrstý Ll krátkosrstý ll dlouhosrstý

se nazývá lokus. Například ložisko pigmentace, ložisko srsti, ložisko krevní skupiny atd. § Geny mohou být podle svého hlavního působení dominantní (označené velkými písmeny A, B, C, D atd.). n.) a recesivní (označené malými písmeny a, b, c, d atd. n.). Gen A a jeho recesivní gen a tvoří pár alelických genů daného lokusu, které určují určitý znak. Dominantní geny zajišťují projev vlastností konkrétního lokusu již v první (dceřiné) generaci potomka a recesivní gen přijatý od jiného rodiče nezpůsobuje projev tohoto znaku a je v genotypu potomka v neaktivním, latentní stav a může se projevit a mít dopad pouze v tom případě, pokud otec i matka předali tento recesivní gen svým potomkům. V důsledku splynutí gamet rodičů se u potomka vyvine genotyp, tzn. je soubor genů od obou rodičů. Pokud oba rodiče nesli dominantní gen A, potomek bude mít homozygotní genotyp AA s dominantní expresí znaku ve fenotypu. Pokud oba rodiče nesli a předali recesivní gen a svému potomstvu, potomek bude pro tento gen homozygotní, jeho genotyp bude zapsán aa a recesivní rys bude odhalen ve fenotypu. Pokud je gen A přijat od jednoho rodiče a gen a od druhého, potomek bude mít heterozygotní genotyp Aa a fenotyp odhalí dominantní rys. Při vzájemném křížení heterozygotních jedinců (Aa x Aa) vykazují jejich potomci „rozštěpení“ fenotypu a objevují se jedinci s dominantním i recesivním znakem. Podívejme se na příklad dědičnosti délky srsti u psů. Normální (krátkosrstá) srst je dominantní (L) nad dlouhosrstou (l). Pokud jsou homozygotní krátkosrstí psi (LL) kříženi s dlouhosrstými psy (ll), pak jejich gamety s geny L a l produkují v první generaci (F1) heterozygotní potomky Ll, kteří budou krátkosrstí podle fenotypu a heterozygotní podle genotypu. Pokud dále křížíme heterozygotní psy (F1) mezi sebou, dojde k rozdělení jak podle fenotypu, tak podle genotypu, což je patrné z následující tabulky (Punnettův čtverec). Proto je u potomků (F2) fenotypové rozdělení ze 75 procent dominantní a z 25 procent recesivní, nebo to lze zapsat jako poměr 3:1. Podle genotypů v F2 bude 25 procent homozygotních dominantních genotypů LL, 50 procent heterozygotních dominantních genotypů LI a 25 procent homozygotních recesivních genotypů ll, tzn. je poměr 1:2:1. Tento příklad ilustruje dva Mendelovy zákony: 1. Uniformita potomstva první generace s dominantním projevem fenotypu a heterozygotním genotypem (Ll). 2. Segregace ve druhé generaci (F2) potomků podle fenotypů je 3:1 a podle genotypů 1:2:1. Vezmeme-li v úvahu současnou dědičnost dvou znaků (dihybridní křížení), pak bude dědičnost doprovázena zvýšením variability a kombinací původních rodičovských znaků u potomků. Příkladem může být křížení psa s dlouhou srstí (l) a černou barvou (B) (Newfoundland) se psem s krátkou srstí (L) a čokoládovou (hnědou) barvou (b) (Dobrman Pinscher).

Naposledy upravil Cherry; 25.07.2010 v 12:52 .

Aniž bychom zabíhali do podrobností metod genetického výběru, které chovatele nejčastěji zajímají, zaměříme se na základní pojmy, jejichž znalost nám umožní odpovědět na otázku: jak se přenášejí genetické znaky?

V genetice je znakem viditelný nebo kvantifikovatelný projev působení jednoho nebo více genů. Barva, výška v kohoutku, dysplazie kyčelního kloubu – to je jen několik příkladů genetických vlastností v širokém slova smyslu.

Kupte si štěně labradora bez genetických chorob najdete v naší školce!

