Какое количество хромосом у кошек и какие функции они выполняют

Известно, что они могут быть доминантными и рецессивными. Здесь есть существенная разница:
Доминантный
Является ведущим, соответственно, хранимая в нем информация проявляется в первом поколении наследства. Обозначается прописными латинскими буквами
Рецессивный
Не такой сильный, как доминантный, а потому, как правило, проявляет себя лишь в последующих поколениях, например, во втором или даже третьем. Обозначается строчными латинскими буквами.
В зависимости от сочетания генов определяют гомозиготный и гетерозиготный тип. Первый – это АА или аа, то есть, комбинация двух доминантных или двух рецессивных генов. Второй – Аа, сочетание доминантного и рецессивного генов. Более сильный ген активно проявляет себя при любом варианте комбинации, а вот слабый – только в гомозиготном аа.
Примечательно, что если у кошек рождается котенок с гомозиготным типом аа, то он может быть совершенно непохожим на своих родителей, так как слабая генетика проявит себя лишь в его потомках. То есть, на родителей кота будут похожи, например, его «внуки».
Именно хромосомы передают по наследству такую важную информацию, как:
окрас шерсти и ее тип;
цвет глаз;
длина и толщина хвоста;
размеры и расположение ушей, форма ушной раковины;
предрасположенность к тем или иным заболеваниям.
Окрас шерсти
Среди набора генов у котов есть те, которые непосредственно отвечают за окрас шерсти и ее структуру. Данная схема работает так – неполовая соматическая клетка содержит определенное количество таких генов. Их задача – тормозить распространение меланобластов. Это пигмент, который, собственно, и придает шерсти тот или иной цвет. Если ген не дает меланобластам достичь шерсти, то в этом месте волосы не окрашиваются, и остаются белыми. Если в определенных клетках этого гена нет, значит, здесь возможна миграция меланобластов, вследствие чего и осуществляется окрас шерсти. Именно таким образом на теле животного появляются характерные пятна.
Обычный пигмент, на которого не влияет генетическая информация, дает полосатый окрас. Но гены могут заставлять меланобласты окрашивать шерсть в другие оттенки. Все зависит от кариотипа. У гетерозиготных котов окрас будет полосатым, а у гомозиготных – однородным.
Иногда возможна мутация генов, вследствие чего снижается или вообще прекращается выработка фермента тирозиназы. В результате этого у животного развивается альбинизм.
Мозаика
Когда котенок имеет один или два цвета – это нормальное явление, знакомое каждому. Но иногда питомец может выглядеть как настоящая мозаика, ведь его шерсть сочетает три и даже больше оттенков. Почему так происходит?
Естественно, все дело в тех генах, из которых состоят данные структуры. Гены, отвечающие за раскраску, содержатся в Х-хромосоме. Причиной мозаичности является то, что хромосома состоит из разнообразных генов, «окрашивающих» шерсть. То есть, здесь нет ничего экстраординарного, хотя это и сравнительная редкость.
Иногда питомец может выглядеть как настоящая мозаика, ведь его шерсть сочетает три и даже больше оттенков
Так что если вы являетесь счастливым обладателем разноцветного котика, это не говорит о том, что у него есть какие-то генетические отклонения или заболевание. Все нормально, просто это встречается не так уж и часто.
Синдром Дауна у кошек
Поскольку у кошек тоже есть хромосомы, нет ничего странного в том, что эта патология встречается и у них. Как и люди, больные коты тоже отличаются от здоровых особей характерной посадкой глаз и выражением мордочки.
Болезнь Дауна имеет место, когда в кариотипе появляется лишняя непарная хромосома. Соответственно, у больных кошек их будет 39, а не 38, как у здоровых. Особи с 20 парами встречаются крайне редко. Во многом это обусловлено тем, что кошки не употребляют алкоголь и наркотики, не курят, не работают в неблагоприятных условиях и не совершают других действий, которые могут спровоцировать генную мутацию. Некоторые ученые считают, что сама по себе кошка с такой генетической патологией появиться не может, полагая, что таких особей выводят специально, в качестве подопытного.
Тем не менее, в интернете можно найти массу фото котов, страдающих данным генетическим заболеванием. Такие питомцы, несмотря на тяжелую и неизлечимую болезнь, выглядят мило, и тоже могут быть домашними любимцами. Никаких проблем с их воспитанием и содержанием не будет – они просто другие, и все.
Крайне важно не путать синдром Дауна с физическими дефектами, вызванными генными мутациями. Такое может случиться при межродовом скрещивании животных, и встречается данное явление гораздо чаще, чем описываемая болезнь. Кошки, которые относятся к одному роду, и при этом скрещиваются, рано или поздно дадут совершенно непригодное в физическом плане потомство. Так что за этим нужно тщательно следить.
Итак, мы разобрались, что у кошек 38 хромосом, составляющих 19 пар, одна из которых неполная и является половой. Ничего сложного в этой науке нет, и если вам интересно, то разобраться в этом не составит никакого труда.
(с) http://petse.ru
Кариоти́п — совокупность признаков (число, размеры, форма и т. д.) полного набора хромосом, присущая клеткам данного биологического вида (видовой кариотип), данного организма (индивидуальный кариотип) или линии (клона) клеток. Кариотипом иногда также называют и наглядное представление полного хромосомного набора (кариограммы).

ГЕНЕТИКА КОШЕК. ВВЕДЕНИЕ.

