Genetika v kocke

GENETIKA

 

Genetika je náuka o dedičnosti (heredite) a premenlivosti (variabilite) organizmov.

Dedičnosť- schopnosť organizmu uchovávať súbor dedičných informácií (génov) o najrôznejších fyziologických a morfologických vlastnostiach a schopnosť odovzdávať tento súbor informácií svojim potomkom.

Premenlivosť - tvarová a funkčná rozmanitosť živých organizmov a ich schopnosť reagovať na rôzne podmienky prostredia odlišným spôsobom.

Predmetom genetiky je v prvom rade to, akým spôsobom sú gény prenášané z generácie na generáciu, pričom dôraz sa kladie na fenotyp (pozri nižšie). Molekulárna charakteristika procesov, akými gény kontrolujú vznik a manifestáciu (prejav) znakov, čiastočne sa prelína s molekulárnou biológiou, preto je niekedy štúdium tejto oblasti označované ako molekulárna genetika.

 

Ako vznikla genetika:

Ľudia už dávno predtým ako vzniklo ucelené štúdium dedičnosti vypozorovali, že deti sa podobajú na svojich rodičov. Po stáročia ľudia krížili niektoré živočíchy a rastliny a zisťovali, že ich potomstvo má vlastnosti oboch rodičov. Robili tak experimentálne bez toho, aby poznali príčiny tohto javu. Niekedy sa toto obdobie nazýva klasickým obdobím genetiky, aj keď o genetike ešte nemôžme veľmi hovoriť. Pojem "genetika" zaviedol až William Bateson (1871-1926) v roku 1907.

V polovici 19. storočia Gregor Johann Mendel (1822-1884), opát v augustiniánskom kláštore v Brne, položil základy modernej genetiky. Výsledky dlhoročnej práce Mendela s krížením hrachu, u ktorého sledoval ľahko pozorovateľné dedičné znaky, dajú sa sformulovať zjednodušene tak, že sa nededia znaky a vlastnosti ako také, ale čosi, čo ich vznik podmieňuje. Mendel ich nazval elementy (alebo faktory) a od roku 1909 sa nazývajú gény. Väzbu génov objavil Thomas Hunt Morgan (1866-1945).

           William Bateson                    Gregor Johann Mendel          Thomas Hunt Morgan

 

 

Gén  (dedičná vloha ) - je základnou funkčnou jednotkou dedičnosti .  Je to úsek molekuly DNA, ktorý nesie úplnú genetickú informáciu pre určitý biologický prejav- vlastnosť. Potomkovia nededia od rodičov hotové znaky, ale len predpoklady - gény, ktoré sa môžu, ale nemusia prejaviť napr. gén pre farbu očí.

 

Alela – konkrétna forma (kvalita) určitého génu. nesie informáciu pre príslušnú formu znaku.

Napr. gén pre farbu kvetu hrachu má alelu pre červenú farbu kvetu hrachu a alelu pre bielu farbu kvetu.

 

  Dominantná – nadradená – označuje sa veľkým písmenom napr. Sg, U ...­­ 

 - stačí 1 kópia génu, aby sa sfarbenie, kresba prejavila

  Recesívna – fenotypový prejav bol potlačený– označuje sa malým písmenom napr. a, b,p...                                                                                                                                  - musia byť prítomné obe kópie génu, aby sa sfarbenie, kresba prejavila

Genotyp – súbor všetkých génov živého organizmu,  tak ako sa u neho vyskytujú v konkrétnych formách – alelách. Každý gén v genotype je zastúpený jedným alelickým párom – jedna alela od otca a druhá od matky.

