Наследование пестрой окраски меха у кошек, как пример мозаичной экспресси гена
Решение задач по генетике на наследование черепаховой окраски меха у кошек
Задача 72.
У кошек одна пара аллелей (В и b), определяющих окраску шерсти, сцеплена с полом. Ген b обуславливает черную окраску шерсти, ген В — рыжую окраску шерсти, а гетерозиготы имеют пеструю (черепаховую) окраску 1 . От спаривания рыжего кота с черной кошкой в нескольких пометах было получено шесть котят, из них четыре кошки. 1. Сколько котят имело рыжую окраску шерсти? 2. Сколько кошек были черепаховыми? 3. Сколько котов были рыжими? 4. От спаривания рыжего кота с черными кошками было получено 8 котят, из них шесть кошек. Сколько кошек были черепаховыми? 5. Сколько котят имело черную масть?
Решение:
Х В — ген рыжей окраски меха у кошек;
Х b — ген черной окраски меха у кошек;
Х В Х В — рыжая кошка;
Х b Х b — черная кошка;
Х В Х b — черепаховая кошка;
Х В У — рыжий кот;
Х b У — черный кот.
В данном случае наблюдается явление при котором каждый из аллелей проявляет своё действие, и ни один аллель не подавляет действие другого. В результате у гетерозигот формируется новый признак, пестрая окраска кошки. Это пример такого типа взаимодействия аллельных генов, который называется мозаичной экспрессией (проявлением) гена или мозаицизмом.
Схема скрещивания рыжего кота с черной кошкой
Р: Х b Х b х Х B У
Г: Х b Х B , У
F1:
1X B X b ; 1Х b У
Наблюдается 2 типа генотипа. Расщепление по генотипу — 1:1.
Фенотипы:
X B X b — черепаховые котята — 50%;
Х b У — черные котята — 50%.
Наблюдается 2 типа фенотипа. Расщепление по фенотипу — 1:1.
Таким образом, при скрещивании рыжего кота с черной кошкой в потомстве все кошки рождаются черепаховые, а все коты — рыжие.
Выводы:
1. Два котенка имеют черную окраску шерсти, все они коты.
2. Четверо котят имели черепаховую окраску, все они кошки.
3. Два кота были черными.
Схема скрещивания черного кота с рыжей кошкой
Р: Х В Х В х Х b У
Г: Х В Х b , У
F1:
1X B X b ; 1Х В У
Наблюдается 2 типа генотипа. Расщепление по генотипу — 1:1.
Фенотипы:
X B X b — черепаховые котята — 50%;
Х В У — рыжие котята — 50%.
Наблюдается 2 типа фенотипа. Расщепление по фенотипу — 1:1.
Таким образом, при скрещивании черного кота с рыжей кошкой в потомстве все кошки рождаются черепаховые, а все коты — рыжие.
Выводы:
4. Все шесть котят-кошек были черепаховыми.
5. Двое котят имели рыжую масть, оба коты.
Таким образом, черепаховые кошки – это всегда гетерозиготы по гену рыжего цвета, кошки-мозаики, лоскутные кошки, у которых на окрасу меха то один ген включен, то другой.
Задача 73.
Пара генов B и b, определяющих окраску шерсти у кошек, сцеплена с полом. Ген В обуславливает рыжую окраску, ген b-черную, а гетерозиготы Bb имеют пеструю (черепаховую окраску). Рыжего кота спаривали с пестрой кошкой. Получили пять котят, двое из которых-кошки. 1) Сколько было котят рыжей масти? 2) Сколько было кошек рыжей масти? 3) Сколько было кошек черепаховой масти? 4) Сколько было котят черной масти? 5) Сколько было котов черной масти?
Решение:
Х В — ген рыжей окраски меха у кошек;
Х b — ген черной окраски меха у кошек;
Х В Х В — черная кошка;
Х b Х b — черная кошка;
Х В Х b — пестрая кошка;
Х В У — рыжий кот;
Х b У — черный кот.
Схема скрещивания рыжего кота с пестрой кошкой
Р: Х В Х b х Х B У
Г: Х В , Х b Х B , У
F1:
1Х В Х В ; 1X B X b ; 1Х В У; 1Х b У
Наблюдается 4 типа генотипа. Расщепление по генотипу — 1:1:1:.
Фенотипы:
Х В Х В — рыжий котенок (кошка) — 25%;
X B X b — пестрый котенок (кошка)- 25%;
Х В У — рыжий котенок (кот) — 25%;
Х b У — черный котенок (кот) — 25%.
Рыжие котята — 50%;
Черные котята — 25%;
Пестрые котята — 25%.