Главная цель этого раздела — представить читателю все этапы формирования организма кошки. А также ознакомить его с факторами влияния на формирование соответствующего определенным породным признакам облика кошки и с условиями создания ее разнообразных окрасов. После прочтения его вы будете твердо уверены, что от черного кота и красной кошки ни при каких обстоятельствах не может быть получен белый котенок. (А впрочем, все может быть, ведь не зря генетику называют наукой о вероятностях.)
Каждый человек, и интересующийся кошками, и абсолютно к ним равнодушный, знает, что бывают они самые разные. А вот почему одна из них рыжая, другая кудрявая, а у третьей — висячие ушки, наверное, знают не все. Хотя предполагают, что облик новорожденного котенка зависит не от времени года и уж точно не от погоды в день его рождения, а от качеств его родителей, переданных ему в дар по наследству. Но если все так достаточно просто, то как объяснить появление кремового короткошерстного сына и пестрой черепаховой дочери у длинношерстной красной (не кремовой) мамы-кошки и короткошерстного черного папы-кота? А может, в разведении этих загадочных существ не существует никаких правил?
Именно для того, чтобы получить ответы на эти вопросы, и существует наука генетика. Мать двух сестер — серьезной и дисциплинированной по имени Наследственность и взбалмошной, талантливой и непредсказуемой по имени Изменчивость.
Именно благодаря неугомонному характеру последней все живое вокруг имеет такое многообразие форм и расцветок (сколько образов, лиц, сколько видов, сортов и пород). Как скучна и однолика была бы без нее жизнь!
И кто знает, до чего бы она доигралась, не будь с ней рядом ее сестры, устанавливающей определенные правила и границы изменчивости, систематизирующей это многообразие в определенные законы, в соответствии с которыми строится основа всех живых организмов — клетка. Каждая клетка имеет свое ядро, содержащее некие тела в виде полосок (палочек) и обладающее набором генетической информации.
Основная часть этой информации, названной геномом, заложена в особых структурах клеточного ядра — хромосомах. Названы они так (в связи с их свойством поглощать цвета) немецким биологом В. Флеммингом, разработавшим технику окрашивания, которая позволила более четко разглядеть эти палочки.
Каждая хромосома является комплексом ДНК и белков. Каждый вид живых организмов имеет свой, постоянный и отличный от других хромосомный видовой набор. Внешне хромосомы выглядят как длинная нить с нанизанными на нее сотнями бусинок. Каждая бусинка — это ген. Причем каждый ген имеет строго фиксированное место на хромосоме, которое называется локусом (только малая часть генома представлена неядерными структурами), и управляет отдельной особенностью (признаком) или группой особенностей (признаков) индивидуума.
Хромосомы размешены парами. Так, у человека 23 пары хромосом, а у домашней кошки их 19. Эти 38 хромосом и содержат индивидуальный «проект» какой-либо кошки. За исключением половых клеток — X и Y, где каждая хромосома представлена в единственном экземпляре, следовательно, имеет одинарный хромосомный набор. Остальные 18 — полные гомологи, то есть каждая из них обладает двойным набором и имеет свою пару. Последняя пара, имеющая одинарный хромосомный набор, ответственна за пол котенка. Она может быть представлена как одинаковыми, так и разными хромосомами. Две одинаковые гомологичные хромосомы XX — кошка, две разные хромосомы XY — кот.
В процессе оплодотворения будущий организм получает одну из ХХ-хромосом гомологичной пары матери и одну — Х- или Y-хромосому от отца. Следовательно, пол котенка зависит именно от отца (точнее, от того, какой именно «хромосомой» он его «осчастливит»). Таким образом, котята получают половину наследственных характеристик от одного родителя, половину — от другого. После этого сперматозоид и яйцеклетка образуют в процессе репродукции новую оплодотворенную яйцеклетку, или зиготу. Зигота находится в матке, где развивается, делится в соответствии с программой, заложенной в ней наследственностью.
Каждый вид характеризуется набором хромосом определенной формы. Хромосомный набор, характерный для половых клеток, носит название геплоидного набора. Вместе с половыми клетками он получает двойной набор информации, в соответствии с которым и произойдет его дальнейшее строение. Этот гениальный, строго отлаженный процесс проходит под контролем множества факторов, влияющих на конечный результат этого воистину уникального священнодействия. И все же стоит только педантичной наследственности отвернуться — гены попадают под влияние изменчивости и, претерпевая изменения в своем строении, начинают изменяться, вследствие чего наследственный признак, за который ответствен данный ген, проявляется подругому. Изменение генетического аппарата клетки, которым обусловлено изменение признаков и вариаций свойств организма, называется мутацией. Если это новое проявление окажется для популяции благоприятным (сделает его более сильным, более совершенным), мутация будет закреплена. В случае неудачи — ослабления организма, ведущего к болезням и уродству, мутация обречена на угасание путем естественного отбора.
Ответственными за наследственные свойства и признаки, функциональные единички хромосом, являются независимые друг от друга материальные частицы — гены. Одни из них определяют особенности строения глаз, формы головы, ушей, хвоста, другие — длину, структуру и окрас шерсти. Есть среди них и такие, которые при определенных комбинациях определяют предрасположенность к определенным дефектам. В строгом соответствии с законом, определенным им наследственностью, каждый ген занимает в своей хромосоме строго определенное ему место (локус). В соответствии с парным расположением хромосом так же, парами, в них представлены гены. Это два варианта одной характеристики. Расположенные по соседству в одном локусе гены называются аллельными или аллелями. Из этого следует, что гены существуют как аллельные вариации! Особи, получившие в наследство от отца и матери идентичные аллели одного локуса, называются гомозиготными, а разные — не совпадающие — гетерозиготными. Доминантным называется преобладающий при передаче своих признаков аллель. Подавляемый им, соответственно, называется рецессивным. Явление, происходящее при этом, выраженное в подавлении аллелем одного гена, проявления аллелей других генов называется эпистазом.
Каждый ген, обнаруживаемый у человека или животного, получает название. Для обозначения аллелей этого гена используют одну две начальные буквы его английского наименования (например, ген Black доминантного черного окраса, его аллель обозначена В). Генетическая информация, заложенная в организме, называется генотипом, ее внешние проявления — фенотипом.
Гены, влияющие на проявления других генов, называются модификаторами.
Теперь, ознакомившись с аллелями, можно вернуться к истокам генетики, которыми являются три первых ее закона, выведенные в середине 60-х гг. XIX в. монахом Грегором Менделем, не иначе как по велению свыше заинтересовавшимся различной окраской и формой гороха, растущего в монастырском саду. Таким образом, самый обычный горох плюс наблюдательный и очень любопытный человек положили начало науке, изучающей воздействие как внешних, так и внутренних факторов на формирование организма с возможностью вмешательства и коррекции этого процесса.

