Genetiikkaa

Genetiikan ABC

Teksti ja kaaviot: Tiina Kuusama

Johdatus perinnöllisyyteen

Tämän tekstin tarkoituksena on yrittää selventää vastausta kysymykseen "mitä tulee kun yhdistän tämän ja tuon väriset hiiret?", ei mennä monimutkaisuuksiin. Selvyyden tähden olen käyttänyt joitakin "vääriä" termejä ja yrittänyt muutenkin karsia termit minimiin. Tulisi muistaa, että kasvatus ja genetiikka pitävät sisällään paljon muutakin kun vain värien periytymisen.

Oletan, että tunnet jonkin verran hiirivärejä ulkonäöltä, sillä käytän paljon esimerkkejä. Jollet tunne, käy tutustumassa niihin ensin muunnokset-osiossa.

Mitkä ihmeen geenit?

Jokaisen yksilön ulkonäön ja joukon muitakin seikkoja määräävät perintötekijät eli geenit. Ne määräävät esimerkiksi, että sinulla on ruskeat hiukset ja hiirellä musta turkki. Ulkoiset tekijät vaikuttavat myös: aurinko haalistaa hiuksia ja huonosti ruokittu hiiri ei välttämättä kasva niin suureksi, kuin jos se olisi ruokittu hyvin.

Jatkossa tässä artikkelissa puhutaan vain geeneistä, jotka vaikuttavat hiiren väriin. Lisäksi geenit määräävät myös hiiren koon ja tyypin, vaikuttavat jopa luonteeseen ja niin edelleen.

Värigeenit ja muuntelevat geenit

Hiirillä voidaan ajatella olevat kahdenlaisia geenejä: värigeenejä ja muuntelevia geenejä. Värigeenit määräävät esimerkiksi että dovella on punaiset silmät ja harmaa perusväri. Muuntelevat geenit määräävät esimerkiksi kuinka tumma tai tasainen dove on. Muuntelevat geenit ovat syy siihen, miksi saman väriset hiiret voivat olla hyvinkin eri näköisiä.

Värigeenit tunnetaan kaikki, ja niistä pystytään laskemaan todennäköisyyksien avulla "mitä tulee kun yhdistän tämän ja tuon väriset hiiret". Muuntelevia geenejä ei tunneta samalla tavalla, vaikkakin niihin voidaan vaikuttaa jalostuksella (yhdistämällä aina mahdollisimman hyvän värisiä hiiriä keskenään, on poikasillakin suurempi todennäköisyys olla hyvän värisiä).

Kaavio 1

Kaavio 1: Periytyminen sukupolvittain

Jatkossa puhutaan vain värigeeneistä, muuntelevat geenit käsitellään osassa 3.

Periytyminen

Geeneistä aina puolet tulevat isältä ja puolet emolta. Vaikka poikanen näyttäisikin enemmän jommalta kummalta vanhemmistaan, geenit ovat aina 50-50.

Sinulla on iso musta ja pieni valkoinen hiiri. Yhdistät nämä ja saat keskikokoisia valkomustia hiiriä, eikö? Ehei. Todellisuudessa asia ei olekaan näin yksinkertainen.

Lokus-lokerot

Hiirten erilaisia geenejä merkitään kirjaimilla, kuten A ja P. Kirjain voi olla joko iso tai pieni, riippuen sen vaikutuksesta (lisää edempänä). Samat kirjaimet kuuluvat samaan "lokeroon". Näitä "lokeroita" kutsutaan lokuksiksi. Yhden lokeron geenit vaikuttavat tiettyyn (tai tiettyihin) ominaisuuteen, toisen lokeron geenit taas toiseen ominaisuuteen.

Jokaisella hiirellä on jokaisessa lokerossa kaksi geeniä. Toinen on peritty isältä ja toinen emolta. Otetaan esimerkiksi A-lokero. Poikasella on A-lokerossaan kaksi geeniä. Toinen on isän A-lokerosta ja toinen emon A-lokerosta. Kumpikin vanhemmista voi antaa kumman tahansa omassa A-lokerossaan olevista geeneistä. Sattuma määrää kumman.

Tärkeimpiä väreihin vaikuttavia lokus-lokeroita on yhteensä 5: A, B, C, D ja P sekä kuvioilla omansa. Kaikissa lokus-lokeroissa on olemassa erilaisia geenejä (esim. A ja a). Hiiriyksilön lokus-lokeroon mahtuu aina vain kaksi geeniä. Ne voivat olla mitkä tahansa olemassa olevista "vaihtoehdoista". Muitakin väriin vaikuttavia lokuksia on, mutta niiden merkitys lemmikkihiirikannoissa on vähäinen.

