Genetika       A genetika ma is érvényes alapjait Gregor Johann Mendel (1822-1884) írta le. Növényeken tanulmányozta egyszerű öröklésmenetű tulajdonságok öröklődését. A molekuláris genetika kémiai alapjait a Dezoxiribonukleinsav (DNS) felfedezésével 1869-ben Friedrich Miescher fektette le. Azt, hogy a DNS az örökletes információ hordozója, csak 1944-ben, Oswald Avery és munkatársai bizonyították. A DNS makromolekula kettős-spirál szerkezetét Watson és Crick írta le. Az örökítő anyag a DNSben bázispárokból áll, melyek kettős spirálba szerveződnek. A kettős spirál egyikén szereplő bázis egyértelműen meghatározza a másik spirálon azonos pozícióban szereplő bázis típusát, mely a következők egyike lehet: Adenin (A), Guanin (G), Citozin (C) vagy Timin (T). Az örökletes információ kromoszómákba szerveződik, a kromoszómák pedig párokat alkotnak. A kromoszómák egyik tagját mindig az apai, a másikat az anyai szülő adja az utódnak. A kromoszómapárok közül az egyik kitüntetett, a nemet meghatározó kromoszómák. Nőstényeknél ennek jelzése XX, hímeknél XY. Az emberben 46, a vadászgörényben 40 (esetleg 38) kromoszóma található. Az emlősök örökletes anyaga a becslések szerint 3 milliárd bázispárból állhat. A gén az öröklődés egysége, bázispárokból épül fel. Genotípusnak a szervezet génkészletét nevezzük, míg fenotípusnak a megjelenő tulajdonságokat. A megjelenő tulajdonságokat az örökítő anyag, és a környezeti hatások (paratípus) alakítják ki. Minden, külsőleg is látható tulajdonság az örökítő anyag és a környezeti hatások közös eredménye. Egy adott tulajdonság kromoszómabeli elhelyezkedését lokusznak hívják. A gének a lokuszokon a párba rendeződött kromoszómáknak megfelelően génpárokba rendeződnek, a génpár egyik tagja az anyától, a másik az apától származik. Egy adott lokuszon elképzelhető génváltozatokat allélnek is nevezzük. Egy génpárt homozigótának nevezünk, ha a génpár két tagja azonos allélekből áll, heterozigótának, ha különböző allélekből áll. Tulajdonságok öröklődése A tulajdonságokat és örökletes hibákat két elkülönülő csoportra oszthatjuk, azon belül pedig az öröklődés típusa szerint tovább bonthatjuk: Minőségi tulajdonságok A minőségi tulajdonságokat egy lokuszon öröklődő génpár határozza meg. A génpár egyik, vagy mindkettő tagja (allélje) kódolja a tulajdonságot, vagy a genetikai hibát. Általában a tulajdonság vagy jelen van, vagy hiányzik az állatból, átmenet nélkül, a keresztezések során jól elkülönülten öröklődik. Domináns öröklődés Ha egy tulajdonság dominánsan öröklődik (egy másikhoz képest), avagy egy rendellenesség dominánsan öröklődik (az egészséges állapothoz képest), akkor az azt jelenti, hogy a tulajdonság akkor is megjelenik, ha a tulajdonságot/rendellenességet meghatározó allélból egy van jelen. A domináns öröklésmenet jellemzője, hogy amennyiben egy állat a tulajdonságot meghatározó génre nézve heterozigóta, azon a tulajdonság mindenképp megjelenik (a változó kifejeződésű tulajdonságok kivételével). Amennyiben egy állat örökölte az adott tulajdonságot, akkor az valamelyik szülőjében is jelen volt. Ha egy rendellenesség dominánsan öröklődik, akkor vagy az egyik szülőtől örökölt új mutációról, vagy az állományban keletkezett mutációról van szó. Előfordul, hogy homozigóta formában (génpár mindkét tagja hibás, azaz az állat mindkét szülőjétől hibás gént örökölt) a betegség súlyosabb, mint heterozigóta formában (csak a génpár egyik tagja hibás). A rendellenesség mindkét ivarban hasonló valószínűséggel fordul elő. Az érintett szülők egészséges utódjainak utódjai csak egészségesek lehetnek, kivéve a változó kifejeződés, és az új mutáció esetét. A családfa-diagrammokon a betegség nemzedékugrás nélkül jelenik meg, függőleges alakban (nem teljes kifejeződésnél lehetséges generáció kimaradása). Ha a betegség letális (halálos), csak elszórva fordul elő. Recesszív öröklődés Ha egy tulajdonság vagy rendellenesség recesszíven öröklődik, az azt