Каждый, кто интересуется кошками, знает, что породы существуют самые разнообразные, а почему понимают далеко не многие. Предположительно, что котенок берет некоторые качества внешности и характера от мамы и папы, но вот как пояснить рождение кремового котенка у пепельной мамы и черного папы? Для того, чтобы получить ответы на эти вопросы и существует генетика. Генетика – это мать наследственности и изменчивости. Именно благодаря последней, мы имеем такое разнообразие окрасов и не только их. Кто знает до чего бы доигралась изменчивость, если бы наследственность не устанавливала для нее четкие рамки.

Каждая клетка в организме кошки имеет ядро, внутри него хранится генетическая информация, основная часть ее заложена в хромосомах. Каждая хромосома в свою очередь состоит из ДНК и белков. Каждый вид живых организмов отличается своим собственным видовым набором хромосом. У домашней кошки их 19 пар. Именно хромосомы определяют внешность, характер, здоровье кошки. Как и у людей, у кошек есть X и Y хромосомы. Сочетание XX даст кошку, а XY соответственно кота. Пол котенка полностью зависит от отца. Каждый ген имеет свое четкое место в структуре хромосом, которое носит название локус.

Генетическая информация, заложенная в организме кошки, носит название «генотип», а то, как внешне проявляются все эти особенности, называется «фенотипом». Еще есть гены модификаторы, которые определяют проявление того или иного признака.

Все гены расположены попарно. Каждая пара носит название аллели. Один ген от папы и один от мамы. Ген, который преобладает, носит название доминантный, а который подавляется рецессивный. Доминантный ген более сильный он проявится во внешности (фенотип), а рецессивный сохранится в генотипе до, так называемых лучших времен. Если встречаются два рецессивных гена, то получается, что котенок не похож ни на кота ни на кошку. Как в вышеуказанном примере у пепельной мамы и черного папы родился ребенок кремового цвета. Следовательно, у обоих был подавляемый ген, который отвечал за кремовый окрас.

Кошки и гены: 30 лет спустя

Павел Михайлович Бородин,
доктор биологических наук,
заведующий лабораторией Института цитологии и генетики СО РАН (Новосибирск)
«Наука из первых рук» №4(28), 2009

Некоторые ученые всю жизнь занимаются одним-единственным объектом и одной-единственной проблемой. Меня же все время носило из стороны в сторону. Одним из таких «заносов» было увлечение кошками. Не могу сказать, что я их страстный любитель… Но я посвятил этим домашним хищникам изрядную часть своего свободного времени, потому что их генетика оказалась безумно интересной. Да и знакомиться с наукой о наследственности намного увлекательнее на таком обаятельном объекте, чем на классической мушке-дрозофиле.

Первая в мире клонированная домашняя кошка по имени Копирка. Подробнее далее в статье. Фото Л. Вэдсворта

Все началось много лет назад, еще в бытность мою студентом НГУ. В качестве домашнего задания по английскому языку нужно было приготовить пересказ научной статьи, причем такой, что была бы интересной моим согруппникам. При просмотре журналов мне бросилось в глаза фото на обложке Journal of Heredity с изображением фонтана на городской площади. Там, вокруг фонтана и на нем самом сидели, стояли и гуляли 94 кошки! Фотография отсылала к статье под названием «Некоторые коты из Сан-Паулу, Бразилия» — одной из цикла статей, посвященных геногеографии кошек.

Кошки оказались идеальным объектом для подобных исследований благодаря тому, что в их популяциях с высокой частотой встречаются мутанты по разным генам окраски (серые, черные, белые, рыжие, пятнистые и т. д.). Еще в конце 1940-х гг. на это явление обратил внимание великий английский генетик Дж. Б. С. Холдейн, и по его инициативе по всему миру генетики начали считать кошек. В итоге стала прорисовываться всемирная кошачья геногеографическая карта. Сравнение разных популяций по частотам генов окраски проливало свет на эволюцию кошки и факторы, которые ее определяли: естественный и искусственный отбор, миграции, изоляция, дрейф генов.

У этой карты был один недостаток: вся наша страна (тогда СССР) была изображена сплошным белым пятном. Естественно, я взялся этот недостаток восполнить. Сначала я пересчитал кошек в Академгородке, а затем во всех городах нашей необъятной Родины, куда меня заносила судьба.

Сам подсчет кошек был страшно увлекательным, азартным и даже в некотором роде опасным занятием. Приходилось считаться не только с самими зверями, но и общественным мнением — ведь человек, что-то высматривающий и вынюхивающий во дворах и подворотнях, вызывает обоснованные подозрения. В лучшем случае его принимают за налогового инспектора, в худшем — за иностранного агента. А когда этот человек потом достает записную книжку и что-то в нее записывает, то крепнущие подозрения могут привести к крайне нежелательным последствиям.