Genotyp zlatého škrečka sýrskeho označovaného ++ :

AA BB baba BsBs CC DD DgDg DSDS EE HrHr LL Lglg
PP RdRd Ruru RxRx sasa sgsg Toto uu Whwh

(Podľa konvencie sú gény uvedené v abecednom poradí. )

 

Fenotyp – súbor všetkých znakov živého organizmu, ktoré sa u neho prejavili -  napr. farba srsti, dĺžka srsti, kresba, typ srsti atď. ( čokoládový dlhosrstý saténový škrečok- aabbllSasa)

 

Homozygot - je jedinec, ktorý má pre určitý znak na obidvoch chromozómoch rovnaké alely.

- napr.: farbu kvetu rastliny podmieňuje gén, ktorý má dve alely - alela pre červenú farbu ("A") a alela pre bielu farbu ("a"). Homozygot dostal od oboch rodičov rovnaké alely teda alelový pár génu tvoria obe červené alely -"AA" alebo obe biele "aa"

 

Heterozygot - je jedinec, ktorý má pre určitý znak na obidvoch chromozómoch rôzne alely. podľa predch. príkladu má v géne jednu alelu pre červený kvet a jednu pre biely "Aa"

 

Mutácie sú dedičné zmeny, ktoré sa prejavujú ako trvalé a jedinečné zmeny znakov a vlastností organizmu, ktoré sú podmienené zmenami v DNA. Vždy súvisia so zmenou genotypu, ale nemusia sa fenotypovo prejaviť.

 

Lokus alebo génový lokus alebo génové miesto je úsek molekuly DNA (chromozómu) obsahujúci jeden gén. Forma génu na lokuse predstavuje alelu. Na základe toho môžu byť jedinci s rovnakými alelami (homozygoti recesívni alebo dominantní) alebo s rozdielnymi (heterozygoti). Na jednom lokuse sa môže nachádzať jedna alebo viac alel.

 

Najčastejšou príčinou totálnej selekcie sú tzv. letálne alely, ktoré podmieňujú výskyt celého radu dedičných chorôb. Vznikajú najčastejšie poškodením génu mutáciou, ktorá spôsobí, že produkt génu (enzým) nie je schopný plniť svoju biochemickú funkciu. Pokiaľ ide o enzým, ktorého funkcia je pre organizmus životne dôležitá, nositeľ poškodeného génu nie je schopný prežiť. Letálne alely majú tendenciu správať sa recesívne. Ak jedinec získa od oboch rodičov poškodenú alelu a (homozygot aa), neprodukuje funkčný enzým, teda v niektorom štádiu vývoja (spravidla skoro) odumrie. Ak jedinec aspoň od jedného z rodičov získa funkčný gén A (heterozygot Aa alebo homozygot AA), jeho životné funkcie nie sú narušené, teda prežíva.

letálne gény u sýrskeho škrečka: Dsds – dominantne bodkovaný

                                                     Lglg – svetlá šedá

 

Čo by sa stalo, ak by sme skrížili 2 Dsds škrečkov: ( zapísané – samička v stĺpci- Dsds rozdelené na Ds-ds, samček v riadku- Dsds  - Ds-ds)
 

 

Ds

ds

Ds

DsDs

Dsds

ds

Dsds

dsds

 

Z tabuľky vidíme, že ¼ škrečkov by sa narodila DsDs, ½ Dsds a ¼ dsds.
DsDs –  mláďatá umierajú v tele matky alebo tesne po narodení
Dsds  –  dominantne bodkované mláďatá
dsds   –  mláďatá bez kresby


Toto isté by sa zopakovalo aj pri géne Lglg, kde ale nejde o kresbu, ale farbu škrečka.

25% mláďat (LgLg) by zomrelo ešte v tele matky ( a tam kalcifikovalo) alebo by zomreli tesne po pôrode. 50% (Lglg) mláďat by sa narodilo svetlošedých a 25% (lglg) zlatých.

 

KRÍŽENIE:

Sú dve hlavné techniky kríženia - výber a plemenitba.