Sada genetických vlastností

Gen je programová jednotka genotypu umístěná na přesně definovaném místě („lokusu“) chromozomu. Pokud je každý gen reprezentován jako nota, pak je chromozom jejich materiálním ztělesněním, tedy partiturou. Všechny psí buňky obsahují ve svých jádrech 39 párů chromozomů, kromě buněk, které nemají jádro (jako jsou červené krvinky) a pohlavních buněk (spermie a vajíčka), které nesou 39 chromozomů v poloviční sadě (nazývají se gamety).

Úhrn všech genů organismu lokalizovaných v chromozomech se nazývá genotyp neboli genom, který určuje morfologii zvířete a do značné míry i jeho chování.

Geny se dědí stejnou měrou od otce i matky. Mohou být stejné nebo různé (pak mluvíme o alelách). Někdy se tyto dva „hlasy“ ozývají unisono a dávají buňce stejný „příkaz“: v tomto případě se zvíře nazývá homozygotní s ohledem na vlastnost určenou těmito geny.

Například alela b, která dává hnědou barvu, se u štěněte objeví pouze v případě, že je přítomna současně v chromozomech zděděných oběma rodiči – jde o tzv. homozygotní b/b rys. Pokud chromozom zděděný po otci nese gen B (černá barva) a matčin chromozom nese gen b, pak narozené štěně bude heterozygotní B/b a jeho barva bude černá, jako má otec. Gen B se stane dominantním (potlačeným) ve srovnání s recesivním (potlačeným) genem b. Proto je homozygotnost pro recesivní znaky genu nejsnáze detekovatelná fenotypově.

Poznamenejme, že tento zákon platí i v případě, jak uvidíme později, rodiče štěněte jsou nositeli alely E.

Přenos vlastností
Při tvorbě pohlavních buněk dochází ke složitému procesu zvanému meióza, v jehož důsledku se 39 párů chromozomů v původní buňce oddělí, smísí a distribuují, čímž vznikne nová kombinace 39 nepárových chromozomů lokalizovaných v každé gametě.

Tato odlišnost gamet poskytuje genetickou variabilitu u každého psího plemene. Spojení dvou gamet, spermie a vajíčka, vede k jejich oplodnění, tedy vzniku zygoty, ve které se chromozomy zděděné od obou rodičů opět spojí do odpovídajících (homologních) párů.

V přírodě tedy existují dvě spontánní a nekontrolované úrovně výběru:
• první odpovídá meióze, kdy každá gameta nese speciální genetickou informaci;
• druhý odpovídá době oplodnění, kdy nelze předvídat, která spermie provede oplodnění a které vajíčko bude oplodněno.

K tomu můžeme dodat, že některé geny mohou mutovat, a tím měnit vlastnosti v nich zakódované. Každý jedinec má v okamžiku početí asi jednu ku deseti šanci, že některý z jejích genů zmutuje.

Jak geny řídí fenotypové (vnější) rysy?
Existují tedy dominantní a recesivní rysy. V našem případě to můžeme demonstrovat na příkladu hnědé barvy (B je černá barva, která je dominantní nad b je hnědá barva). U hnědého labradora je snadné určit genotyp, který musí být pouze b/b, protože se neprojevuje jinak než ve stavu homozygotnosti pro recesivní znak. V případě recesivních genů se říká, že fenotyp (tedy to, co vidíme), je přesným odrazem genotypu.

Naopak fenotyp „černé barvy“ bude odpovídat dvěma různým genotypům, tj. B/b (heterozygot) a B/B (homozygot). V prvním případě bude pes černý, ale hnědou alelu, kterou má, může přenést na své potomky.

Situace je komplikovaná, když uvážíte, že barvu labradora ovlivňuje jiný gen. jmenovitě gen E. Existují dvě alely: alela E je dominantní, což umožňuje vznik tmavé barvy určené genem B: černá nebo hnědá, a alela e je naopak recesivní, dává žlutou barvu. Štěně s homozygoty e/e bude určitě žluté, bez ohledu na to, jaké alely má gen B. V tomto případě říkají, že e je epistatické vůči genu B.

Geny B a E jsou umístěny na dvou různých chromozomech a mohou být zděděny nezávisle na sobě.