Поэтому котов мне приходилось наблюдать и регистрировать незаметно, по возможности — на ходу, и не замедляя шаг. Когда в моей памяти «накапливалось» более пяти котов, я заходил в телефон-автомат, снимал трубку и просил мифическую Марью Ивановну продиктовать телефон не менее мифического Ивана Ивановича. После этого я спокойно записывал информацию в книжку, благодарил Марью Ивановну и вешал трубку.

Затем я попытался расширить масштаб своих геногеографических операций, завербовав многомиллионные массы советских школьников. Для этого сделал учебный фильм на Центральном телевидении, где с самой красивой дикторшей телевидения Инной Ермиловой гулял по Москве и якобы случайно встречал кошек. Я диагностировал их по генотипам, а Инна регистрировала.

На фото — автор с телевизионной ведущей И. Ермиловой и котом Василием в учебном фильме «Геногеография, или Идем считать кошек», снятом в 1984 г.

На самом деле вся операция была построена по принципу «рояль в кустах». Усилиями нашего режиссера были мобилизованы учителя биологии из нескольких московских школ. В свою очередь, они мобилизовали своих учеников, выдали каждому по пузырьку валерьянки и послали на отлов бродячих кошек. Нас с Инной на казенном микроавтобусе привозили «на точку». Мы становились в задумчивые позы (я — весь в белом, она — в красном), режиссер командовал «Мотор!», и в этот момент очередной школьник выпускал на нас очередного кота.

После этого школьники со всех концов нашей Родины прислали мне три мешка писем с описаниями локальных популяций кошек. Письма были замечательными, но научно малоинформативными. Пришлось рекрутировать специалистов — коллег-генетиков.

Плодом всех трудов стали две научные статьи в тот же Journal of Heredity и монография «Генетика кошки». Увлекшись, я написал и две научно-популярные книжки — «Этюды о мутантах» (1983) и «Кошки и гены» (1995).

Кроме всего прочего, я написал еще две научно-популярные статьи для журнала «Химия и жизнь». Первая из них под названием «Кошки, гены и география» вышла в 1979 г., вторая — «Кошки и гены: 10 лет спустя» — в 1989 г. Так что нынешнюю поневоле пришлось назвать «Кошки и гены: 30 лет спустя».

Кошачьи хромосомы

Что же произошло в генетике домашней кошки за последние 20 лет? С одной стороны, ситуация с геногеографией практически не изменилась. Глобальные карты стали достаточно информативными уже 20 лет назад, и добавление новых данных перестало влиять на интерпретацию. Поэтому публикации по этой теме постепенно сошли на нет. С другой стороны, за истекшее десятилетие в генетике кошки произошли важные события, связанные в том числе и развитием методов секвенирования геномов.

Первые результаты расшифровки генома кошки появились в 2007 г. Пока расшифровано примерно 65% кошачьих генов. Сравнение генома кошки с хорошо исследованными геномами человека, шимпанзе, собаки, коровы, мыши и крысы позволило идентифицировать у нее 20 285 генов. Следовательно, общее число генов кошки, по-видимому, близко к количеству генов человека, т. е. тридцати тысячам.

Очень интересные и неожиданные результаты дало сравнение генетического состава хромосом кошки и других млекопитающих. Оказалось, что кошка, как и человек, довольно незначительно перестроила свои хромосомы за 80–90 млн лет эволюции от общего предка.

При этом, несмотря на то, что хромосомы кошки выглядят крайне консервативными в макроэволюционном контексте, они оказались чемпионами среди хромосом млекопитающих по частоте генетической рекомбинации — перераспределения генов путем обмена участками парных хромосом. А, как известно, рекомбинация является главным поставщиком новых сочетаний генов, которые являются базой для естественного отбора, микро- и макроэволюционных процессов.

Генетическая рекомбинация как источник наследственной изменчивости

Рекомбинация происходит в первом делении мейоза — процесса, в результате которого после двух клеточных делений из одной обычной клетки образуются четыре половые, содержащие не двойной, а одинарный набор хромосом. При подготовке к первому делению гомологичные (парные) хромосомы сближаются и выравниваются по длине. В это время в их ДНК возникают множественные двунитевые разрывы. В воссоединении разорванных нитей ДНК активно участвует белок Rad51, который связывается со свободными концами разорванных ДНК и внедряет их в ДНК гомологичных хромосом, одновременно расплетая ДНК-мишень.

Найдя комплементарный участок, внедрившаяся нить ДНК с ним спаривается. Однако большая часть связок между ДНК разрезается и сшивается так, что восстанавливается исходное состояние цепей ДНК (безобменный путь). У всех исследованных млекопитающих (кроме кошки!) лишь менее десяти процентов связок сшивается крест-накрест (обменный путь). При этом ДНК одного из гомологов в пунктах обмена соединяется с ДНК другого. Это и есть точки рекомбинации.

Опознавательным знаком для точек рекомбинации служит белок MLH1, принадлежащий к семейству белков репарации, чья функция — исправлять ошибки спаривания ДНК, т. е. устранять неспаренные нуклеотиды. С помощью антител к MLH1, меченных флуоресцентными красителями, можно проанализировать частоту и распределение рекомбинационных событий по геному

Оказалось, что по плотности рекомбинационных событий, т. е. обменов отдельными фрагментами цепочек ДНК на единицу длины хромосомы, кошка занимает первое место среди всех изученных млекопитающих. Среднее расстояние между точками рекомбинации у кошки равно 3,7 мкм (для сравнения: у мыши — 7,1 мкм, у человека — 6,0 мкм). При этом нижний предел этого расстояния составляет всего 0,05 мкм, т. е. на грани разрешения микроскопа.

