Genetyka czego możemy się spodziewać rozmnażając nasze pupile

WPROWADZENIE

Wszystkie stworzenia składają się z komórek, które zawierają chromosomy. Szczury mają 42 chromosomy w każdej komórce, z wyjątkiem komórek płciowych - gamet (plemnik lub jajko), które zawierają 21 chromosomów. Kiedy szczury się rozmnażają, połowa chromosomów jest w jajku matki, a połowa - w plemniku ojca. Połączenie jajka z plemnikiem daje embrion o 42 chromosomach. 

Chromosomy składają się z rozmaitych genów - dominujących lub recesywnych - które wpływają na wygląd fizyczny. Każde jajo i każdy plemnik zawierają inną kombinację chromosomów, dlatego rodzeństwo może się bardzo różnić, mimo że mają tych samych rodziców.

Każdy gen ma swoje miejsce na chromosomie, zwane locus (liczba mnoga: loci). Loci odpowiadają określonych cechom fizycznym. Naukowcy cały czas odkrywają nowe loci.

Na każdym locus mieszczą się dwa geny - po jednym od każdego z rodziców. Geny dla określonej cechy mogą być dominującealbo recesywne. Te wersje genu - dominująca lub recesywna - nazywa się allelami. Przyjęło się, że allele jednego genu oznacza się tą samą literą, dominujący literą dużą, np. A, a recesywny - literą małą, np. a.

Gen dominujący odpowiada za cechę dominującą, gen recesywny - za cechę recesywną. Aby w wyglądzie szczura ujawniła się cecha dominująca, wystarczy tylko jeden dominujący gen w locus. Na przykład cecha Agouti, odpowiadajaca za pojawianie się różnych ubarwień na pojedynczych włosach, potrzebuje tylko jednego genu dominującego A, żeby się ujawnić - występuje zarówno przy zestawie AA, jak i Aa. Natomiast jeśli cecha jest recesywna, potrzebne są dwa geny recesywne w locus, żeby stała się widoczna. Na przykład cecha Pink Eye Dilute, która odpowiada za różowe oczy i rozjaśnienie koloru sierści potrzebuje dwóch genów recesywnych pp. Szczur o genach Pp nie będzie miał różowych oczu ani jaśniejszej sierści - będzie tylko nosicielem genu p, może go przekazać potomstwu. W tym wypadku gen recesywny p jest ukryty.

Jeśli ten sam gen, czy to dominujący, czy to recesywny, zajmuje obydwie pozycje na locus, nazywa się to cechąhomozygotyczną (przyrostek homo- oznacza "ten sam"). Na przykład: homozygotyczny agouti (AA) ma allel A na obydwu pozycjach w locus Agouti. Homozygotyczny Non-Agouti (aa) ma allel a na obydwu pozycjach w tym samym locus.

I odwrotnie, jeśli locus zajmują dwa różne allele, mówimy o cesze heterozygotycznej (przyrostek hetero- oznacza "odmienny"). Przykładem może być heterozygotyczny agouti (Aa). Szczur będzie wyglądał tak samo, jak homozygotyczny agouti (AA), ale będzie przenosił recesywny allel a - wśród jego dzieci mogą się pojawić Non-Agouti.

Jest jeszcze jeden zestaw genów, zwanych modyfikatorami. Geny-modyfikatory nie mają własnych loci, zamiast tego przyłączają się do odpowiednich genów i zmieniają ich efekt (zobacz na przykład locus C). Modyfikatory odpowiadają za intensywność występowania danej cechy. Na przykład niektóre czarne szczury mają sierść kruczoczarną, inne - w mało wyrazistym, grafitowym odcieniu. Każdy z nich genetycznie jest koloru czarnego, ale ich modyfikatory powodują pewną różnicę w natężeniu tej cechy. To samo odnosi się do rexów - niektóre mają sierść mocno skręconą, inne tylko nieco pofalowaną. 

Tabela poniżej pokazuje szereg rozpoznanych szczurzych loci, które wpływają na kolor, sierść, budowę ciała. 