jelenti, hogy a tulajdonságot / rendellenességet okozó allél csak párban tudja kifejteni a hatását. Azok az állatok, ahol csak az egyik allél hordozza a tulajdonságot/rendellenességet, hordozzák a jelleget, de nem jelenik meg rajtuk, általában csak genetikai vizsgálatokkal, vagy az utódok alapján deríthető ki róluk az allél jelenléte. Rendellenesség esetén megkülönböztetünk mentes, hordozó (az egyik allél hordozza a tulajdonságot) és beteg (homozigóta a recesszív allélre) állatokat. Más tulajdonság esetén ezt tulajdonságot nem hordozó, hordozó, és tulajdonságot mutató egyednek nevezzük. Ha egy egyed homozigóta recesszív, akkor jellemző, hogy mindkét szülője hordozó, vagy beteg volt. Ha egy egyed hordozó, akkor legalább egyik szülője hordozó, vagy beteg, de a másik lehet egészséges. Ha két hordozó állatot párosítunk egymással, az utódok 25%-a beteg (vagy tulajdonságot mutató), 50%-a hordozó, 25% mentes lesz. Ha a szülők egyik tagja mentes a tulajdonságra nézve, egyetlen utódon sem jelenik meg az adott tulajdonság / rendellenesség, de az utódok a tulajdonságot tovább örökítik. Ritka, hogy recesszív öröklésmenetű rendellenesség új mutáció eredménye legyen, akkor jelenik meg, amikor mindkét szülőben megtalálható az adott allél. Ez esetben a mutáció sokkal korábban következhetett be. A legtöbb ilyen rendellenesség enzimdefektus, ebben az esetben megfelelő eszközökkel a hordozók kiszűrhetők. Családfavizsgálatok esetén generációs ugrások előfordulnak, a betegség klinikailag egészséges, hordozó szülőktől származó utódokban jelenik meg. A beteg egyedek szülei általában egészségesek (hordozók). Hordozó szülők utódai 25% eséllyel betegszenek meg, így kevésbé valószínű a recesszív öröklésmenet, ha az alom nagyobb része beteg (de lehetséges). A rendellenesség mindkét ivarban egyforma eséllyel fordul elő, a kifejeződés családon belül általában állandó. Szoros beltenyésztéssel a betegség megjelenésének valószínűsége nő (így viszonylag hamar kideríthető, hogy az adott egyed hordozó-e). A legtöbb rendellenesség ebbe a csoportba sorolható. Intermedier öröklődés Intermedier öröklésmenet esetén, ha a tulajdonságot meghatározó allélok különbözők, akkor a két allél által kódolt tulajdonságok közötti átmenet jön létre. Ebben az esetben a heterozigóta egyed jól elkülöníthető a többiektől. Kodomináns öröklődés A kodomináns öröklés hasonlít az intermedier örökléshez, de a lokuszon szereplő mindkét allél egymástól függetlenül teljes egészében kifejti a hatását. Ivari kromoszómán található domináns öröklődés Az ivari kromoszómán való öröklésnél leginkább X kromoszómán való öröklés gyakori. Az Y kromoszómán csak a hím nemi jelleget meghatározó gént ismerjük. Az X kromoszómán való öröklés jellegzetessége, hogy a két ivarban különböző arányban fordul elő a jelleg / rendellenesség megjelenése. A hímek az X kromoszómából csak eggyel rendelkeznek, így ők vagy mentesek, vagy betegek. A beteg állatok valamelyik szülője minden esetben beteg (kivéve új mutáció megjelenése esetén). Heterozigóta nőstények utódainak 50%-a beteg, egészséges hímmel való párosítás esetén. Beteg hímek minden hím utódja egészséges, minden nőstény utódja beteg, egészséges nősténnyel párosítva. Nőstényekben általában enyhébb lefolyású a betegség. A kifejeződés családon belül általában állandó, de nemek között eltérő lehet. Az ilyen betegségek általában már a méhen belül letálisak (halálosak). Ha a betegség nem letális, a nőstényekben kétszer olyan gyakori, mint a hímekben. Ivari kromoszómán található recesszív öröklődés Szintén leginkább X kromoszómán fordul elő. A hímek az X kromoszómából csak eggyel rendelkeznek, így ők vagy mentesek, vagy betegek. A két ivarban különböző arányban fordul elő a jelleg / rendellenesség megjelenése, előfordulása hímekben gyakoribb, nőstényekben ritkább. A hordozó nősténytől származó nőstény utódok egészségesek, a hím utódok 50% eséllyel betegek. Beteg hím, és egészséges