Высокая плотность рекомбинации у кошки сопряжена с высокой эффективностью этого процесса. У всех других исследованных млекопитающих только небольшая (меньше 10%) часть первичных связок между ДНК гомологичных хромосом сшивается крест-накрест, приводя к образованию рекомбинантных хромосом. У кошки доля связок, разрешаемых по рекомбинантному пути, составляет 25%. То есть процесс рекомбинации у кошки организован более экономично, чем у других млекопитающих: при меньшем числе двунитевых разрывов ДНК он обеспечивает достаточно высокий уровень рекомбинации.

Сиамская замена

Двадцать лет назад генетическая карта хромосом кошки содержала всего несколько десятков генов; сейчас их число приближается к двум тысячам. В том числе картированы и расшифрованы гены окраски и выявлены критические точки, мутации в которых приводят к ее изменениям.

Так, на одной из соматических (неполовых) хромосом локализованы две мутации по окраске. Мутация доминантной белой окраски, находящаяся в протоонкогене с-kit, нарушает способность к миграции у меланобластов — предшественников пигментных клеток эмбриона. И поскольку меланобласты не успевают достигнуть вовремя кожи, пигмент не попадает в волоски.

В результате шерсть вырастает совершенно белой. Если же иногда меланобластам все же удается внедриться в волосяные фолликулы, расположенные на голове кошки, то там появляются небольшие окрашенные участки. У носителей этой мутации количество меланобластов, достигших сетчатки глаза, может различаться. Если их много, то глаза будут иметь нормальный желтый цвет, если очень мало — голубой.

Кошки, гомозиготные по мутации «абиссинский тэбби», имеют однородную окраску. Этот гордый красавец — самый дипломированный в мире абиссинский кот из питомника Des Cavalier (Москва). Владельцы: И. Кудрявцева и В. Каланча

В той же хромосоме находится ген, задающий рисунок окраса. Нормальный аллель (структурная форма) этого гена дает полосатую, тигровую окраску. Иногда эти полосы сплошные, иногда — разорванные. Известна полудоминантная мутация абиссинский тэбби. У гомозигот (т. е. у особей, имеющих пару одинаковых аллелей) по этой мутации никаких полос на теле не обнаруживается: звери имеют однородную окраску. А вот у гетерозигот по этой мутации полосы располагаются на хвосте, морде и лапах. Рецессивная мутация в том же гене — мраморный тэбби — превращает поперечные полосы в завитки или разводы неправильной формы. Часто у таких котов по спине тянется широкая черная полоса.

Кошки с нормальным геном, задающим рисунок окраса, — привычно полосатые. Рецессивная мутация в том же гене — «мраморный тэбби» — превращает поперечные полосы в завитки или разводы. На фото — именитый мраморный кот породы селкирк рекс (с кудрявой шерстью). Владелец: Н. Иерусалимова (Новосибирск). Фото Live Studio

При альбинизме — явлении, широко встречающемся у разных видов млекопитающих, — имеются мутации в гене, кодирующем фермент тирозиназу. При этом синтез фермента либо полностью блокируется, либо синтезируется дефектный фермент с измененной активностью.

У кошек описано несколько таких мутаций. У гомозигот по мутации бирманского альбинизма активность тирозиназы несколько снижена по сравнению с нормой. Причем степень подавления активности фермента зависит от температуры тела: при более низкой по сравнению с нормальной температурой он более активен. Именно поэтому у бирманских кошек более интенсивно окрашены участки шерсти на кончиках лап, хвоста, ушей, на носу, то есть в тех районах тела, где температура понижена.

Люди не так уж и далеко ушли от своих домашних любимцев. Например, хромосома B1 у кошки состоит из фрагментов хромосом 4 и 8 человека, а D1 практически идентична хромосоме 11 человека. По сравнению с кошкой хромосомы мыши претерпели гораздо более значительные перестройки. Так, хромосома B1 кошки содержит фрагменты пяти, а хромосома D1 — четырех мышиных хромосом

То же самое можно сказать и относительно мутации сиамского альбинизма. Однако уровень депигментации при этом гораздо выше: у сиамских кошек шерсть на туловище, как правило, не имеет пигмента, а окраска сохраняется лишь на кончиках лап, хвоста, на ушах и на носу. Но даже и эти участки пигментированы слабее, чем у бирманских кошек. Глаза, как правило, голубые из-за снижения количества пигмента в сетчатке.

Современные тайские кошки — представители самого старого фенотипа сиамских кошек. Характерный окрас — темные конечности, хвост и «маска» на мордочке при светлом корпусе — один из видов альбинизма с частично подавленным синтезом пигмента, причиной которого является точечная мутация в гене, кодирующем фермент тирозиназу. На фото — помет тайских котят. Заводчик М. Шубина. Фото Е. Челяевой (Новосибирск)

Сейчас мы точно знаем молекулярную природу этих мутаций: они получаются благодаря замене в генной последовательности одного-единственного нуклеотида! У сиамских кошек в гене, ответственном за синтез тирозиназы, заменяется нуклеотид, стоящий в 422-й позиции от начала гена. У нормальных кошек там находится гуанин, у сиамских — аденин. В результате последовательность нуклеотидов, кодирующая аминокислоту аргинин, превратилась в последовательность, кодирующую глицин. Замена аргинина на глицин в белке тирозиназе привела к снижению его ферментативной активности при нормальной температуре тела.

У бирманских кошек аналогичное ослабление окраски на теле обусловлено заменой нуклеотида в 227-й позиции.

Родственница лошади

Детальный анализ геномов кошки и других млекопитающих привел к радикальному пересмотру всего родословного древа млекопитающих. До этого филогенетическое древо выглядело вовсе даже не как древо, а как куст, у которого все ветви — отряды — отходили от одного корня. Сейчас на нашем общем родословном древе мы можем различать последовательные ветвления.

