Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

19.3: Чорний колір хутра - домінуюча риса

  • Page ID
    7971
  • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Фото шоколадного лабрадора ретривера.
    Малюнок\(\PageIndex{1}\): Ця шоколадна лабораторія має два рецесивних алелі гена TYRP1. (Кредит: Роб Хенсон; фото з Вікімедіа.)

    Більшість з нас знайомі з породою собак лабрадор ретривер, наприклад, шоколадна лабораторія, показана на малюнку\(\PageIndex{1}\). Але чи замислювалися ви коли-небудь про те, що робить цю собаку коричневою? Різниця між коричневим і чорним кольором шерсті у собак викликана мутацією в гені TYRP1. Ген TYRP1 надає інструкції щодо виготовлення ферменту, який називається тірозиназою, пов'язаним з білком 1. Цей фермент необхідний для вироблення пігменту під назвою еумеланін. Еумеланін - пігмент темного кольору. Ген TYRP1 розташований на хромосомі 11 у собак (Parker, 2001).

    Група вчених, які були зацікавлені у визначенні того, що спричинило різницю між чорними та коричневими пальто, секвенувала ДНК в межах білково-кодуючої області гена TYRP1 (Schmutz, 2002). Вони визначили три варіації ДНК, що становить ген TYRP1 між коричневими собаками та чорними собаками. Ці варіації послідовності ДНК є прикладами різних алелів гена TYRP1.

    Таблиця\(\PageIndex{1}\): Варіації алелю TYRP1, які призводять до коричневого забарвлення у собак. Дані Шмуца, 2002 рік.

    Місцезнаходження Чорна послідовність ДНК Коричнева послідовність ДНК Вплив на білок
    ексон 2 ТГТ CGT змінює амінокислоту цистеїну на серин
    ексон 5 КЛІТКА ТЕГ вводить передчасний стоп-кодон, який призводить до 330 амінокислот замість 512 амінокислот в білку
    ексон 5 CCT — (видалено) видалення амінокислоти проліну

    Прогнозується, що всі ці варіації послідовності ДНК призведуть до зміни амінокислотної послідовності білка TYRP1. Ці зміни впливають на вироблення пігменту еумеланіна, який має чорний колір. Коли еумеланін виробляється неправильно, собака з'являється коричневим замість чорного.

    Як і інші диплоїдні організми, всі собаки мають дві копії гена TYRP1 (одну від батьків-самців, одну від батьків жіночої статі). Собаки, гомозиготні для чорного алеля (собаки, які мають дві копії чорного алелю), очевидно, будуть чорного кольору. Собаки, гомозиготні для коричневого алеля, очевидно, будуть коричневими. Собаки гетерозиготні (собаки, які мають один чорний алель і один коричневий алель) виглядають чорними. Чорний і коричневий кольори не поєднуються між собою: чорний алель покриває коричневий алель. Це означає, що чорний алель домінує над коричневим алелем. Пам'ятайте, що домінантні алелі прикривають рецесивні алелі. Якщо присутній один домінантний алель, собака буде виглядати чорною. Коричневий алель є рецесивним до чорного алелю. Повинно бути дві копії рецесивного коричневого алелю, щоб собака здавалася коричневою.

    Фото двох лабрадорів ретриверів. Один чорний, а інший - коричневий.
    Малюнок\(\PageIndex{2}\): Чорно-коричневі фенотипи у лабрадорів ретриверів. (Кредит: demealiffe; від Вікімедіа)

    Пам'ятайте, що генотипи можна скорочувати однією літерою і що вибрана буква, як правило, є першою літерою домінуючої ознаки. У цьому випадку буква «B» використовується для представлення домінуючого чорного алеля, тоді як «b» являє собою рецесивний коричневий алель.

    Причина того, що чорний алель домінує над коричневим алелем у цій конкретній ситуації, полягає в тому, що чорний алель виробляє функціональний білок TYRP1, тоді як коричневий алель - ні. Наявність одного функціонального алелю виробляє достатню кількість білка TYRP1, дозволяє клітинам виробляти еумеланін і здаватися чорними.

    Пам'ятайте: домінанта не означає «краще» або «нормальніше». Чорний колір не надає собакам особливих переваг в порівнянні з коричневим забарвленням. Це просто різниця.

    Фото цуценя чорного лабрадора.
    Малюнок\(\PageIndex{3}\): Які алелі TYRP1 має цей чорний лабораторний цуценя? Ми не можемо сказати, дивлячись на це. Щеня міг бути гомозиготним (ВВ) або гетерозиготним (Bb). Оскільки чорний колір повністю домінує над коричневим, обидва варіанти будуть чорними. (Кредит: Аліса Біркін)

    Давайте візуалізуємо успадкування чорного і коричневого за допомогою родоводу. Родовід на малюнку\(\PageIndex{4}\) зображений послід цуценят. Затінений символ показує коричневого цуценя, тоді як відкриті символи - чорні особини.