Výber je pozorné vyberanie jedincov na krytie, kedy len tí najlepší sa môžu stať rodičmi ďalších generácií.
Plemenitba je kríženie vybraných jedincov tak, aby sa narodilo čo najlepšie potomstvo. Príbuzenská plemenitba - inbreeding je kríženie prvého stupňa príbuznosti. To sa robí predovšetkým kvôli koncentrovaniu žiaducich génov. Bohužiaľ sa ale koncentrujú aj nežiaduce gény, takže je nutné zároveň starostlivo vyberať vynikajúce zvieratá. Niekedy je príbuzenská plemenitba jediný spôsob, ako vyvinúť líniu, pretože je veľmi obmedzený prvotný základ zvierat.

Príbuzenská plemenitba je spätné kríženie (potomstvo sa kríži s jedným z rodičov) a súrodeneckej kríženie (brat sa kríži so sestrou). Z týchto dvoch je súrodenecké kríženie riskantnejšie.

Líniové kríženie je kríženie už viac vzdialených príbuzných zvierat. Príkladom je kríženie medzi bratrancom a sesternicou, tetou a synovcom a dedkom a vnučkou. Líniové kríženie je pomalší proces ako príbuzenská plemenitba, pokiaľ sa použije pri získavaní čo najlepších vlastností, ale je oveľa bezpečnejšie s ohľadom na vznik genetických porúch.

Vzdialené kríženie je kríženie úplne nepríbuzných zvierat. Používa sa vtedy, keď má chovateľ prijateľné zvieratá takmer vo všetkých vlastnostiach okrem jednej. Vybraný jedinec z línie sa kríži s nepríbuzným zvieraťom, ktoré má požadovanú vlastnosť. Vybrané potomstvo sa potom uplatňuje spätne do línie. Dokonca, aj keď nemáte v úmysle zvieratá vystavovať, vzdialené kríženie je dobrý spôsob, ako upevniť produkciu statných zvierat. (Väčšina mutácií, spôsobujúcich poruchy, je recesívnych a vzdialené kríženie znižuje šancu, že sa porucha objaví.) "

 

Kríženie : homozygot, heterozygot

 

*homozygot x homozygot:


aa x aa ( recesívni homozygoti)

 

 

a

a

a

aa

aa

a

aa

aa

všetky mláďatá sa narodia čierne (aa) – v prípade génu p by sa narodili všetky škoricové (pp) a pod. 

AA  x AA ( dominantní homozygoti )

 

A

A

A

AA

AA

A

AA

AA

všetky mláďatá sa narodia zlaté (AA) , alebo značíme aj ++

*heterozygot x heterozygot:

Aa  x  Aa

 

A

a

A

AA

Aa

a

Aa

aa

25% mláďat zlatých AA al. ++, 50% zlatých s génom pre čiernu farbu srsti Aa a 25% čiernych mláďat aa 

Pozn. – ktoré zo zlatých mláďat nesie a ktoré nenesie gén pre čiernu farbu (Aa) sa zistí až na ich mláďatkách zvolením správneho génového partnera ( v tomto prípade buď čierneho, čokoládového, šampaň, dove, modrého, alebo ktorý aspoň nesie gén pre čiernu farbu)

*homozygot x heterozygot:

aa  x Aa

 

A

a

a

Aa

aa

a

Aa

aa

narodí sa 50% zlatých mláďat, ktoré budú niesť gén pre čiernu farbu srsti (Aa) a 50% mláďat bude čiernych

AA x Aa

 

A

a

A

AA

Aa

A

AA

Aa

 narodí sa 100% zlatých mláďat, z toho 50% bude niesť gén pre čiernu farbu srsti (Aa)

kríženie 2 recesívnych génov: napríklad dove – aapp

samička je dove- aapp(stĺpec)  samček čierny s génom pre škoricovú farbu- aaPp(riadok)

 

aP

ap

ap

aaPp

aapp

ap

aaPp

aapp

narodí  sa 50% (aaPp) čiernych mláďat ( s génom pre škoricovú farbu) a 50% (aapp) dove mláďat.

