Крест

У некоторых голубей гладкая голова, как у их диких предков. Но у некоторых домашних голубей перья на затылке и шее встают, образуя хохолок.
Оба голубя, изображенные справа, окрашены в голубой цвет. У правого есть небольшой гребень, а у левого гребня нет.

Аллели и наследование

У голубей один ген контролирует наличие или отсутствие гребня. Этот ген существует в двух различных версиях или аллелях: «гребень» и «без гребня» («без гребня» также называют диким типом).
Голуби наследуют две копии гена гребня , по одной от каждого родителя. Два аллеля вместе составляют «генотип» птицы. То, что мы видим, также называемое «фенотипом», является физическим результатом этих двух аллелей.
Аллель «без гребня» доминирует над аллелем «гребня». Чтобы иметь хохолок, у птицы должно быть две копии аллеля «гребень».

От ДНК к белку: в поисках гена хохолка

Унаследованные характеристики являются продуктами белков, а белки кодируются генами. В конечном счете, различия в наших (и голубиных) унаследованных характеристиках возникают из-за различий в последовательностях ДНК наших генов. Различия в ДНК могут влиять на то, как белок функционирует, или когда и где белок производится.
В 2013 году группа исследователей из Университета штата Юта под руководством профессора Майка Шапиро определила генетическую вариацию, вызывающую фентойп гребня.
Чтобы найти ген хохолка , исследовательская группа изучила геномы 42 голубей (представляющих 37 пород, а также 2 диких птиц и близкородственный вид), у некоторых из которых был хохолок, а у некоторых — нет. Они сравнили последовательности ДНК и обнаружили область ДНК, которая отличалась у хохлатых и нехохлатых птиц. Область содержала один ген, названный EphB2 (сокращение от рецептора эфрина B2).
Когда исследователи посмотрели еще на 130 птиц, они увидели 100% корреляцию: все птицы с гребнями имели две копии «гребенчатой» версии EphB2 , а все птицы без гребней имели по крайней мере одну копию, а чаще две, версия EphB2 без гребня .
Группы из 3 нуклеотидов вдоль участка ДНК кодируют определенные аминокислоты в белке. Кодирующие белок части аллелей «гребень» и «отсутствие гребня» отличаются всего одним нуклеотидом, и они кодируют белки, которые отличаются всего одной аминокислотой. Небольшая часть последовательностей ДНК и аминокислот показана справа.

Читайте также:  Основополагающий набор генов

Аллели «хохолок» и «не гребень» кодируют немного разные белки

Фенотип гребня заметен очень рано, пока внутри яйца еще развивается цыпленок. Как только появляются перья на шее и голове, они начинают расти «назад». Вместо того, чтобы указывать вниз к хвосту, перья направлены вверх к макушке. Белок EPHB2, по-видимому, имеет какое-то отношение к установлению ориентации перьев еще на более ранних этапах развития.
Аллель «без гребня» кодирует нормально функционирующий белок. Он сидит в клеточной мембране, и когда к нему присоединяется определенный сигнал снаружи клетки, он передает сигнал внутрь клетки.
Аллель «гребень» кодирует сломанный белок. Разница в одной аминокислоте изменяет форму белка, делая его неспособным передавать сигнал.*
Птица с двумя нормальными аллелями производит только нормальный белок EPHB2. Когда у птицы есть один нормальный (т. е. «отсутствие хохолка») и один нарушенный (т. е. «хохолок») аллель, ее клетки производят как нормальный, так и нарушенный белок. Вокруг все еще достаточно функционирующего белка для передачи сигнала. Но птица с двумя сломанными аллелями производит только сломанный белок EPHB2, который не может передавать сигнал. Мы точно не понимаем, как именно, но когда сигнал не проходит, перья на шее вырастают вверх ногами — и у птицы появляется хохолок.
*Это наиболее вероятное объяснение, основанное на последовательности ДНК и наших знаниях о родственных белках. Однако нам нужно провести больше экспериментов, чтобы узнать наверняка.

Другие гены влияют на размер и форму гребня

В то время как один ген контролирует наличие гребня у голубя, множество других генов влияет на размер и форму гребня. Эти гены часто называют генами-модификаторами — вы можете думать о них как о генах, модифицирующих базовый фенотип хохолка.
Все птицы, показанные справа, несут две копии аллеля «гребень». Некоторые из гребней тонкие, а другие довольно экстремальные. Различия обусловлены разными аллелями-модификаторами. Вероятно, есть несколько модификаторов, каждый из которых имеет немного разные эффекты. Эти гены, вероятно, были отобраны несколькими заводчиками, работавшими с разными породами.
Мы не понимаем наследование этих генов-модификаторов или то, как именно они влияют на хохолок. Если они ведут себя как другие модификаторы, они могут кодировать белки, которые непосредственно взаимодействуют с EPHB2 или другими белками на том же молекулярном пути.

Читайте также:  Исследование микробного разнообразия: тогда и сейчас
Оцените статью
Генетика - сайт о науке
Добавить комментарий