Základy genetiky - příklady
Úvod do genetiky
Základním stavebním kamenem všech živých organismů je buňka.
Jádro buňky obsahuje struktury = chromozomy.
Součástí chromozomů jsou elementární hmotné jednotky dědičnosti – geny, jinak též nazývané faktory či vlohy. V chromozomech jsou geny lokalizovány na určitých místech, proto se místo pojmu gen může použít i pojem locus.
Geny určují jednotlivé znaky. Každý jedinec se vyvíjí ze zygoty, která vznikla spojením dou gamet (vajíčka a spermie).
Gamety mají proto poloviční počet chromozomů, ale zygota a od ní odvozené všechny další buňky jedince mají dvojnásobný počet chromozomů. To znamená, že chromozomy jsou zde zastoupeny v párech, v každém homologním páru je jeden otcovský a druhý mateřský a to značí, že na genetickém základu jedince se podílí oba rodiče stejným dílem
Geny ve stejném locusu homolog. chromozomů podmiňují shodně nebo rozdílně určitou funkci či znak. Alely jsou různé formy téhož genu. Na stejném locusu může může být jeden až několik různých alel (alelická série). To ovšem platí u souboru jedinců, u jednoho jedince mohou být zastoupeny max.dvě alely téhož genu.
Geny v alelovém páru mohou být buď stejné – homozygotní, nebo nestejné – heterozygotní.
Jsou-li stejné, mohou být buď dominantní – převládající, nebo recesivní – ustupující.
Má-li jedinec geny v alelovém páru stejné = homozygot, buď dominantní nebo recesivní, dle charakteru genu.
Příklad: locus B, kde gen B je pro černou barvu srsti a gen b pro hnědou barvu srsti. Dominantní homozygot bude mít genetickou formuli BB a bude to černý pes. Recesivní homozygot bude mít formuli bb a bude hnědý, v případě křížení těchto dvou jedinců BB x bb nám vzniká v první filiální generaci potomstvo s genetickým základem Bb a tyto jedince nazýváme heterozygoty, protože v alele mají nestejné geny. Protože je, ale gen pro černou barvu B dominantní nad genem pro barvu hnědou b, který je recesivní, tito jedinci budou všichni černí, ale v genotypu budou úřenášet gen pro hnědou barvu b.
Genotyp = soubor genů, který obsahuje organizmus, tzn.genetická výbava
fenotyp = výsledek působení genotypu a prostředí
Dle fenotypu se nedá vždy bezpečně zjistit genotyp. V tomto případě (viz.příklad) to znamená , že heterozygoti Bb mají stejný fenotyp (tzn.černou barvu srsti) jako dominantní homozygoti BB. Bez dalšího křížení těchto jedinců nelze bezpečně říci, zda se jedná o „čisté“ jedince BB, nebo o „míšence“ Bb.
Může se ale stát, že dominantní gen z alelovéhp páru nepřevládá nad recesivním genem, potom se jedná o neúplnou dominanci.
Mnohé exteriérové znaky patří mezi jednoduše založené dědičné znaky,kvalitativnía nejsou ovlivňovány vnějším prostředím. Naopak kvantitativní , třeba povaha, výkonnost aj. podléhají v různé míře vlivům zevního prostředí.
V chovatelské praxi nejde ani tak o hlubší studium genetiky, jako spíše o spolehlivé zjištění genotypu daného jedince.
To je zvláště důležité u přednostně používaných krycích psů. Pes může být nositelem nějaké dědičně podmíněné vady recesivního charakteru (chudozubost, hluchota aj.) ač sám tuto vadu nemá (heterozygot). Tím, že přednostně tento pes kryje větší počet fen, dojde k rozšíření nesených vad. Množství jednotlivých variant odpovídá genetickým zákonům, které objevil J.G.Mendel.
Příklady
- Chudozubost
Plnochrupý pes bude nositelem chudozubosti. Symbol pro plnochrupost bude A a pro chudozubost a.Pes jako skrytý přenašeč (heterozygot) bude mít genetickou formuli Aa. V prvním případě křížíme plnochrup. otce přenašeče s plnochrup.fenou (dominant.heterozygot).Aa x AA gamety Aa AA F1 AA AA Aa Aa V první filiální generaci (F1) dostáváme všechny potomky plnochrupé, ale jedna polovina z nich jsou heterozygoti, čili přenašeči chudozubosti.