samička je dove- aapp  samček škoricový s génom pre čiernu farbu- Aapp

 

Ap

ap

ap

Aapp

aapp

ap

Aapp

aapp

narodí sa 50% škoricových mláďat s génom pre čiernu farbu- Aapp a 50% mláďat dove -aapp

samička je čierna a nesie gén pre škoricovú farbu- aaPp, samček je škoricový a nesie gén pre čiernu farbu- Aapp

 

Ap

ap

aP

AaPp

aaPp

ap

Aapp

aapp

Narodí sa 25%  (++AaPp ) zlatých mláďat , ktoré nesú čierny a škoricový gén, 25% (aaPp), čiernych, ktoré nesú škoricový gén, 25% (Aapp)- škoricových, ktoré nesú čierny gén a 25% dove mláďat.

NEODPORÚČA SA krížiť 2 škrečkov so srsťou rex- rodia sa menšie mláďatá!

 

kríženie dominantného génu – napríklad kresba páskovaný – Baba

dominantné gény:   Sg, Ba, U, L, Sa, Lg, Ds, Wh

Sasa x Sasa – neodporúča sa krížiť hlavne z estetického hľadiska, pretože mláďatká dvojitý satén (SaSa) majú veľmi tenkú, jemnú a extrémne lesklú srsť

LgLg/Lglg, DsDs/Dsds – letálny gén!!!, nekrížiť 2 škrečkov Dsds xDsds, Lglg x Lglg

WhWh/Whwh- nekrížiť 2 škrečkov Whwh x Whwh ( škrečok WhWh sa narodí bezoký!!!)         ( majú kratší život z dôvodu anatomických abnormalít – dožíva sa 6-12 mesiacov )
Nevidiace biele škrečky sú hluché, slepé, ale dajú sa rovnako skrotiť ako zdravé škrečky. Nevidiace škrečky sa stravujú rovnako ako aj zdravé škrečky a sú veľmi aktívne. Ale problém je v tom, že stratia chápanie času a nevedia, či je deň alebo noc. Preto môžu byť hore aj počas dňa alebo večer.

 

kríženie páskovaného škrečka a škrečka bez pásiku: Baba(stĺpec) x baba(riadok)

 

ba

ba

Ba

Baba

Baba

ba

baba

baba

narodí sa 50% páskovaných mláďat ( Baba) a 50% mláďat bez pásiku (baba).

kríženie 2 nepáskovaných škrečkov: baba x baba

 

ba

ba

ba

baba

baba

ba

baba

baba

všetky mláďatá sa narodia bez pásiku

kríženie 2 páskovaných škrečkov: Baba x Baba

 

Ba

ba

Ba

BaBa

Baba

ba

Baba

baba

narodí sa 25% dvojito páskovaných mláďat- BaBa, 50% páskovaných mláďat- Baba a 25% mláďat bez pásiku- baba.

kríženie dvojito páskovaného škrečka a nepáskovaného škrečka: BaBa ( stĺpec)x baba (riadok)

 

ba

ba

Ba

Baba

Baba

Ba

Baba

Baba

zistíme, že sa narodí 100% páskovaných mláďat- Baba.

ako sa dedí žltý gén:

 

samček žltý ToY

samček nie je žltý Toy

samička žltá ToTo

samci žltí (ToY)

samičky žlté  (ToTo)

samci žltí (ToY)

samičky korytnačinové (Toto)

samička korytnačinová Toto

½ samcov žltá (ToY)

 

½ samíc žltá (ToTo)

½ korytnačinová (Toto)

½ samcov žltá (ToY)

½ samíc korytnačinová (Toto)

nie je žltá – toto

 

samičky korytnačinové (Toto)

samci bez žltej

bez žltej (samičky aj samci)

 

 