Jako příklad si vezměme samici s genotypem B/b; Jí.

Nemůže mít žlutou srst, protože má alelu E, což znamená, že musí vyvinout barvu určenou genem B. Protože má dominantní alelu B, její barva srsti bude černá. Její geny však obsahují i ​​dvě další barvy: hnědou (alela b) a žlutou (alela e), pokud tuto fenu spářite s černým samcem stejného genotypu B/b; E/e, můžete získat všechny možné barvy a všechny možné genotypy štěňat: toto je nejtěžší typ křížení. Vrh může obsahovat štěňata:
• černá barva: (B/B; E/E) nebo (B/b; E/E), nebo (B/B; E/e), nebo (B/b; E/e)
• hnědá: (b/b; E/E) nebo (b/b; E/e)
• žlutá: (B/B; e/e) nebo (B/b; e/e) nebo (b/b; e/e)

Pokud ale spářime černou fenku s homozygoty (B/B; E/E) s podobným psem (B/B; E/E), získáme výhradně černá štěňata.

Barva srsti podléhá zákonům dědičnosti, ale v tomto případě jsou tyto zákony velmi komplikované. Z pohledu na černého labradora nepoznáte, jaké geny má. Test vyvinutý americkými specialisty umožňuje určit barvu budoucích štěňat odběrem vzorku krve.

Určení barvy budoucího vrhu (laboratoř veterinární genetiky; DNA test „chromagen“)

I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX
I	Celá černá	Celá černá	Celá černá	Celá černá	Celá černá	Celá černá	Celá černá	Celá černá	Celá černá
II	Celá černá	Úplně žlutá	Celá černá	Úplně žlutá	Úplně žlutá	Úplně žlutá	Úplně žlutá	Celá černá	Úplně žlutá
III	Celá černá	Celá černá	Černá Hnědá	Černá Hnědá	Celá černá	Černá Hnědá	Černá Hnědá	Černá Hnědá	Černá Hnědá
IV	Celá černá	Úplně žlutá	Černá Hnědá	9/16 Černá Žlutá 3/16 Hnědá	Černá Žlutá	3/8 Černá Žlutá 1/8 Hnědá	Černá Žlutá Hnědá	Černá Hnědá	3/8 Černá Žlutá 3/8 Hnědá
V	Celá černá	Černá Žlutá	Celá černá	Černá Žlutá	Úplně žlutá	Úplně žlutá	Úplně žlutá	Celá černá	Úplně žlutá
VI	Celá černá	Černá Žlutá	Černá Hnědá	3/8 Černá Žlutá 1/8 Hnědá	Úplně žlutá	Úplně žlutá	Úplně žlutá	Černá Hnědá	Černá Žlutá Hnědá
VII	Celá černá	Černá Žlutá	Černá Hnědá	Černá Žlutá Hnědá	Úplně žlutá	Úplně žlutá	Úplně žlutá	Úplně hnědé	Hnědá Žlutá
VIII	Celá černá	Celá černá	Černá Hnědá	Černá Hnědá	Celá černá	Černá Hnědá	Úplně hnědé	Úplně hnědé	Úplně hnědé
IX	Celá černá	Černá Žlutá	Černá Hnědá	3/8 Černá Žlutá 3/8 Hnědá	Černá Žlutá	Černá Žlutá Hnědá	Žlutá Hnědá	Úplně hnědé	Hnědá Žlutá

Testy DNA mohou předpovědět barvu budoucích štěňat labradora

Americká veterinární laboratoř VetGen nedávno vyvinula test založený na DNA s názvem VetGen’s ChromaGene Coat Color Prediction. S jeho pomocí můžete zjistit barvu štěňat budoucího vrhu. Laboratorní specialisté zjistili, že hnědí labradoři mají genotyp „bb“, zatímco žlutí (zlatí) labradoři mají genotyp „ee“. Navrhovaný test umožňuje chovatelům psů určit, zda je alela „b“ přítomna u zvířat, která nemají hnědou barvu, a v souladu s tím alela „e“ u zvířat, která nemají žlutou barvu. Je tedy snadné určit, ke kterému genotypu konkrétní pes patří:

Černá barva: ChromaGen typy I, II, III, IV Žlutá barva, černý ušní boltec: ChromaGen typy V, VI

Hnědá barva: ChromaGen typy VIII, IX Žlutá barva, béžový ušní lalůček: ChromaGen typ VII

Na základě těchto údajů lze podle níže uvedené tabulky provést různá krytí, čímž se získají štěňata požadované barvy.