Выделяются три главные ветви: афротерии (слоны, сирены, даманы, трубкозубы, златокроты и др.), неполнозубые (эндемики Южной Америки — броненосцы, ленивцы и муравьеды) и лавразиотерии (все остальные плацентарные млекопитающие). Эти три ствола образовались из-за раскола древнего мегаматерика Пангеи на Гондвану (современные Африка, Индия, Южная Америка, Антарктида и Австралия) и Лавразию (соответственно Евразия и Северная Америка). Гондвана затем раскололась на составляющие материки, причем первой отделилась Африка. На этом изолированном континенте и появился надотряд афротериев.

Благодаря молекулярно-генетическим данным на общем родословном древе млекопитающих выделены последовательные ветвления. По: (Nishihara, Hasegawa & Okada, 2006) Судя по филогенетическому древу семейства кошачьих, домашняя кошка появилась в Евразии около 5 млн лет назад. По: (Brien et al., 2008)

Интересующие нас кошки входят в отряд хищных, который принадлежит к ветви лавразиотериев, включающей наибольшее число видов. Дальнейшее ветвление приводит, в числе прочего, к хищно-копытно-рукокрылым млекопитающим. И как бы ни безумно выглядела эта группа, ее общее происхождение убедительно подтверждается молекулярным данными. Более того, эти же данные показывают, что дальнейшее ветвление внутри этой группы происходило вовсе не так, как можно было бы заключить из внешнего облика животных, ее составляющих.

Первыми отделились кито-парнокопытные. (Это не опечатка: именно так — кито-парнокопытные. В старом, «домолекулярном» древе китов выводили прямо от корня куста млекопитающих. Сейчас оказалось, что ближайшим родственником китов является бегемот). Другая ветвь — пегасохищные — ветвится на непарнокопытных (лошади, тапиры, носороги), хищных (кошки, собаки, медведи, моржи и др.) и рукокрылых (летучие мыши).

Порядок ветвления в пределах надотряда пегасо-хищных пока не вполне понятен, но есть указания на то, что первыми выделились рукокрылые, а уже потом произошло разделение непарнокопытных и хищных. Но что совершенно определенно, так это то, что последний общий предок лошади и кошки существовал позже (т. е. ближе к нашему времени), чем последний общий предок лошади и коровы.

Родословное древо самих кошачьих было также существенно пересмотрено за последние 20 лет. Выяснилось, что первое разделение этого семейства произошло около 11 млн лет назад в Азии, когда от него отделилась линия больших рычащих кошек (лев, тигр, леопард, ягуар и снежный барс). Многие виды, принадлежащие к этой группе, имеют практически идентичные хромосомные наборы. В природе они сохраняются как отдельные виды, но в неволе от них легко получить гибридное потомство. Многие зоопарки имеют тигрольвиц, лигров и т. д. И хотя большинство из них стерильно, сама возможность получения жизнеспособных гибридов между этими видами указывает на большое генетическое сходство рычащих кошек друг с другом.

Вторая группа, выделившаяся тоже в Азии, состоит из мраморного кота и азиатской золотистой кошки, ныне обитающих в Юго-Восточной Азии. От этой линии отделилась и мигрировала в Африку ветвь, к которой относится сервал, каракал и африканская золотистая кошка. Это произошло 6–10 млн лет назад, когда уровень мирового океана был довольно низким, и между Африкой и Азией существовала перемычка в районе современного Красного моря.

Карта распределения мраморной окраски в популяциях кошек напоминает картину диффузии. Концентрация максимальна на Британских островах, чуть ниже во Франции и далее постепенно падает по мере удаления от центра распространения.
В Сибири мраморные кошки исключительно редки. Это видно по частоте встречаемости мраморных кошек в портовых городах, в том числе во Владивостоке и Петропавловске-Камчатском

В это же время остальные кошки широко расселились по Азии, а часть их перешла по Берингийскому мосту в Северную Америку. Именно там находят самые древние останки рыси, оцелота и пумы. Затем потомки североамериканцев мигрировали назад в Азию и затем в Африку, где дали начало евроазиатской рыси и африканскому гепарду. В конце плиоцена (2–3 млн лет назад) образовался Панамский перешеек между Северной и Южной Америкой. В Южную Америку проникла линия оцелота и дала начало семи новым видам кошек. Туда же перебрались из Северной Америки пума и ягуар.

Разделение остальных азиатских кошек на отдельные роды и виды произошло в Евразии в течение последних 5 млн лет. Именно к этой группе принадлежит домашняя кошка.

Сколько жизней у кошки?

Как известно, первым клонированным животным стала овца: знаменитая Долли родилась в 1996 г. Через пять лет на свет появилась первая клонированная кошка, метко названная CC (Carbon Copy) или, по-русски, Копиркой.

Оригиналом для копирования выбрали черепаховую (серо-рыжую) кошку с белым пятном по имени Радуга. Из ее яичника были выделены яйцеклетки и обычные соматические клетки. Из каждой яйцеклетки удалили ядро и заместили его ядром, выделенным из соматической клетки. После стимуляции электрошоком реконструированные яйцеклетки трансплантировали в матку серой полосатой кошки. От этой суррогатной матери и родилась Копирка (Shin et al, 2002).

Почему у Копирки нет рыжих пятен?

Как известно, у кошек, как и других самок млекопитающих, в геноме присутствуют две Х-хромосомы. И именно в них находится ген, отвечающий за окраску шерсти. У гена имеется два аллеля — рыжей и нерыжей (черной) окраски.