Наблюдается 3 типа фенотипа. Расщепление по фенотипу — 2:1:1.
Таким образом, при скрещивании рыжего кота с пестрой кошкой в потомстве половина кошек рождаются пестрые, а другая половина — рыжие; среди котов полвина рыжие, а другая половина — черные.
Выводы:
1. Вероятность рждения котят рыжей масти составляет 50%.
2. Вероятность рождения кошек рыжей масти составляет 25%.
3. Вероятность рождения кошек пестрой или черной масти составляет по 25% каждой, а среди двух кошек в данном потомстве одна могла быть черная, а другая пестрая или обе черные, или обе пестрые.
4. Вероятность рождения котят черной масти составляет 25%.
5. Вероятность рождения котов рыжей масти составляе 25% среди рождаемых котят и 50% — среди всех рождаемых котиков.
1 Всё дело в том, что в каждой клетке котенка-девочки во время эмбрионального развития работает только одна из двух имеющихся у нее Х-хромосом, а вторая инактивируется («выключается»). Инактивация Х-хромосомы происходит случайным образом: может быть «выключена» любая из двух Х-хромосом, присутствующих в клетке. Поскольку у гетерозиготных кошек одна хромосома несет аллель В, а другая – аллель b, в некоторых клетках «работает» B, а b инактивируется, в то время в других «работает b, а B инактивируется. В первых клетках проявляется рыжий окрас, а во вторых – черный. Гетерозиготная кошка Bb оказывается «смесью» из этих двух типов клеток. Инактивация Х-хромосом происходит в процессе внутриутробного развития, и поэтому последующие поколения клеток сохраняют именно ту инактивированную хромосому, которая была у клетки – их «предка». Другими словами, рыжее пятно на шерсти такой кошки происходит от единственной клетки, в которой активным остался аллель В, а черное – от клетки, в которой при инактивации активным оказался b. Это явление называется мозаичной экспрессией (проявлением) гена или мозаицизмом.
Источник
Первые шаги или все гораздо проще чем Вы думаете
Первый шаг
Вы открыли эту страницу. Я хочу поздравить Вас! Вы уже хорошо разбираетесь в генетике! Что значит «пока еще не очень»? Эх, да что по сравнению с несколькими днями, пока у Вас уложится эта удивительная наука в голове, вся уже прожитая жизнь? Вспомните хотя бы десять лет школы – это же ого-го какой период! А тут. Нет, нет, ввиду незначительности предмета разговора, предлагаю принять формулу – Вы УЖЕ хорошо знаете генетику. Осталось сделать только первый шаг к этому светлому событию. Вам придется сделать его самостоятельно, тут не смогу помочь. Я жду Вас по ту сторону. Что за шаг? Очень просто – ОТКРОЙТЕ СВОЙ МОЗГ ТОМУ, ЧТО ПРОЧИТАЕТЕ НИЖЕ. Традиционно люди очень боятся слова «генетика» и считают, что овладеть элементарными знаниями в этой области невозможно. Конечно, изучать сию прекрасную науку в институте — задача не самая простая. Но, поверьте мне, то, что нужно заводчику поддается изучению весьма легко. Нужно просто не ставить защитный барьер, не впуская в себя те простейшие истины, которые я с несомненным удовольствием хочу провещать вам.
ВСЕ ГОРАЗДО ПРОЩЕ, ЧЕМ ВЫ ДУМАЕТЕ
Конечно, будет несколько малосимпатичных терминов, но без них никак не обойтись. Уверяю, после прочтения статей на сайте к вам снизойдет понимание, что вы ЭТО можете и захочется прочитать какую-то хорошую и умную литературу по генетике. Там-то и будут поджидать вас эти гремлины. Не бойтесь. Они страшны только на первый взгляд.
Вот первый из них – ген. Это всего — навсего структурная единица наследственности. У кошки насчитывается около 50 000 генов. Мы же пока что оперируем лишь тысячной долей их. Так что Ваша задача сильно облегчена!
Именно ген (чтобы не углубляться в дебри) отвечает за тот или иной признак – форма ушей, длина хвоста или ног. Существуют, конечно, полигены – то есть их целые комплексы, которые формируют внешний признак – цвет глаз, например, но мы тут их касаться не будем.
Гены находятся на хромосомах, ну, собственно, надо же им в конце концов где-то находится! Собрать, тэк сказать, их в «отряд». Каждый ген находится в строго определенном месте на хромосоме, в своей «квартире», говоря обыденным языком. Эта самая «квартира» называется локус. Это понятие часто встречается в литературе по генетике, а вы уже будете знать, что это такое.