Dědičná onemocnění u Labradoru

V současné době existuje u psů nejméně 250 genetických onemocnění. Z nich je přibližně 90 asociováno s recesivními geny, 15 s dominantními geny a 45 je polygenních (současné působení několika genů).

Některá genetická onemocnění psů jsou zvláště častá u labradorů (dysplazie kyčlí, progresivní atrofie sítnice atd.).

Nemoci způsobené recesivními geny se projeví pouze tehdy, jsou-li zděděny jak po otci, tak po matce.

Heterozygotní jedinec neonemocní, ale může nemoc přenést na své potomky (je „zdravý přenašeč“). K tomu dochází například u recesivní progresivní retinální atrofie u labradorských retrívrů. Američtí veterináři navrhli speciální test založený na přítomnosti genetického „markeru“ v blízkosti nemocného genu, který umožňuje určit, zda je zvíře nemocné nebo je „zdravým přenašečem“. Onemocnění o sobě totiž dává vědět velmi pozdě (ve věku 4 až 6 let), a tak se zvíře s nezjištěným onemocněním může klidně dostat do produkce.

Takovým nemocem lze předejít pouze tím, že budeme mít přesné informace o genealogii producenta.

U onemocnění způsobeného dominantním genem nemůže existovat žádný „zdravý přenašeč“ a šíření nemoci se lze vyhnout pouhým vyloučením nemocných jedinců z reprodukce.

Některá onemocnění, např. dědičný šedý zákal, se však u psů mohou objevit až v pozdějším věku (do 2 let věku), kdy má zvíře již potomky, což vysvětluje možnost přítomnosti dominantního znaku onemocnění u některých linií.

Jiná onemocnění jsou způsobena několika přidruženými geny, z nichž každý nemá dostatek vlastností, aby způsobil klinickou manifestaci onemocnění. Tato nepříznivá kombinace genů a nezdravý životní styl psa (nevyvážená strava a nadměrná fyzická aktivita) přispívají ke kumulativnímu efektu projevu fyziologického defektu v organismu. Dysplazie kyčelního kloubu, kryptorchismus nebo zubní anomálie jsou příklady onemocnění, o kterých víme, že je velmi obtížné se s nimi vypořádat. Proto nejúčinnějším způsobem, jak s těmito vadami bojovat, je jejich včasná detekce.

V poslední době (po výpočtu genomu, resp. genotypu psa) je možné tato genetická onemocnění (dědičné vady) diagnostikovat pomocí analýzy DNA. V roce 2003 našli specialisté ze čtyř laboratoří v různých zemích světa u psů 300 genů způsobujících onemocnění. Dvě desítky dědičných chorob lze nyní identifikovat předem (prozatím se bavíme především o očních chorobách).

Gen pro některá monogenní onemocnění nebyl dosud objeven, ale jejich marker je již znám, jako je tomu např. u lokusu PRCD chromozomu 9 u Labradoru; v tomto případě diagnóza nemůže dát 100% výsledek, protože mezi markerem patologického genomu a kódujícím genem krevního koagulačního faktoru IX v chromozomu X zůstává nedefinovaná mezera (hemofilie B, způsobená mutací v důsledku delece pěti párů bází).

Byl již identifikován gen pro řadu dalších monogenních onemocnění, např. gen pro labradorskou myopatii; Taková onemocnění jsou způsobena mutací (např. změnou báze nebo delecí, tj. ztrátou části chromozomu) a jsou v současnosti detekována PCR analýzou mutovaného genu.

Všechny tyto příklady ukazují, jak složitá je genetika psů. Studium jeho zákonů pomůže chovatelům získat kvalitní štěňata.