KOLORY

A - Agouti Locus (cecha dominująca)
AA - Agouti homozygotyczny - każdy włos ma inny kolor u podstawy, inny na końcu (czyli cała rodzina kolorów agouti: Agouti, Russian Blue Agouti, Topaz, Silver Fawn, Cinnamon, Opal, Lynx i inne, w zależności od innych genów odpowiadających za umaszczenie)
Aa - Agouti heterozygotyczny - każdy włos ma inny kolor u podstawy, inny na końcu, j.w.
aa - Non-Agouti - każdy włos jest jednolitego koloru (czyli cała rodzina kolorów non-agouti: Black, Blue, Mink, Champagne, Beige i inne, w zależności od innych genów odpowiadających za umaszczenie)

B - Black Locus (cecha dominująca)
BB - szczur czarny (jeśli nie wchodzą w grę inne geny) - czyli nie ma żadnego efektu
Bb - czarny (jeśli nie wchodzą w grę inne geny) - czyli nie ma żadnego efektu
bb - Non-Black - zmienia kolor czarny na brązowy: aabb: Chocolate - czekoladowy; A-bb: Chocolate Agouti

C - Coloration/Pigment Locus (kolor/pigment: cecha dominująca)
CC - Colored - nie ma żadnego efektu
Cc - Colored - nie ma żadnego efektu
cc - Non-Color - albinos, czyli PEW - Pink Eye White
cc(h) - Pointed heterozygotyczny - Himalayan
c(h)c(h) - Pointed homozygotyczny - Siamese

D - Dilute Locus (cecha recesywna)
DD - nie ma żadnego efektu
Dd - nie ma żadnego efektu
dd - Dilute - rozcieńcza czarny do szaroniebieskiego, dając umaszczenie: aadd - Russian Blue, A-dd - Russian Blue Agouti (uwaga - w Ameryce i w Europie ten gen ma przypisaną literę d, w Wielkiej Brytanii - rb)

G - Greying Locus (cecha recesywna)
GG - nie ma żadnego efektu
Gg - nie ma żadnego efektu
gg - grey/blue - rozcieńcza czarny do jasnego szaroniebieskiego, dając umaszczenie: aagg - Blue, A-gg - Opal/Blue Agouti (uwaga - w Ameryce i w Europie ten gen ma przypisaną literę g, w Wielkiej Brytanii - d)

M - Mink Locus (cecha recesywna) 
MM - nie ma żadnego efektu
Mm - nie ma żadnego efektu
mm - daje umaszczenie: aamm - Mink, A-mm - Cinnamon

P - Pink Eye Dilute Locus (cecha recesywna)
PP - nie ma żadnego efektu
Pp - nie ma żadnego efektu
pp - oczy są różowe a kolor sierści rozjaśniony: aapp - Champagne; A-pp - Silver Fawn/Amber

Pe - Pearling Locus (cecha dominująca)
PePe - szczury obdarzone tym zestawem genów umierają krótko po urodzeniu - jest to tak zwany gen letalny
Pepe - nie ma żadnego efektu, chyba że występuje też geny mink - mmPepe: tylko w tym wypadku wystąpi umaszczenie: aammPepe - Pearl, A-mmPepe - Cinnamon Pearl
pepe - nie ma żadnego efektu

R - Red Eye Dilute Locus (cecha recesywna)
RR - nie ma żadnego efektu
Rr - efekt prawie żaden, chociaż przy niektórych odmianach jest widoczna różnica - sierść jest nieco jaśniejsza. Na przykład umaszczenie Havana (wg standardów NFRS, znane też jako Ruby Eyed Mocha) pojawia się przy genotypie mmRr
rr - oczy rubinowe/ciemnoczerwone i rozjaśniony kolor sierści: aarr - Buff/Beige; A-rr - Topaz/Fawn

S - Silvering Locus (cecha recesywna)
SS - nie ma żadnego efektu
Ss - nie ma żadnego efektu
ss - silvered


Jeśli u jednego szczura wystąpią różne geny, mogą powstać nowe umaszczenia, np:
(Według standardów National Fancy Rat Society i American Fancy Rat & Mouse Association)

aabbdd - Silver Platinum (AFRMA)
aabbgg - Lilac (NFRS)/Platinum (AFRMA)
aabbmm - Coffee (NFRS)
aabbpp - Pale Champagne (AFRMA)
aac(h)cdd - Russian Blue Point Himalayan (NFRS)
aac(h)c(h)dd - Russian Blue Point Siamese (NFRS)
aac(h)cgg - Blue Point Himalayan (NFRS)
aac(h)c(h)gg - Blue Point Siamese (NFRS)
aaddgg - Russian Silver (NFRS)/ Silver Blue (AFRMA)
aaddmm - Russian Dove (NFRS, AFRMA)
aaddrr - Blue-Beige (AFRMA)
aaggmm - Platinum/Quicksilver/Lavender (NFRS, AFRMA) 
aaggpp - Silver (AFRMA)
aammpp - Pale Champagne (AFRMA)
aammRr - Havana (NFRS)
aammrr - Dark Eyed Champagne (AFRMA)
A-bbmmRr - Lilac Agouti, Lynx (NFRS)
A-ddgg - Agouti Russian Silver (NFRS)
A-ggmm - Apricot Agouti (NFRS)
A-mmpp - Lynx (AFRMA)
A-mmrr - Lynx (AFRMA)
itd.