Так вот эти самые хромосомы всегда существуют только парой, поэтому и гена, определяющих признак тоже два — по одному на каждой хромосоме. Это нам пригодится немного позже.
Хромосом у кошки 38, они объединены в 19 пар. Одна пара является так называемой – половой, она определяет пол животного. У кошки две Х-хромосомы, у кота – Х и Y.
Хромосомы находятся в ядре клетки. А клетка где? Правильно, в утке, а утка в зайце, а заяц в сундуке на дереве, а дерево на острове, а остров в море — окияне. Не надо напрягаться, это почти что все.
Когда случается так сильно ожидаемая котом и кошкой (но не всегда хозяевами) любовь, то происходит, не побоюсь этого слова, оплодотворение, в результате чего зарождается новый организм. Для того, чтобы ему понять, как себя построить, нужна инструкция. Инструкция записана на хромосомах. Взять откуда? От мамы и от папы. Папа может передать хромосомы единственно возможным способом – через сперму. У мамы, понятно, ее ждет яйцеклетка.
Итак – сперметазоид движется со своим набором хромосом, яйцеклетка изготовила свой. Теперь подумаем — если и кот, и кошка передадут весь генетический материал полностью, то у котенка образуется 76 хромосом. А дальше? Когда он встретится со своей парой – они родят дите, в котором будет сосредоточено 152 хромосомы? Конечно, нет. К сожалению, я не знаю предков Змея Горыныча, но однозначно налицо мутация! Что это – ведь Змеи Горынычи были разные — о трех, о семи, и о девяти головах. Вот что значит нарушение хромосомного набора!
Поэтому мудрая природа просто поделила генетический материал – у папы в каждом сперметазоиде только 19 хромосом – и не просто так — по одной из каждой пары, тоже происходит и у кошки. Забегая немного вперед, скажу, что один и тот же ген может находиться в разных состояниях. Так вот – какая именно хромосома попала в это набор? Грубо — левая или правая из пары? А в каком состоянии там ген? А вообще в каком он может быть состоянии, давайте разберемся, чего уж там. Собственно, состояния два – доминантное и рецессивное. Думаю, всем, уже закончившим среднюю общеобразовательную школу, понятно, что рецессивный ген подчиняется доминантному. И организм проявляет свои признаки внешне так, как этот доминантный ген и диктует. Но рецессивный хоть и «помалкивает», но дальше свою информацию несет. Поэтому точно знать заранее, с каким именно набором встретится одна из яйцеклеток, невозможно. И у нее тоже свое мнение имеется. Таким образом, разнообразие получается сногсшибательное.
Вязка состоялось, все хромосомы встали на свои места парами. И это последний из рассказов о Маугли. Это – основное, что вам необходимо знать о том, как рождается новая жизнь.
ТЫ КАКОЙ? ЧЕРНЫЙ, ГОЛУБОЙ, ИЛИ…
Что наиболее изучено у кошек – так это механизм передачи окраса. Это просто, наглядно и сделать выводы легко. Бурманская порода насчитывает не так много окрасов, поэтому разобраться будет совсем просто. Но база одна. Сейчас нам ее потребуется изучить, а уж потом-то! Ого-го как начнем задачи решать!
Итак все разнообразие окрасов представлен всего-навсего двумя красителями. Для начала – основной – меланин. Он черный, пигментные гранулы его круглы и симпатичны. Шерстинка кошки (так же как и волос человека) –ни что иное, как пустая, полая трубочка. В эту трубочку поступают зерна меланина и уже перед нами предстает какой-либо окрас. Какой – это в зависимости от формы гранул и степени «набитости» шерстинки. Если окрас черный, а в варианте бурмы он будет называться «соболь», то зерна меланина туго и плотно набиты в волос. На ощупь шерсть кошки черного окраса плотная, достаточно жесткая, блестящая. Если зерна меланина круглые, то для сего есть обозначение – В. Но каким-то образом нужно ведь и обозначить, что гранулы плотно набиты. Этим распоряжается ген D. Итак, чувствуете? К чему мы тихо пришли?
К первой генетической формуле окраса. Можем смело писать как выглядит запись черного окраса. Думаем. Хромосомы две, значит и гена должно быть два. Первая часть формулы ( гены пишутся в порядке английского алфавита) –ВВ. Дальше указываем, что гранулы набиты плотно – DD. Все вместе получается BBDD. Разве сложно?
