Psy mają 78 chromosomów – dwa razy więcej niż ludzie! Ale to nie koniec ciekawostek. Genetyka tłumaczy, dlaczego buldożki miewają problemy z oddychaniem, a labradory z otyłością. Poznaj nie tylko liczby, ale i historie ukryte w DNA: od trisomii, przez dziedziczenie umaszczenia, po genetyczne różnice między rasami. Sprawdź, jak nauka wyjaśnia, dlaczego Twój pies jest wyjątkowy.
Spis treści
Podstawowa liczba chromosomów u psów
Psy posiadają 78 chromosomów w komórkach somatycznych, które tworzą 39 par homologicznych. To tzw. diploidalny zestaw chromosomów (2n), gdzie każda para składa się z jednego chromosomu od matki i drugiego od ojca. Ta liczba jest stała dla gatunku – niezależnie od rasy, każdy pies ma identyczną liczbę chromosomów.
W komórkach rozrodczych (plemnikach i komórkach jajowych) sytuacja wygląda inaczej. Gamety zawierają haploidalny zestaw chromosomów (n), czyli pojedyncze chromosomy z każdej pary. Dzięki temu po zapłodnieniu nowy organizm otrzymuje pełny, diploidalny zestaw. To dlatego szczenięta dziedziczą cechy po obojgu rodziców – każdy gen ma swoją „kopię zapasową”.
Ciekawostką jest, że choć liczba chromosomów u psów wydaje się wysoka (np. człowiek ma ich 46), to nie przekłada się bezpośrednio na złożoność genomu. Kluczowe jest ułożenie genów na chromosomach oraz sposób ich ekspresji. Nawet niewielkie mutacje w tych obszarach mogą prowadzić do widocznych różnic między rasami, takich jak kształt uszu czy długość sierści.
Porównanie z chromosomami człowieka
Ludzie mają 23 pary chromosomów (łącznie 46), podczas gdy psy – 39 par (78 chromosomów). Mimo tej różnicy, oba gatunki dzielą podobieństwa w budowie genomu. Na przykład geny odpowiedzialne za podstawowe funkcje organizmu, takie jak oddychanie czy trawienie, są ułożone w zbliżony sposób.
Co zaskakujące, genom psa jest o 0,5 miliarda par zasad krótszy od ludzkiego. Psy mają też mniej genów – około 19 tysięcy wobec 20-25 tysięcy u człowieka. Mimo to wiele chorób genetycznych, np. nowotwory czy padaczka, występuje u obu gatunków.
Interesująco wygląda też kwestia chromosomów płciowych. Zarówno u ludzi, jak i psów samice mają chromosomy XX, a samce XY. Różnica polega na tym, że u psów chromosom Y jest znacznie mniejszy i zawiera mniej genów niż u człowieka.
Struktura chromosomów psa
Psie chromosomy dzielą się na autosomy (38 par) i chromosomy płci (1 para). Autosomy odpowiadają za większość cech dziedzicznych, takich jak kolor sierści czy wzrost. Każda para autosomów jest identyczna pod względem kształtu i rozmiaru, co ułatwia precyzyjne przekazywanie genów.
Chromosomy płci (XX u suk i XY u psów) decydują nie tylko o płci, ale też o niektórych chorobach dziedzicznych. Na przykład ślepota dzienna, związana z chromosomem X, częściej dotyka samce – wystarczy jedna wadliwa kopia genu, by choroba się ujawniła. Samice, mając dwa chromosomy X, są zwykle jedynie nosicielkami.
Warto podkreślić, że homologiczne pary chromosomów to nie „klony”. Choć zawierają te same geny, ich allele (wersje genów) mogą się różnić. To dlatego szczeniak po tej samej parze rodziców może odziedziczyć po mamie brązowe oczy, a po tacie – czarną maść.
Zaburzenia genetyczne a trisomie
Choć zespół Downa u psów nie występuje, bo brak im chromosomu 21, inne nieprawidłowości chromosomalne zdarzają się u czworonogów. Trisomie dotyczą zwykle chromosomów płciowych – np. u suk może pojawić się dodatkowy chromosom X (XXY), co prowadzi do bezpłodności i zaburzeń hormonalnych. U samców analogiczny problem to zespół Klinefeltera (XXY), który upośledza produkcję testosteronu.
W przypadku autosomów trisomia chromosomu 1 jest jedną z częstszych nieprawidłowości obserwowanych w komórkach nowotworowych psów. Może ona przyspieszać rozwój chłoniaków lub białaczek. Co ciekawe, u niektórych ras (np. golden retrieverów) delecje fragmentów chromosomów bywają powiązane z wrodzonymi wadami serca.
Przykłady zaburzeń:
- Trisomia chromosomu X u suk – problemy z płodnością
- Trisomia chromosomu 13 – związana z agresywnymi formami chłoniaków
- Zespół „szylkretowych kocurów” – u kotów analogiczna mutacja powoduje nietypowe umaszczenie, u psów podobne mechanizmy mogą wpływać na pigmentację.
Mapowanie genomu psa
Postępy w genetyce pozwoliły stworzyć szczegółowe mapy DNA psów. Program DogMap, rozpoczęty w latach 90., umożliwił identyfikację ponad 19 tysięcy genów. Dziś wiemy, że genom psa dzieli z człowiekiem ~75% sekwencji, co tłumaczy podobieństwa w przebiegu wielu chorób.
Kluczowe odkrycia:
- Gen IL-7 odpowiedzialny za rozwój układu odpornościowego
- Gen SLC2A9 kontrolujący poziom kwasu moczowego (mutacje prowadzą do kamicy nerkowej u dalmatyńczyków)
- Gen POMC związany z otyłością u labradorów
Porównanie z genomem wilka ujawniło, że u psów domowych zmniejszyła się liczba genów związanych z trawieniem skrobi – to ewolucyjna adaptacja do diety bogatej w zboża.
Dziedziczenie cech u psów
Kolor sierści to klasyczny przykład mendlowskiego dziedziczenia. Za czarną maść odpowiada dominujący allel B, podczas gdy brązowa jest recesywna (bb). Ciekawostką jest gen M (merle), który w formie heterozygotycznej daje pożądane marmurkowe umaszczenie, ale w homozygocie może powodować głuchotę i ślepotę.
Hierarchia genów wpływających na umaszczenie:
- Gen E (extension) – decyduje, czy w ogóle powstanie ciemny pigment
- Gen K – kontroluje rozłożenie eumelaniny
- Gen A (agouti) – odpowiada za wzory typu pręgowany czy wilczasty
Przykład: Żółty labrador może mieć genotyp ee – brak ekspresji ciemnego pigmentu, mimo posiadania genów czarnej maści.
Różnorodność genetyczna ras
Hodowla selektywna stworzyła ponad 350 ras, ale zawęziła pulę genetyczną. Bernardyny niosą gen FGF4 predysponujący do dysplazji stawów, collie mają mutację MDR1 powodującą nadwrażliwość na leki, a buldogi francuskie – gen ADAMTS3 związany z obrzękiem dróg oddechowych.
Polimorfizm genów u wybranych ras:
- Owczarki niemieckie: gen SOD1 (zwyrodnienie rdzenia kręgowego)
- Dobermany: gen PDK4 (kardiomiopatia rozstrzeniowa)
- Jamniki: gen FGF5 (długość sierści)
Paradoksalnie, kundelki mają bardziej zróżnicowany genom, co zmniejsza ryzyko chorób dziedzicznych. U ras psów myśliwskich (np. wyżłów) zachowano większą różnorodność genów odpornościowych, by radziły sobie w naturalnym środowisku.