nőstény minden utódja klinikailag egészséges (a hímek mentesek, a nőstények minden esetben hordozók). Hímekben állandó, nőstényekben változó a kifejeződése. Tipikus példája a haemophilia A és B (vérzékenység). Episztázis Episztázis esetén különböző lokuszokon szereplő allélek egyes esetekben elnyomják egymás hatását. Ez azt jelenti, hogy az egyik lokuszon levő jelleg továbböröklődik, de az adott egyeden nem jelenik meg a hatása, mivel a másik lokuszon levő allél elfedi a hatását. Például ha egy görény bézs és albínó színeket is örököl szüleitől, az albínó szín miatt a bézs szín nem jelenik meg. A bézs színt ettől függetlenül örökíti az állat, és az a nem albínó utódokon megjelenhet. Mennyiségi tulajdonságok A mennyiségi tulajdonságokat számos lokuszon szereplő allél különféle kölcsönhatások alapján befolyásolja. A tulajdonság állományszinten változóan, és folyamatos átmeneteket képezve van jelen. Az egyes változatok nem különülnek el határozottan egymástól. Normális eloszlás (Gauss görbe) Azon tulajdonságoknál, melyek a populációban folyamatos eloszlást mutatnak, a normális eloszlás a jellemző. A normális eloszlás jellemzője, hogy a tulajdonság folyamatos átmenetet képezve van jelen. Ennek a következménye, hogy az átlagérték körüli tulajdonságú állatból sokan vannak, míg a szélsőértékekkel rendelkező állatokból egyre kevesebb van az állományban. Az ilyen tulajdonságokat több gén, és esetleg környezeti hatások is befolyásolják. A különféle allélok, környezeti hatások különböző mértékben hatnak a tulajdonságra, léteznek nagyobb, illetve kisebb hatású gének. Az örökítő anyag és a környezet hatásának eloszlását az adott tulajdonságra egy örökölhetőségi értékkel szokás jellemezni, amely megmutatja, hogy milyen tenyésztési módszerrel lehet az adott tulajdonságot megváltoztatni. Ilyen tulajdonságok pl. az állat mérete, de pl. a tejtermelő képessége is. Küszöbtulajdonság A küszöbtulajdonság általában nem teljes kifejeződésű minőségi tulajdonságnak tűnik. Jellemzője, hogy több gén és környezet által befolyásolt tulajdonság, mely csak akkor jelenik meg, amikor a tulajdonság számszerű értéke meghalad egy bizonyos értéket. Ilyen tulajdonság pl. a csípőizületi diszplázia. A betegség megállapítása esetén általában legalább az egyik szülő mutatja enyhe formában a betegség jeleit (de lehetnek egészségesek is). Egészséges egyedek utódjai általában 1-15% eséllyel betegszenek meg. Nem ritka, hogy a két ivarban a betegség előfordulásának esélye különbözik, így ivarhoz kapcsolt rendellenesség látszatát kelti. A pedigrévizsgálatok a családfán általában nem mutatnak jellegzetességeket. Rokonpárosítások esetén a betegség előfordulásának esélye nő. Teszt-párosításokkal a betegség kiszűrhető. Általában nem letális betegségek, így előfordulási gyakoriságuk magas. Rokontenyésztés Tenyésztőeljárás, melyet akkor használunk , ha rokonságban levő állatokat pároztatunk egymással; határául a 6. felső generációt szokás tekinteni. Az igen közeli (1-2. felső generáció) Rokontenyésztést vérfertőzőnek nevezik. Ez a tenyésztési mód igen hatásos eljárás az állatok jellegzővonásainak biztos rögzítésére, melyet a kultúrfajták kitenyésztése közben mindannyiszor alkalmaztak. A rokontenyésztésből származó állat nagyobb biztossággal örökíti át sajátságait az utódokra. Azonban nemcsak az előnyös jellegzővonásokat, de a hibákat is rögzíti, ennek folytán lényeges hibáktól lehetőleg mentes állatokkal tanácsos űzni. A hosszabb ideig űzött rokontenyésztésnek hátrányai lehetnek , melyek meddőségben, a szervezet elfinomodásában, az ellenállóképesség és életerő csökkenésében nyilvánulhatnak meg. A hátrányok elkerülése végett időnként vérfrissítést kell alkalmazni. Megkülönböztetünk: - Legszorosabb rokontenyésztést , amelyben a szülők a gyermekükkel , a nagyszülő az unokával , vagy a testvérek egymás között párosodnak , vagy az első és másodfokú rokonok párosodnak egyenes vagy oldalágon . Tiltott