    Родовід з одним затіненим символом.
    Малюнок\(\PageIndex{4}\): Приклад посліду цуценят. Заповнений символ показує коричневу особину.

    Щоб інтерпретувати цю родовід, почнемо з інформації, яку ми вже знаємо:

    • Коричневий є рецесивним, що означає, що коричневі особини повинні мати генотип bb. У цьому родоводу засипаються коричневі особини.
    • Чорний є домінуючим, а це означає, що чорні особини повинні мати принаймні один B алель. Їх генотип може бути або BB, або Bb. У цьому родоводу чорні особини не засипаються.

    \(\PageIndex{5}\)На малюнку показана та ж родовід, але з заповненими відомостями про генотипи індивіда.

    1. Затінена особина, яка є коричневим цуценям самки, повинна мати генотип bb. Якби у неї були будь-які алелі B, вона була б чорною, оскільки чорний алель домінує над коричневим алелем.
    2. Для того, щоб коричневий щеня мав генотип bb, він повинен отримати два алелі «b»: по одному від кожного з батьків. Ми знаємо, що її батьки обидва чорні (тому що вони незатінені), а це означає, що вони повинні мати принаймні один алель «B». Це означає, що обидва батьки повинні бути гетерозиготними: Bb.
    3. Три чорні цуценята повинні мати принаймні один алель «В», щоб вони були чорного кольору. Однак ми не можемо сказати, чи є вони гомозиготними домінантами (BB) або гетерозиготними (Bb), оскільки обидва ці генотипи призведуть до чорного кольору. Один із способів представити це на родоводу - B-, це означає, що другий алель може бути або B, або b.
    Ілюстрація родоводу з інформацією про генотип.
    Малюнок\(\PageIndex{5}\): Генотипи особин цього родоводу.

    Ми також можемо показати щось середнє між цими батьками як квадрат Пуннетта (рис.\(\PageIndex{6}\)). Ми очікуємо, що 1/4 потомства матиме генотип bb, і саме це ми бачимо в родоводу вище.

    Квадрат Пуннетта для двох гетерозиготних батьків Bb.
    Малюнок\(\PageIndex{6}\): Інформація з родоводу, показана на малюнку, також\(\PageIndex{5}\) може бути показана у вигляді квадрата Паннетта.

    Зв'язок людини

    Було виявлено, що невелика кількість мутацій в гені TYRP1 викликає окошкірний альбінізм типу 3. Цей стан включає форму альбінізму, яка називається руфузним окулошкірним альбінізмом, який був описаний насамперед у темношкірих людей з півдня Африки. Уражені особини мають червонувато-коричневу шкіру, імбир або руде волосся, а також ліщини або коричневі іриси. Відомо, що дві мутації TYRP1 викликають цю форму альбінізму у осіб з Африки. Одна мутація замінює білковий будівельний блок (амінокислоту) в пов'язаному з тирозину білку 1 сигналом, який передчасно припиняє вироблення білка. Ця мутація, написана як Ser166Ter або S166X, впливає на амінокислоту серин в положенні білка 166. Інша мутація, написана як 368dELA, видаляє єдиний будівельний блок ДНК з гена TYRP1. Інші зміни в цьому гені були зареєстровані у кількох постраждалих людей неафриканської спадщини. Більшість мутацій TYRP1 призводять до вироблення аномально короткої, нефункціональної версії білка, пов'язаного з тирозиназою 1. Оскільки цей фермент відіграє певну роль у нормальній пігментації, його втрата призводить до змін кольору шкіри, волосся та очей, характерних для окошкірного альбінізму.

    Фото дівчини-альбіноса.
    Фото: Мунтуванді; з Вікіпедії.

    Посилання

    Якщо не зазначено інше, текст та зображення Лізи Барті, 2016.

    Паркер HG, Юхуа Х, Меллерш CS, Хан С, Сібуя Н, Джонсон Г.С., Острандер Е.А. Вересень 2001. Картування мейотичних зв'язків 52 генів на собачій карті не виявляє значних рівнів мікроперебудови. Геном Мамм. 12 (9) :713-8.

    Шмуц С.М., Беррієр Т.Г., Щигрюк AD. 2002. Генотипи TYRP1 та MC1R та їх вплив на колір шерсті у собак. Геном ссавців 13, 380-387.

    OpenStax, Біологія. OpenStax CNX. 27 травня 2016 р. http://cnx.org/contents/s8Hh0oOc@9.1...ls-Experiments

    OpenStax, Біологія. OpenStax CNX. 27 травня 2016 р. http://cnx.org/contents/s8Hh0oOc@9.1...of-Inheritance

    Інформація про TYRP1 та окулошкірний альбінізм типу 3: «Tyrp1» від Genetics Home Довідник: Ваш посібник з розуміння генетичних умов, Національні інститути охорони здоров'я: Національна медична бібліотека США знаходиться у відкритому доступі