Gény:   základné

++

zlatá (tmavá, svetlá)

aa

čierna

bb

hrdzavá

cdcd

tmavouchý albín

dd

zafírová

ee

krémová s čiernymi ušami

pp

škoricová

Sgsg/SgSg

heterostrieborná šedá/strieborná šedá

U

sadzovitá  (umbrous)

ToY/ ToTo

žltá

dgdg

tmavá šedá

Lglg

svetlá šedá

 

zmiešaním 2 génov vzniknú tieto farby:

aabb

čokoládová

aapp

holubia šedá (dove)

aadd

modrá

aaee

krémová

aaSgsg/ aaSgSg

šedá čierna

aaUu/ aaUU

čierna + umbrous

bbee

krémová so svetlými ušami

eepp

krémová s červenými očami

ddee

krémová modrá

bbpp

svetlá hrdzavá

eeU_

sobolia

eeSgsg, eeLglg, dgdgee

slonovinová s čiernymi očami

eeSgSg

biela s čiernymi očami

ppToTo/ppToY

medová

bbToTo/bbToY

medová s čiernymi očami

Lglgpp, ppSg_, ppDgdg

blond

bbdgdg

béžová

dgdgpp

lila

aaToTo/aaToY

čiernožltá

bbSgsg

hrdzavá + heterostrieborná

 

spojením 3 génov získame farby:

aabbpp

šampaň

aabbdd

levanduľová

eeppSgsg, ppeeLglg, dgdgeepp

slonovinová s červenými očami

eeppSgSg

biela s červenými očami

bbeeU_

čokoládová sobolia

eeppUu,eeppUU

mink

dgdgeeUu/dgdgeeUU

tmavá šedá sobolia

eeLglgU_

svetlá šedá sobolia

eeSgsgU_/ eeSgSgU_

heterostrieborná sobolia/ strieborná sobolia

aabbToTo/aabbToY

čokoládová + žltá

ddeeU_

modrá sobolia

 

spojením 4 génov :

bbeeppUu/bbeeppUU

medená

dgdgeeppU_

modrý mink

aabbppToY,aabbppToTo

šampaň + žltá

aabbppSgsg

šampaň + heterostrieborná

aabbddpp

šampanská

 

 

 

VÝNIMKY:

krémový gén:  - v kombinácii s čiernym génom aaee bude škrečok krémový ( krémový gén prekryje čierny) -v kombinácii s Dsds bude škrečok vzhľadovo celý biely, alebo bude na tele škrečka vidieť len minimálna časť jeho farby (eeDsds, eeSgsgDsds, eeppDsds, eeU_Dsds....)                                                            

 - krémová s čiernymi očami maskuje žltú

Dsds + Toto –  samička dominantne bodkovaná + korytnačinová - žltú nie je vidieť, napriek tomu samička je korytnačinová ( dá sa zistiť neskôr na jej potomkoch)

Toto + Sg: - v tomto prípade nebude korytnačinová kresba žltá, ale biela.                                  Pokiaľ sa s týmto spojením stretne aj kresba Dsds (dominantne bodkovaný), je veľmi ťažké u samičiek rozlíšiť, či ide o spojenie génov Toto+Sg, alebo Dsds, prípadne spojenie všetkých 3 génov: Toto+ Sg+ Dsds

dominantne bodkovaný škrečok môže mať 1 alebo aj obidve oči červené, aj keď vo fenotype chýba škoricový gén pp, hlavne ak je kresba v blízkosti očí -škoricový gén (pp) a aj všetci škrečkovia, ktorí majú vo fenotype škoricový gén- majú oči červené

Niektoré farby sú podobného odtieňu. Ich vzájomné kríženie môže viesť k tomu, že vzniknú línie, u ktorých sa farba nedá rozoznať a preto sa takéto kríženie neodporúča. Príkladom je škoricová do hrdzavej, krémová s čiernymi očami so žltou a šedá do ostatných šedých.