tenyésztési mód ! - Szoros rokontenyésztés , amelyben a harmad - és negyedfokú rokonok párosodnak egymás közt , indokolt egyedi esetekben a Tenyésztési Tanács (TT) előzetes engedélyével alkalmazható a 2-2-es rokontenyésztési fok . Jelölése = közös ős neve (2-2) A 2-3 vagy 3-2 fokhoz nem szükséges előzetes engedély. - T ágabb rokontenyésztés , amelyben az ötöd - és hatod fokú rokonok párosodnak egymás között. - Közbeeső tenyésztés, amelyben egy rokontenyésztésben megszilárdított vérvonalba egy alkalommal idegen vért viszünk be. - Idegen tenyésztés, amelyben azonos fajtájú , rokonsági fok nélküli egyedek párososnak egymással. Majdnem minden kitenyésztett fajta szűkebb tenyészalapból származik, ezért elegendő a tágabb rokontenyésztést alkalmazni. Inkább a jól örökítő felmenőági ősök vérkapcsolata keresendő. A szoros rokontenyésztésből származó tenyészetekben gyakran vérfrissítésre van szükség olyan egyedekkel, amelyek nincsenek rokonságban, hogy az öröklött nem kívánatos tulajdonságokat, hibákat, ezáltal lehessen kiküszöbölni. . A beltenyésztés nem azonos a rokontenyésztéssel, itt igyekszünk elkerülni a közvetlen rokontenyésztést, de a populáció zárt volta miatt, végül az egész állomány beltenyésztett lesz. Örökletes tényezőt befolyásoló hatások Mimikri gének (Genokópia) A mimikri gének olyan öröklött tulajdonságok, melyek más örökletes tulajdonságokkal azonos hatást váltanak ki. Általában úgy találjuk meg őket, hogy egy normális öröklésmenetet mutató tulajdonság rendellenesen kezd el viselkedni. Kutyákban pl. kétféle sárga szín különbözőképp öröklődik, de ugyanúgy jelenik meg. Mivel azonos fajtában általában csak az egyik vagy a másik gén van jelen, így leginkább fajták közötti keresztezésnél tapasztalhatunk furcsa jelenségeket, pl. sárga labrador keresztezése collie-val, vagy német juhásszal. Fenokópia Fenokópiáról akkor beszélhetünk, ha nem genetikai eredetű, főleg környezeti tényezők az örökletes betegségre jellemző, vagy emlékeztető tulajdonságot idéznek elő. A fenokópiák az örökletes betegségek környezeti hatásra kialakult, nem örökletes másolatai. Általában az embrionális fejlődés során alakulnak ki, de fejlődési rendellenességként is létrejöhetnek. Tipikusan ilyen tulajdonság a kölyökkorban vadászgörényeknél gyakori, kalcium ill. D-vitamin hiányos táplálás alapján kialakult kalciumhiány. A következő környezeti hatások okolhatók igen gyakran a fenokópiás rendellenességekért: •  Fizikai tényezők: ionizáló sugárzások, röntgensugárzás, magas hő és mechanikai behatások, rádió, ultrahanghullámok. •  Fertőző ágensek: vírusok (pl. parvovírusok), baktériumok, esetleg paraziták. Kémiai anyagok: nehézfémsók, vegyi anyagok, gyógyszerek, mérgek. •  Anyai hatások: Anyai szervezetben méhen belüli tényezők, pl. cukorbetegség, alultápláltság, vérszegénység, éhezés, stb. Génexpresszivitás Egyes, nagy hatású gének által meghatározott minőségi tulajdonságok megjelenése nem csak az adott gén kizárólagos hatásától, hanem más génektől, környezeti hatásoktól is függhet. Ha egy minőségi tulajdonságról kiderül, hogy azt további, nem meghatározható tényezők is befolyásolhatják, akkor expresszivitásról (változó kifejeződés) beszélünk. Az expresszivitás nem más, mint az genetikai információ egyedi szinten eltérő megjelenése. Ez azt jelenti, hogy két egyed hiába hordozza ugyanazokat a géneket, a külső megjelenésük az expresszivitás miatt eltérhet egymástól. Egy változó kifejeződésű tulajdonság esetén elképzelhető, hogy a tulajdonságot okozó nagyhatású gén jelen van az állat örökítőanyagában, de az adott tulajdonságot nem, vagy kisebb mértékben mutatják. Ilyen tulajdonság vadászgörényeknél a fehér foltosság, mely dominánsan öröklődik, de egyes állatokban jobban, másokban kevésbé jelenik meg. Pleiotrópia Pleiotrópiának nevezzük, amikor egy gén több tulajdonságot is meghatároz. Ilyen tulajdonság pl. a Man szigeti macskákban. Amelyik macska csak egyik szülőjétől örökli