Рецессивный красный

Птицы с рецессивной красной окраской имеют сплошной оттенок красновато-коричневого цвета.
Рецессивный красный цвет сильно отличается от пепельно-красного фенотипа, вызванного геном окраски . Рецессивный красный также генетически отличается как цветом , так и распространением .
Птица справа не только рецессивная красная, у нее также есть хохолок и муфта . Если вы встретите его в своем районе, вы можете даже не узнать в нем голубя, но это так.

У голубей один ген контролирует наличие или отсутствие рецессивной рыжей окраски. Этот ген существует в двух различных версиях или аллелях: «рецессивный красный» и то, что мы называем «не рецессивным красным», которое также считается «диким типом».
Голуби наследуют две копии рецессивного красного гена, по одной от каждого родителя. Два аллеля вместе составляют «генотип» птицы. То, что мы видим, также называемое «фенотипом», отражает взаимодействие этих двух аллелей.
Как следует из названия, «рецессивный красный» аллель является рецессивным по отношению к «не рецессивному красному» аллелю. Чтобы иметь рецессивную красную окраску, птица должна иметь две копии «рецессивного красного» аллеля.

Ген, контролирующий рецессивный красный цвет, отделен от гена, контролирующего окраску . Во-первых, цвет сцеплен с полом, а рецессивный красный — нет. Кроме того, рецессивный красный является эпистатическим по отношению к цвету. То есть, какими бы ни были основные аллели окраски , птица с двумя рецессивными аллелями красного цвета всегда будет иметь рецессивную красную окраску.
Вы могли заметить, что рецессивное распределение красного цвета похоже на распространение фенотипа. Хотя они выглядят одинаково, они контролируются разными генами. На самом деле, рецессивный красный фенотип отличается от любого из распространенных фенотипов, независимо от основного цвета — даже от пепельно-красного. (Раскидистые пепельно-красные птицы имеют очень светлый красноватый оттенок; рецессивные рыжие птицы намного темнее.)
Рецессивный красный также эпистатичен для распространения. Обратите внимание на иллюстрацию справа: обе рецессивные красные птицы выглядят одинаково, независимо от того, имеют ли они аллель распространения или нет.
Также справа показано, что рецессивный красный цвет является эпистатическим по отношению к паттерну . Поскольку пигмент у рецессивных красных птиц распределен равномерно по всем перьям, любой основной рисунок скрыт.
Важно помнить, что хотя у рецессивных красных птиц нет фенотипа окраски, распространения или рисунка, у них всегда есть два аллеля для каждого из этих генов (за исключением того, что самки имеют только один цветовой аллель).
Гены, которые контролируют рецессивный красный цвет, распространение, цвет и рисунок, влияют на синтез и распределение молекул пигмента, называемых меланинами. Взаимодействия между этими генами являются причиной их эпистатических отношений. Гены, которые взаимодействуют эпистатически, часто являются частью одних и тех же биохимических путей.

Внутри меланоцита (пигментной клетки)…

Вариации гена Sox10 влияют на окраску других животных, включая мышей и кур.

На первый взгляд мы можем видеть две вещи, происходящие с пигментами меланина у рецессивных красных птиц. Во-первых, в перьях в основном красный меланин с очень небольшим количеством черного и коричневого. Во-вторых, меланин распределяется равномерно во всех перьях, нарушая любой лежащий в основе рисунок или распространяющийся генотип.
Внутри птичьих клеток молекулярный механизм рецессивного красного довольно сложен и до конца не изучен. Но те части, которые мы понимаем, интересны и стоят того, чтобы их изучить.
И цвет , и рецессивный красный ген влияют на синтез пигментов, называемых меланинами, которые вырабатываются в структурах, называемых меланосомами, в клетках, называемых меланоцитами. Но два гена кодируют белки, которые участвуют в разных стадиях синтеза меланина. Ген окраски — Tyrp1 , и он кодирует белок TYRP1. (Для получения более подробной информации посетите страницу цвета .) Рецессивный красный ген называется Sox10 , и он кодирует белок SOX10.
Нормальная функция белка SOX10 состоит в том, чтобы «включать» другие гены, включая Tyrp1 . Когда гены включены, из них производятся белки, и белки доступны для выполнения своей работы.
Аллель «не рецессивный красный» является «нормальной» версией гена Sox10 . В норме этот ген включен в меланоцитах. Произведенный из него белок SOX10 включает ген Tyrp1 , и белок TYRP1 создается (или, в случае коричневого аллеля, не производится). Затем TYRP1 выполняет свою работу на пути синтеза меланина.
Аллель «рецессивный красный» представляет собой «сломанную» версию Sox10 . У аллеля отсутствует большой участок ДНК, что позволяет ему включаться в меланоцитах. Хотя он все еще может быть включен в других клетках, его активность в меланоцитах очень низка. Когда у птицы есть только один сломанный аллель Sox10 , другой аллель все еще производит достаточно белка SOX10, чтобы включить цвет/Tyrp1 (и другие гены). Но когда оба аллеля нарушены, образуется мало белка SOX10, и гены, которые он регулирует, остаются выключенными. Этот механизм объясняет рецессивный характер наследования рецессивного красного.
Причина, по которой рецессивный красный является эпистатическим по отношению к цвету, заключается в том, что рецессивный красный работает «вверх по течению» от цвета. Если вы думаете о производстве меланина как о сборочной линии, «рецессивный красный» аллель останавливает сборочную линию на более раннем этапе, до этапа, который выполняет белок TYRP1.
Мы можем сделать вывод, что SOX10 работает с дополнительными генами помимо Tyrp1 , потому что удаление только активности TYRP1 вызывает коричневый фенотип. Коричневый отличается от рецессивного красного как цветом пигмента, так и распределением по телу.
Хотя мы не понимаем на молекулярном уровне, почему рецессивные красные птицы также имеют фенотип, подобный распространению, разумное предположение состоит в том, что белок SOX10 действует выше по течению и на том же молекулярном пути, что и ген распространения .

Изменения в последовательности ДНК в регуляторных переключателях гена могут повлиять на то, когда, где и сколько белка производится из этого гена. Изменения в переключателях являются важными движущими силами эволюционных изменений. Дополнительные примеры см. на странице Old Genes, New Tricks .