V druhém případě křížíme téhož psa s fenou stejného genetického založení, tzn. křížíme dva plnochrupé jedince, ale přenašeče (heterozygoty).
Aa x Aa gamety Aa Aa F1 AA Aa Aa Aa Tady už štěpný poměr vypadá jinak. Fenotyp. 3:1,tzn. 3 jedinci plnochrupí, jeden chudozubý,čili recesiv.homozygot.Ovšem z plnochrupých jedinců je jen jeden homozygot a další dva heterozygoti Aa – přenašeči chudozubosti.
Třetí případ je křížení téhož psa s chudozubou fenou (recesivní homozygot)
Aa x aa gamety Aa aa F1 Aa Aa aa aa V tomto případě již v potomstvu není žádný dominantní homozygot, ale dva heteroz.,tj.přenašeči a dva jedinci chudozubí – recesivní homozygoti.
Z těchto příkladů vyplývá, že abychom zjistili genetické založení jedince, měli bychom provést testovací křížení,tzn. s heterozygotem.
Pokud ho nemáme, lépe řečeno nevíme, která fena je přenašečem, použijeme tzv. zpětné křížení – připouštíme psa na jeho dceru.
Nedá se ovšem vycházet z jednoho vrhu, nýbrž jich musí být několik.
Potom mohou nastat dvě alternativy:
1. připouštěná fena je dominantní homozygot AA, a nevyštěpí se recesivní jedinec
2. otec i dcera jsou heterozygoti a Aa, v tomto příp.dojde k vyštěpení chudozubého jedince
Pokud otec není přenašeč, nemůže se v jeho potomstvu vysjytnout chudozubý jedinec.
Znalost těhto genetických zákonů by měla být v praxi využita.
Vyskytne-li se některá z těchto dědičně podmíněných vad, znamená to, že otec i matka jsou přenašeči této vady.
Potom je na chovateli, zda-li jiné přednosti těchto jedinců vyváží tento nedostatek, či je raději již v chovu nevyužije.
Závěrem bych chtěla zdůraznit že: - vlastní dědičné založení jedince (genotyp), se nedá přesně určit bez dalšího křížení jen z fenotypu, zjednodušeně exteriéru
- genetický vliv obou rodičů ne potomstvo je naprosto stejný. Nemůžeme proto při výskytu zejména recesivně se dědících vad svádět tuto vadu na některého z rodičů !!!
- Dědičnost barvy očí, kůže, čenichu a drápů
Za barvu očí je odpovědna u psů alelická série locu Ir. V této sérii byly popsány tři geny – Ir, im, iry, které dávají tmavé a světlé oko. Mezi jednotlivými geny je zřejmě vztah neúplné dominance, protože heterozygotně zbarvení jedinci mají vždy odpovídající meziodstnín.
Geny podmiňující zbarvení oční duhovky nejsou úplně závislé na genech podmiňujících zbarvení ststi, avšak u jedinců, kteří mají v genotypu některý z genů B,D,E v recesivně homozygotní formě (bb,dd,ee) je barva oční duhovky vždy světlejší než u dominantně homozygotně či heterozygotně založených jedinců. Tím se vysvětluje výskyt světlejšího oka .Na kůži se mohou pigmentové skvrny či plošky objevit i tehdy, je-li srst na nich rostoucí bílá. Je-li však zbarvená srst, je i kůže pod ní pigmentovaná.
Zbarvení drápů je obvykle v souladu se zbarvením prstů. Je-li např. prst bílý, je i dráp zpravidla bez pigmentace. Barva pigmentu na bříškách tlapek bývá obvykle shodná s pigmentací čenichu.
Zbarvení srsti je o něco složitější a obsáhlejší, tudíž se mu budu věnovat v samostatné kapitole.
Způsob dědičnosti některých vad:
Nežádoucí jev Způsob dědičnosti Předkus recesivní Podkus dosud neznámý Oligodoncie neúplně dominantní DKK nejasný DLK neznámý Hemofilie recesivní, vazba na pohlaví Abnormální hrtan recesivní Břišní kýla více recesivních genů Entropium, ektropium neznámý Hluchota recesivní Retinální atrofie recesivní Kryptorchizmus nepravidelný, vazba na pohlaví, autozomálně recesivní Extrémní plachost neúplně dominantní Agresivita neznámý -PSc-