a tulajdonságra jellemző gént, csonka farokkal születik. Amelyik macska mindkét szülőjétől a tulajdonság génjét örökli, méhen belül elpusztul. Letális, szemiletális gének (dózishatás) Letális alléloknak nevezzük azokat az allélokat, melyek homozigóta állapotban halálozást okoznak szaporodóképes kor előtt (méhen belül, a szoptatás, vagy a növekedés időszakában). szemiletális allélok azok, amelyek nem teljes kifejeződésű letális allélok, azaz nem minden esetben okoznak elhalálozást, hanem csak bizonyos mértékben. Átkereszteződés, kapcsolt gének Bizonyos, a kromoszómakaron egymáshoz közeli gének hajlamosak arra, hogy együttesen öröklődjenek. Az, hogy milyen eséllyel öröklődik két gén együtt, a kromoszómán ábrázolt távolságuk becsléséhez használható fel. Ilyen ismert közeli lokuszok segítségével lehet külsőleg nem látható tulajdonságokat becsülni, ha a kapcsolt gén egy külsőleg jól látható jelleg. Rendellenességek típusai Általános igazság, hogy egy adott populációban nem jelenlevő tulajdonságot semmilyen tenyésztési (nem géntechnológiai) módszerrel nem lehet előidézni. Ez azt jelenti, hogy akármennyire is próbálunk rokontenyészteni, nem fog sikerülni rózsaszín argentín dogot létrehozni, mivel a dogónál nincs olyan gén sehol az állományban, amely ilyen színt hozna létre. Spontán rendellenességek Új tulajdonság csak spontán mutáció eredményeképp jöhet létre. A mutációk váratlan, ugrásszerű változások a szülő és a gyermek genetikai anyaga között. Egyes gének jobban, mások kevésbé hajlamosak mutálódni. Különösen pl. a színöröklésben ismert gének hajlamosak így megváltozni, de nagyon sok génmutáció halálos is az állat számára, már magzati korban elhulláshoz vezet. Szelekció: A rokontenyésztést napjainkban tabuként kezelik, már beszélni róla is szentségtörés. Arra való többek között a rokontenyésztés, hogy felszínre hozzuk vele a nem kívánt küllemi jegyeket és idegrendszeri adottságokat is, hogy aztán nagyobb hatékonysággal szelektálhassuk ki azok örökítő anyagát a populáció génkészletéből. És éppen ezért eredményes is elsősorban a természetben élő állatfajoknál, hiszen a természetes szelekció következetességét és kérlelhetetlenségét az ember még csak megközelíteni sem tudja. És valószínűleg nem is lenne értelme. Hiszen a természetes szelekció nemcsak arra képes, hogy egy fajt egészségesen és egyre tökéletesedő formában óvjon a selejt egyedek kipusztításával. Az is rendszeresen megtörténik, hogy akár "hírmondó" nélkül is letörli azokat a föld színéről egy-egy hirtelen, drasztikus változás bekövetkeztével, amelyhez az adott faj génállománya képtelen a rendelkezésre álló időn belül alkalmazkodni (kombinálódni), illetve az általa kódolt egyedek (tulajdonságok) az új körülményeket képesek legyenek túlélni. A domesztikált "hibás" állatok azonban túl fogják élni hibáikat, mert az ember nem hagyja pusztulni őket, gondoskodik róluk, sőt, az öröklötten nyomorék (pl. extrém végtagszögellések) és szegényes ösztönös adottságokkal rendelkező kutyákat szaporítja, mi több, rokontenyésztési eljárással! Másképpen mondva, az ember gyakran kontraszelektál! Szelekciós rendellenességek A szelekciós rendellenességek olyan hibák, melyeket a szelektív tenyésztés során valamilyen okból előnyben részesítenek. Ezek olyan tulajdonságok, amelyek egyes fajtáknál hibának, máshol fajtajellegnek számítanak. Ilyen pl. a törpeség egyes kutyafajtákban (pl. yorkshire terrier). A modern orvostudománynak köszönhetően mostanában már olyan egyedek is életben maradhatnak, és hozzájárulhatnak a fajta genetikai állományához (szaporodnak), melyek a természetben nem lennének képesek fennmaradni. Egyes szervek alakja, mérete megváltozhat (dysplasia, hypoplasia, hyperplasia), hiányozhatnak (aplasia, agenesia), vagy rendellenes elhelyeződést mutathatnak (dystropia, ectopia). A tenyésztők, és az állatorvosok szerepe az ilyen tulajdonságok fennmaradásában jelentős.

forrás:www.genetika.gportal.hu