ZNACZENIA

Genetyka znaczeń jest bardziej skomplikowana,podaję tu tylko zupełnie podstawowe allele:
H - Hooding Locus (incomplete dominant/recessive)
HH - brak znaczeń, Self
Hh - Berkshire
hh - Hooded, kaptur

Modyfikatory
H(e) - Extreme Hooded Pattern - może dawać znaczenia BEW, Patched, Capped, Variegated, Berkshire
H(ro) - oprócz znaczeń powoduje też jaśnienie sierści - daje znaczenie Essex - H(ro)H lub Husky H(ro)H(ro) 
h(i) - Irish
h(du) - Downunder


SIERŚĆ I BUDOWA CIAŁA

Hairless - zwyczajowo mówi się o genie hr, ale w rzeczywistości brak włosów mogą wywoływać trzy geny: fz, rnu lub shn:

Fz - Fuzzy Locus (cecha recesywna)
FzFz - nie ma żadnych efekttów, sierść standardowa
Fzfz - nie ma żadnych efektów
fzfz - hairless/fuzzy

Rnu - Rowett Nude Locus (cecha recesywna)
RnuRnu - nie ma żadnych efektów
Rnurnu - nie ma żadnych efektów
rnurnu - hairless, brak grasicy

Shn - Shorn Locus (cecha recesywna)
ShnShn - nie ma żadnych efektów
Shnshn - nie ma żadnych efektów
shnshn - hairless

Szczurem bezwłosym może być też Double Rex:

Re - Rex Locus (cecha dominująca)
ReRe - Double Rex, bardzo delikatne i przerzedzone futerko, może też być łysy
Rere - Rex
rere - nie ma żadnego efektu

Du - Dumbo Locus (cecha recesywna)
DuDu - nie ma żadnego efektu
Dudu - nie ma żadnego efektu
dudu - Dumbo

Tal - Tail Locus (cecha dominująca)
TalTal - tailless
Taltal - tailless
taltal - nie ma żadnego efektu


KRZYŻOWANIE SZCZURÓW

Każdy z rodziców ma zestaw dwóch genów w każdym locus. Potomstwo dostaje po jednym genie od każdego z rodziców. Jak łatwo policzyć, przy każdym locus są możliwe cztery kombinacje.
Na przykład:

Jeśli rodzice mają w locus Agouti geny: A(1)a(2) i a(3)a(4), to potomstwo może otrzymać geny:
A(1)a(3) - cecha Agouti
A(1)a(4) - cecha Agouti
a(2)a(3) - cecha Non-Agouti
a(2)a(4) - cecha Non-Agouti

Szczur Agouti homozygotyczny (AA) i heterozygotyczny (Aa) wyglądają tak samo. Skąd więc wiadomo, czy szczur jest nosicielem recesywnego genu a?
Możemy to określić tylko wtedy jeśli znamy jego przodków. Jeżeli jednym z rodziców naszego Agouti był Non-Agouti (zestaw genów aa), wtedy jest pewne, że nasz Agouti odziedziczył po nim gen a i jest nosicielem. Jeżeli natomiast oboje rodziców było Agouti - wtedy nie mamy pewności. Mogli oni przenosić gen recesywny - jedno z nich lub oboje - ale nie wiemy, czy nasz szczur go odziedziczył.

Przykład 1
Mamy samca Blue Hooded, który jest nosicielem genu b, ale nie przenosi genu p, i samicę Champagne Hooded, która też jest nosicielem genu b, ale nie przenosi genu g.
Samiec: BbggPPhh
Samica: BbGGpphh