В зиготе — клетке, образующейся при слиянии яйцеклетки и сперматозоида, — активны обе Х-хромосомы. В ходе клеточных делений и последующей дифференцировки во всех клетках тела, в том числе в будущих пигментных клетках, одна из Х-хромосом инактивируется. Если кошка гетерозиготна по гену окраски, то в одних клетках может инактивироваться хромосома, несущая аллель рыжей окраски, в других — несущая аллель черной окраски. Дочерние клетки строго наследуют состояние Х-хромосомы. В результате формируется черепаховая окраска. Очевидно, что при клонировании в ядре реконструированной яйцеклетки, взятом из обычной соматической клетки трехцветной кошки, не произошла полная реактивация выключенной Х-хромосомы.

Первая в мире клонированная кошка Копирка не похожа ни на свою суррогатную полосатую мать (фото вверху), ни на свой генетический оригинал черепахового окраса (фото внизу) — у нее нет рыжих пятен, как положено кошкам этого генотипа. Фото Л. Вэдсворта.

По генотипу Копирка была точной копией Радуги, но вот по внешнему виду она отличалась от оригинала: у нее не было рыжих пятен. Авторы статьи в Nature довольно уклончиво объясняли это различие: «Характер пигментации у многоцветных животных определяется не только генетическими факторами, но факторами развития, не контролируемыми генотипом».

Такое высказывание можно понимать как угодно. Я это понимаю так. В соматической клетке, из которой взято ядро для создания Копирки, была инактивирована одна из двух половых Х-хромосом — та, которая как раз и несла аллель рыжей окраски. А, как известно, состояние Х-хромосомы стойко передается в поколениях соматических клеток.

В случае с Копиркой поразительно то, что перенос ядра соматической клетки в яйцеклетку не привел к реактивации Х-хромосомы. Следовательно, процедура клонирования не приводит к полному репрограммированию ядра. Может быть, с этим явлением связаны и проблемы со здоровьем и размножением у клонированных животных. Правда, Копирка на здоровье не жалуется. Ей сейчас уже 8 лет, а три года назад она стала счастливой матерью трех котят.

Компания Genetic Savings & Clone, финансировавшая создание Копирки, попыталась сделать на этом бизнес. К сожалению, клиент не пошел: удалось продать только двух клонированных домашних любимцев (за 50 и 32 тыс. долл.), и на этом дело закончилось.

Однако эстафету подхватили в Южной Корее: первая кошка была клонирована там в 2004 г. Корейские исследователи рассматривали ее клонирование не как самоцель, а как промежуточный этап в решении другой, гораздо более амбициозной задачи.

Их интересовало получение GM (генетически модифицированных) кошек. Для этого они выделили клетки соединительной ткани — фибробласты — из уха белого ангорского кота. Фибробласты культивировали в питательной среде, в которую был добавлен мобильный генетический элемент, содержащий ген, который кодировал красный флуоресцентный белок.

После того как мобильный элемент проник в ядра фибробластов и встроился в хозяйскую ДНК, эти ядра выделили и перенесли в яйцеклетки, из которых предварительно удалили собственные ядра. Из этих реконструированных яйцеклеток развились два GM котенка, у которых красный флуоресцентный белок синтезируется практически во всех клетках тела. В результате под ультрафиолетовым излучением эти коты светятся мистическим красным светом (Yin et al., 2008). В статье, опубликованной в 2008 г. в журнале Biology of Reproduction, особенно интригует последняя фраза: «Данная технология будет полезна для направленного создания дизайнерских котов».

Трудно представить, сколько будут стоить подобные дизайнерские GM коты и кому они могут понадобиться. При этом меня ничуть не пугают генетически модифицированные кошки. Ведь если подумать хорошенько, то все кошки в мире были генетически модифицированы за долгие поколения естественного и искусственного отбора, которому подвергались их предки.

P.S. Памятуя о последствиях своей научно-популярной деятельности, сообщаю, что котов не клонирую, генетически не модифицирую, рекомендаций по случке не даю и котенка в мои руки прошу не предлагать.

Работа по анализу рекомбинации у кошек выполнена при
поддержке гранта РФФИ № 04-04-48024-a

Автор и редакция благодарят И. Бодунова (Клуб любителей кошек «Азия», Новосибирск),
М. Вестузина и Л. Вэдсворта (Texas A&M College of Veterinary Medicine, College-Station)
за помощь в подготовке иллюстраций

Сколько хромосом у кошек

Мир кошек поражает своим разнообразием. Возможно, это одна из причин, почему они снискали такую любовь человека. Представители кошачьего мира способны удовлетворить любые запросы: от внешности до характера. А обусловлено это всё простой игрой природы в генетику. Итак, какие же тайны хранит кошачий геном?

Сколько хромосом у кошек и котов

Хранителем генов у любого организма является хромосома. Это своеобразная библиотека, в которой собрана вся информация поколений отдельно взятого организма. И каждый раз, когда появляется потомство, эта информация передаётся дальше. Законы генетики работают абсолютно для всего живого на этой планете: любой живой организм, будь то трава, дерево, простейшие или млекопитающие, хранят историю своего происхождения и эволюции.

Хромосомы — структуры клетки, в которых хранится наследственная информация

У каждого вида на земле есть свой набор хромосом. Он постоянен и неизменен. Название этого набора хромосом — кариотип. А вот внешнее проявление этого набора — это фенотип. Итак, кариотип определяет вид живого существа, фенотип определяет его внешность.

Кошки имеют 38 хромосом (19 пар). Хромосомы всегда парные. Объяснение простое: у каждого живого существа есть папа и мама. Следовательно, от мамы 19 хромосом, и от папы ровно столько же.

Но природа никогда не стояла на месте. Эволюция заставляет любой вид изменяться, приспосабливаться к окружающему миру. Она стирает или добавляет новые признаки, которые потом наследует новое поколение. Не исключение и кошка.