Теперь призываю не надолго впасть в детство. В конце зимы все тосковали по весне и радостно рисовали черные проталины. Болтали кисточку в баночке, чтобы ее помыть. Какая становилась вода в баночке? Серая. То есть черная разбавлялась до серого. Тоже самое происходит и с пигментом. Зерна меланина могут слипаться, образуя островки. Черный окрас оказывается разбавленным до серого.
Но говоря грамотным фелинологическим языком, окрас не серый, а голубой. Графически это выглядит так:
Как же записать формулу голубого окраса? Да очень просто. Зерна меланина круглые? Значит, пишем ВВ. Но окрас не плотный, разбавленный. То есть D никак не может быть большим. Поэтому формула голубого будет – BBdd.
Вы все еще сомневаетесь в своих возможностях постичь азы генетики?
Но как был бы мир пуст без еще целой группы окрасов. Шоколад и лиловый образуют красивейшие сочетания. Как образуется? Да очень просто. Под влиянием определенных условий в один воистину прекрасный момент гранулы меланина вытянулись и приняли эллипсоидную форму. Графически это выглядит так:
Благодаря изменению формы, наш глаз фиксирует на самом деле черные гранулы как темно-коричневые, шоколадные.
Как записать? Написать В не имеем права, зерна меланина утратили былую круглую форму. Запишем bb. Окрас плотный? Зерна меланина набито туго? Да. Значит, имеем право на D. Формула шоколадного окраса будет bbDD.
Аналогично голубому, образуется лиловый окрас. На сей раз эллипсоидные гранулы слипаются в отдельные островки и располагаются в шерстинке рыхло. Поскольку они не круглые, пишем bb, поскольку рыхло, разбавлено – пишем dd.
Итак, формула лилового окраса bbdd.
Все! Базовые окрасы изучены. С каким окрасом вы бы не имело дело – всегда эти четыре буквы будут присутствовать в любой формуле.
Да, скажете вы, это все здорово, но как понять, кто родиться у черного и голубого? На помощь придет величайшее изобретение человеческого ума — решетка Пинета.
Общий смысл в том, что в верхнюю строку вписывается та генетическая информация, которая может быть на одной из хромосом кота. В быту мы называем это гаметами, хотя строго говоря, гамета- это или сперметазоид кота, или яйцеклетка кошки. Сбоку в таблице – гаметы кошки. Ну, а на пересечении – то, что получится – то есть генотип котенка.
Итак, берем, допустим, черного кота и голубую кошку
Кот – BBDD
Кошка – BBdd
Помним, что на одной хромосоме может быть только одно B и только одно D. В задании видно, что обе хромосомы и кота, и кошки несут одинаковую генетическую информацию. Они идентичны – BD у кота, у кошки Bd .Запишем это в таблицу.
BBDd
черный котенок
Все котята будут черными от этой пары. Решетка нам не дает возможность просчитать, сколько будет котят в помете. Она дает лишь возможность понять, какие окрасы мы можем ожидать, и в каком процентном соотношении. Хочу сразу предупредить, что если по решетке получается 4 котенка – 3 черных и 1 голубой, это не означает, что будут рождаться только такие пометы. Один помет может родиться с точность до наоборот, второй — только голубые, третий -только черные, но в среднем вы выйдете как раз на именно такое распределение. Статистика «работает» на поголовье 100 животных. Или иной вариант – вяжите одну и ту же кошку с одним и тем же котом, получите 100 котят и вы убедитесь, что законы Менделя действуют.
Вот еще что тут важно. Мы получили совершенно незнакомую формулу, из которой можно извлечь массу новых понятий. Да-да, время малосимпатичных терминов. Зато они последние. Ну, почти последние.
Итак. Формула BBDd. Необычно то, что ген D предстает нам в разных состояниях. Это называется аллель. То есть – то он доминантный – D, то в этой же формуле рецессивный d. Это явление называется гетерозиготностью. То есть этот котенок гетерозиготен по аллелю D. Аллель В без разнообразия – ВВ. Это называется гомозиготность. Иными словами – данный котенок гомозиготен по аллелю В и гетерозиготен по аллелю D. Он остается черным, а не голубым, потому что одного доминантного гена D достаточно, чтобы окрас оставался плотным. Он же доминантный? Значит обозначающий разбавление ген d ему «подчиняется». Следует заметить, что доминантный ген в паре пишется первым.
Зачем вообще нужна эта самая гетерозиготность?О…Для разнообразия. Давайте посмотрим. Возьмем двух однопометников, что мы получили в таблице выше.
Итак, кот BBDd
Кошка BBDd
В таблицу уже прибавится по строчке и по столбцу – потому что у них у обоих возможны варианты:
Источник