Co możemy przewidzieć o ich potomstwie:
1. Bb + Bb = BB, Bb, Bb, bb - ok. jedna czwarta dzieci będzie miała umaszczenie Chocolate, a połowa będzie nosicielami
2. GG + gg = Gg, Gg, Gg, Gg - żadne z dzieci nie wykaże cechy Blue, ale wszystkie będą nosicielami
3. PP + pp = Pp, Pp, Pp, Pp - żadne z dzieci nie wykaże cechy Red Eye Dilute, ale wszystkie będą nosicielami
4. hh + hh = hh, hh, hh, hh - wszystkie dzieci będą kapturkami

czyli z ojca Blue i matki Champange urodzi się jedna czwarta Chocolate Hooded i trzy czwarte... czarnych kapturków. 
Z drugiej strony, wszystkie te czarne kapturki będą nosicielami cechy Blue i Red Eye Dilute, a wiele z nich będzie przenosić też cechę Chocolate. Ich dzieci mogą mieć bardzo ciekawe umaszczenie.
Co więcej, przy cechach recesywnych zaleca się przeplatanie linii zwykłymi agutkami i czarnymi - poprzez krzyżowanie z takimi najzwyklejszymi szczurami. Geny umaszczenia, znaczeń czy sierści są przenoszone przez potomstwo, a jednocześnie dodawane są inne geny, odpowiadające za inne cechy fizyczne i psychiczne. Dzięki temu urozmaiceniu puli genów potomstwo jest zdrowsze.

Przykład 2
Mamy samca Chocolate Agouti Berkshire, który jest nosicielem genu a i p, natomiast nie miał wśród przodków żadnego z umaszczniem Mink i samicę Coffee Berkshire, która nie miała wśród przodków nikogo z genem p. 
Samiec: AabbMMPpHh
Samica: aabbmmPPHh

Co możemy przewidzieć o ich potomstwie:
1. Aa + aa = Aa, Aa, aa, aa - ok. połowa dzieci będzie Agouti, a połowa - Non-Agouti
2. bb + bb = bb, bb, bb, bb - wszystkie dzieci będą bb (czekoladowe lub coffee)
3. MM + mm = Mm, Mm, Mm, Mm - żadne z dzieci nie wykaże cechy Mink, ale wszystkie będą nosicielami (czyli jednak nie będzie żadnych Coffee)
4. Pp + PP = PP, PP, Pp, Pp - żadne z dzieci nie wykaże cechy Pink Eye Dilute, a ok. połowa z nich zostanie nosicielami
5. Hh + Hh = HH, Hh, Hh, hh - ok. jedna czwarta dzieci będzie Self, ok. jedna czwarta Hooded, a ok. połowa - Berkshire

Czyli na 8 maluszków możemy się spodziewać:
- 1 Chocolate Hooded
- 2 Chocolate Berkshire
- 1 Chocolate Self
- 1 Chocolate Agouti Hooded
- 2 Chocolate Agouti Berkshire
- 1 Chocolate Agouti Self
(Rzecz jasna w rzeczywistości nie jest to tak precyzyjne - to tylko prawdopodobieństwo. Możliwe, że urodzi się osiem czekoladowych kapturków).

Przykład 3
Zagadka genetyczna
 
Te maluszki pochodzą z jednego miotu. Jakie geny musieli przenosić rodzice? Jakiego mogli być koloru?

W miocie było 12 szczurzątek, w tym:
2 Platinum - aaggrr
1 Beige - aaG-rr 
1 Fawn - A-G-rr
1 Black - aaG-R-
2 Agouti - A-G-R-
2 Blue agouti - A-ggR-
3 Blue - aaggR-

Łatwo zauważyć, że oboje rodziców musiało przenosić geny a, g i r. Przynajmniej jedno z rodziców musiało też mieć jeden gen dominujący A, G i R. Możliwe są więc zestawy Aa + Aa lub Aa + aa; Gg + Gg lub Gg + gg; Rr + Rr lub Rr + rr

Czym się różnią te zestawy?
Aa + Aa = AA, Aa, Aa, aa - czyli ok. 1/4 miotu będzie aa - Non Agouti 
Aa + aa = Aa, Aa, aa, aa - czyli ok. połowa miotu będzie Non-Agouti

Zaczynamy więc liczenie: 
szczurów z cechą recesywną aa - 7 na 12, ok. połowa - a zatem rodzice to Aa + aa
szczurów z cechą recesywną gg - 7 na 12, ok. połowa - a zatem rodzice to Gg + gg
szczurów z cechą recesywną rr - 4 na 12, ok. 1/4 - a zatem rodzice to Rr + Rr

A zatem zestawy od rodziców to: Aa + aa, Gg + gg, Rr + Rr
Kiedy rozdzielimy te geny między rodziców, okaże się, że możliwe są tylko dwie kombinacje:
AaGgRr + aaggRr - czyli rodzicami są Agouti (nosiciel a, g i r) i Blue (nosiciel r)
albo
AaggRr + aaGgRr - czyli rodzicami są Blue Agouti (nosiciel a i r) i Black (nosiciel g i r)