Как только природа создала кошачьих, она сразу определила — 38 хромосом, ни больше, ни меньше. Это значит, что простая мурка или прекрасный представитель дорогой и редкой породы хранят в себе гены родоначальника всего кошачьего мира. Более того, тигр, лев или гепард также имеют 38 хромосом. Это тоже кошки, но дикие, имеющие другой фенотип. А вот кариотип у грозного льва и ленивого Барсика один. Они родственники.

Кто же прародитель всех кошачьих? Это креодонт. Огромный свирепый доисторический хищник, который жил более 50 миллионов лет назад. Что самое интересное, креодонт — родоначальник всех хищников на планете.

Креодонты — отряд вымерших хищных млекопитающих

Одно время считалось, что чем более развит вид, тем больше у него хромосом. Но это оказалось не так.

Таблица: сравнение количества хромосом кошек и других домашних животных

Представитель Количество хромосом
Кошка 38
Собака 78
Корова 60
Лошадь 64
Свинья 38
Кролик 44
Коза 60
Курица 78

Как видно из таблицы, курица оказалась более развитым, с точки зрения природы, существом, чем кошка. Но очевидно, что это далеко не так. Хотя кто знает замысел природы?

Следует отметить, что одинаковый набор хромосом вовсе не означает, что виды родственные. Свинья вовсе не родственник кошки, как может показаться. Набор генов абсолютно разный.

Какие наследуемые признаки передают хромосомы

Генетика — это младенец в научном мире. Она тот же космос, только внутри отдельно взятого индивида. На сегодняшний день учёные смогли выделить ничтожно малое количество генов, отвечающих только за самые простые признаки:

  • шерсть (её цвет, структуру и длину);
  • форму и расположение ушей;
  • цвет глаз;
  • анатомию тела (хвост, лапы, рост).

По наследству также передаются и заболевания. Они так и называются — генетические. Вот лишь некоторые из них:

  • кардиомиопатия;

    Гипертрофическая кардиомиопатия — наследственное заболевание, проявляющееся в утолщении стенок желудочков сердца, что приводит к снижению их способности сокращаться

  • порфирия — нарушение синтеза гемоглобина;
  • менингоцеле — грыжа мозга;
  • болезнь Виллебранда — повышенная кровоточивость слизистых оболочек;
  • атрофия сетчатки глаза;
  • поликистоз почек.

Как происходит выведение новых пород

Элементарные знания правил генетики позволяют добиваться появления новых или удаления ненужных признаков. Дело всё в том, что гены распределяются на:

  • доминантные — это сильные гены, они наследуются потомством в первую очередь;
  • рецессивные — это аутсайдеры, они легко подавляются доминантными и проявиться могут, только если найдут себе пару.

Простой пример: чёрная кошка и белый кот. В паре могут дать чёрных котят и, совершенно неожиданно, кремовых. Почему так? Предположим, что чёрный окрас имеет доминантный статус, а белый — рецессивный. Тогда понятно: чёрный задавил белый, и в итоге потомство чёрное. Но откуда взялся кремовый котёнок? Оказывается, в роду у чёрной мамы-кошки есть кремовые животные. Признак рецессивный, поэтому в маме он никак не проявился. Папа белый, но его дедушка тоже был кремовый, и тоже рецессивный. Соединение двух рецессивных признаков проявилось наглядно — кремовый правнук.

Конечно, формула расчёта признаков намного сложнее, чем кажется на первый взгляд. Но знание такого правила позволяет добиваться устойчивости окраса, особенно если того требует порода.

Генетика окрасов кошек — наука сложная и порой непредсказуемая

Это правило — ключ к появлению новых пород. В любом случае появление новых признаков, особенно это касается радикальных изменений во внешности, является следствием мутации. Неважно, почему какой-то ген мутировал. Речь не об этом. Важно, что новый признак можно развить и закрепить. Так произошло с вислоухими, бесхвостыми или лысыми кошками. Просто в помёте появился котёнок не такой, как другие. И если эта мутация интересна или просто симпатична и не несёт за собой ряд других, более негативных признаков, то селекционеры тут же принимаются за дело. Именно таким образом было выведено около 200 пород кошек.

Видео: как выводят новые породы животных

Каким образом избавляются от того или иного наследуемого признака

Селекционеры заметили прямую связь некоторых генов между собой. В качестве примера можно привести такую связь: белый окрас — голубые глаза — глухота. Все прекрасно знают, что белые кошки с голубыми глазами могут быть абсолютно глухи.

Белые кошки с голубыми глазами могут быть глухими

Для того чтобы избавиться от такого рода неприятностей и была создана целая система учёта породистых животных. Это родословная. В этом документе указываются все предки котёнка до 4 колена. Если есть необходимость, то можно попросить заводчика предоставить родословные более ранних предков. Помимо родственников, в родословной обязательно будет указано наличие наследственных заболеваний, например, дисплазии тазобедренного сустава, которой страдают такие красавцы, как мэйн-куны.

Разумеется, выявление негативных признаков напрямую влияет на право спаривания. При наличии не отвечающих требованиям признаков особь в разведение не допускается. Тщательная работа заводчиков позволяет добиваться ярких представителей породы. А вот бессистемное разведение приводит к её разрушению. Поэтому, пытаясь купить «кота в мешке», не стоит удивляться, что из якобы «бенгала» за 1500 рублей с «птичьего рынка» вырос обыкновенный Барсик.

Не стоит верить в «чистую кровь» недорогих котят с «птичьего рынка» или продающихся по объявлению

Кошачий мир удивителен и загадочен. К тому же генетика кошек настолько богата информацией, что для полёта фантазии у селекционеров необъятный простор. Кто знает, сколько ещё открытий сделают учёные, селекционеры и заводчики в попытке создать новую породу.

  • Вероника Еременко

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *