Основы генетики: генетика окраса шерсти у собак
Криста Уильямс, бакалавр, DVM, CCRP; Линн Бужардт, DVM
Характеристики, услуги для домашних животных Грегор Мендель был австрийским монахом, который благодаря своей научной работе с растениями гороха стал известен как отец генетики. Мендель проиллюстрировал, что гены представлены парами, по одному из которых унаследованы от каждого родителя. Это может показаться простым экспериментом в саду, но от растений гороха до собак и людей генетика сложна.
ДНК не так проста, как азбука
Ядра клеток собаки содержат важные генетические данные. У собаки 39 пар хромосом в каждой клетке (39 от матери и 39 от отца). Одна из этих пар определяет пол собаки, а остальные определяют все остальное, что делает его или ее уникальным. Хромосомы состоят из тысяч генов, которые несут признаки, записанные в ДНК (см. Статью “Основы генетики: понимание ДНК” для получения дополнительной информации).
«… мать и отец случайным образом вносят по одному аллелю из каждого локуса, что дает каждому аллелю 50% шанс быть переданным щенкам».
Гены имеют пары аллелей (по одному от каждого родителя), которые расположены в определенных участках (локусах) на хромосоме. Когда собаки размножаются, мать и отец случайным образом вносят по одному аллелю из каждого локуса, что дает каждому аллелю 50% шанс быть переданным щенкам. Один из аллелей в каждом локусе является доминирующим и определяет черты, такие как цвет шерсти, изображаемые у собаки.
Это начинается с двух цветов
Несмотря на огромное разнообразие окрасов шерсти, существует только два основных пигмента, определяющих окрас клыков: эумеланин (черный) и феомеланин (красный). Все различные вариации цвета создаются этими двумя пигментами, которые являются формами меланина.
«… есть только два основных пигмента, которые определяют цвет собак …»
Меланоциты — это клетки в волосяных фолликулах, которые добавляют меланин к волосам по мере их роста и определяют основной цвет шерсти. Чем больше меланина, тем темнее окрас. Меланин не всегда вырабатывается с постоянной скоростью, поэтому кончик шерсти собаки может быть темнее, чем остальная часть волосяного стержня.
Каждый из пигментов, эумеланин и феомеланин, имеет «стандартный» цвет, который может быть изменен различными генами. Эумеланин по умолчанию является черным пигментом, но изменение цвета происходит из-за того, что гены модифицируют эумеланин для создания других цветов, таких как печеночный (коричневый), синий (серый) или изабелла (бледно-коричневый). Гены по существу “разбавляют” пигмент в эти другие цвета, предотвращая выработку полноценного эумеланина.
Феомеланин является вторым пигментом, который определяет цвет шерсти собак. Этот пигмент красного цвета с золотым или желтым цветом по умолчанию. Феомеланин создает красные оттенки, которые варьируются от темно-красного (ирландский сеттер) до оранжевого, кремового, золотистого, желтого или коричневого. Гены контролируют интенсивность феомеланина, делая окрас сильнее или слабее. Этот пигмент вырабатывается только в шерсти и влияет только на цвет волос, в то время как эумеланин влияет на цвет глаз и носа. Феомеланин у людей ответственен за веснушки!
Эумеланин и феомеланин во всех их формах создают огромный диапазон цветов шерсти собак. Белая шерсть у собак возникает, когда клетки вообще не вырабатывают пигмент. В большинстве случаев это влияет на определенные участки шерсти собаки. Например, вы можете увидеть цветную собаку с белыми отметинами. Если эумеланин не вырабатывается в носу, у собаки в итоге розовеет нос. Если эумеланин отсутствует в глазах, у собаки голубые глаза. В редких случаях поражается вся шерсть, в результате чего у собаки-альбиноса появляются красные глаза.
Генетика расширяет диапазон этих двух цветов.
Многие гены влияют на окрас собаки, манипулируя этими двумя основными пигментами. Геном собаки содержит приблизительно 3 миллиарда пар оснований ДНК и тысячи генов, но только 8 генов у собаки связаны с окрасом шерсти. Локусы, связанные с окрасом шерсти у собак:
Локус А (агути).Этот сайт отвечает за различные модели шерсти у собак. Белок Агути контролирует выделение меланина в волосах и участвует в переключении между двумя пигментами (эумеланином и феомеланином).
Локус E (расширение).Этот локус создает черную лицевую маску многих собак, а также желтую или красную шерсть. Четыре аллеля этого гена в порядке доминирования: меланистическая маска (Em), серая (Eg), черная (E) и рыжая (e).
Локус K (доминирующий черный).Этот ген контролирует доминирующий черный, тигровый и палевый окрасы. Этот относительно новый локус включает окрасы, ранее связанные с другими генами, такими как Агути.
Локус B (коричневый).Этот локус связан с коричневым, шоколадным и печенью. Есть два коричневых аллеля, B (доминантный коричневый) и b (рецессивный коричневый). Требуется два рецессива (bb), чтобы разбавить черный пигмент до коричневого. У собак семейства красных или желтых пигментов (феомеланин) аллель коричневого цвета может изменить цвет носа и подушечек лап на коричневый.
D (разбавленный) локус.Этот генетический участок отвечает за разведение пигмента, который осветляет шерсть от черной или коричневой до серой, синей или очень бледно-коричневой. Мутация в гене меланофилина (MLPH) является причиной разбавления цвета. Двумя аллелями, связанными с разведением, являются D (доминантный полноцветный) и d (рецессивный разведенный). Для осветления черного пигмента до серого или синего и красного пигмента до кремового требуется два рецессии (dd).
Локус M (merle).Была идентифицирована мутация, которая вызывает мерле во всех его формах. Этот сайт создает шерсть из пятен неправильной формы с разбавленным пигментом и сплошного цвета. Merle разбавляет только эумеланин (черный) пигмент. Собаки с красным или желтым пигментом не являются мерле, но могут производить щенков мерле.
Локус H (арлекин).Этот сайт связан с белыми собаками с черными пятнами и часто взаимодействует с локусом Мерле для создания различных комбинаций пятен и цветов.
S (пятнистый) локус.Этот локус связан с интересными моделями окраса шерсти, такими как пегий, пестрый и экстремально белый, которые дают шерсть с менее симметричными белыми пятнами.
Каждый из этих локусов работает отдельно или совместно с другим локусом, контролируя выработку и распределение эумеланина и феомеланина. Объединенные усилия всех локусов определяют окрас собаки. Но собака одного цвета может нести в своем генофонде скрытые цвета, которые могут появиться у его / ее щенков. Вот почему у вас могут быть щенки, которые не являются зеркальным отражением ни одного из родителей.
Гены правят
Цвет шерсти собаки в основном зависит от его генофонда. Гены делают две вещи, которые определяют внешний вид собаки. Они контролируют выработку пигментов (эумеланин и феомеланин) и где эти пигменты производятся. Гены управляют, приказывая одним клеткам вырабатывать эумеланин, другим — феомеланин, а третьи вообще не вырабатывают пигмента. Гены могут даже приказать клетке переключить передачу и перейти от производства эумеланина к феомеланину, чтобы создать шерсть, которая будет одновременно черной и рыжей!
Хотя кажется, что цвет может быть определен броском костей, Мендель много лет назад показал нам, что генетика — это наука, которая контролирует характеристики организма … даже окрас собаки. А при глубоком знании генетики, доминантных и рецессивных генов, мутаций и возможных аллелей предсказание окраса щенков является статистической вероятностью. Из двух пигментов получается множество вариаций цвета шерсти собаки … и это то, что делает вашу собаку уникальной!