Merkintätavoista

Dominoivaa geeniä merkitään aina isolla kirjaimella (A, B, C, D, P). Resessiivistä geeniä merkitään taas aina pienellä kirjaimella (a, b, c, d, p). Koska joissakin lokuksissa erilaisia geenejä on enemmän kuin kaksi, ne erotetaan yläindeksillä: esim. ch ja ce tai a ja at. Geeneillä on oma hierarkiansa, arvojärjestyksensä, jossa saman lokuksen eri geenit ovat eri "arvoisia". Toisin sanoen toinen on dominoivampi tai resessiivisempi kuin toinen. Esim. Ay dominoi A:ta joka puolestaan dominoi (osin) at:tä joka dominoi a:ta.

Aina geenit eivät kuitenkaan dominoi (peitä) toisiaan kokonaan, vaan molempien geenien vaikutus voi näkyä hiiren ulkoasussa. Tästä hyvänä esimerkkinä ovat C-lokuksen resessiiviset (väistyvät) geenit.

Dominoiva geeni kirjoitetaan aina ennen resessiivistä, esim. A/a eikä a/A.

Esim. agouti voi olla sekä A/A tai A/a, mutta jos emme tiedä kyseisen agoutin vanhempien värejä ja kyseinen agouti ei ole saanut poikasia, emme voi tietää kumpaa se on. Tällaisessa tapauksessa merkitään A*. Hiirestä siis näkee päällepäin, että sillä on A, koska se on agouti. Sen sijaan päällepäin ei voi nähdä, onko toinen geeni A vai a. Siksi sitä merkitään *:llä, jos ei olla varmoja.

Jokaisella hiirellä on jokaisessa lokuksessa kaksi geeniä. Näistä kuitenkin merkitään yleensä vain resessiiviset. Merkitsemättä jätetyt geenit ovat siis dominoivia. Esim. blackia merkitään yleensä vain a/a:lla, vaikka sen koko geneettinen koodi on a/a B/* C/* D/* P/*. Jos taas tiedämme, että black kantaa p:tä, se voidaan merkitä a/a P/p ja koko geneettinen koodi on a/a B/* C/* D/* P/p.

Dominoiva ja resessiivinen sekä niiden periytyminen

Otetaanpa esimerkki heti alkuun. A-lokerossa on kahdenlaisia geenejä A ja a. Hiirellä voi siis olla omassa A-lokerossaan kaksi A:ta, kaksi a:ta tai yksi A ja yksi a. Eli A/A, a/a tai A/a. A-lokerossa olevat geenit määräävät onko hiiri agouti vai black. A tarkoittaa agoutia ja a blackia.

A/A hiiri on varmastikin agouti ja a/a black. Mutta entäpä A/a? Eihän hiiri voi olla kahden värinen yhtä aikaa? Eipä tietenkään. A/a hiiri on agouti, sillä A on dominoiva eli peittävä, ja a resessiivinen eli väistyvä. Tämä tarkoittaa sitä, että A "peittää" a:n. Hiiri, jolla on yksikin A on siis agouti, vaikka sillä olisi lisäksi myös a.

Resessiivisiä geenejä tarvitaan aina kaksi. Hiiri siis tarvitsee kaksi a:ta jotta se voisi olla black.

Otetaanpa nyt agouti uros, jolla on kaksi A:ta eli A/A. Otetaan myös black naaras, jolla on kaksi a:ta eli a/a. Yhdistetään nämä hiiret keskenään.

Isä voi antaa syntyville poikasille kumman tahansa niistä geeneistä, jotka sillä on omassa A-lokerossaan. Samoin emo.

Kaavio 2

Kaavio 2: A/A + a/a

Vaikka sattuma määrääkin kumpi geeneistä poikaselle osuu, esimerkkimme hiiristä agouti voi antaa poikasille vain A:n, koska sillä on A-lokerossaan kaksi A:ta, eikä muuta. Black taas voi antaa poikasille vain a:n, koska sillä on A-lokerossaan kaksi a:ta, eikä muuta. Jokainen poikanen saa siis yhden A:n ja yhden a:n. Koska niillä on iso A ne ovat agouteja.

Agoutista ja blackista syntyi siis pelkästään agoutia.

Mutta hetkinen. Mitä virkaa sillä a:lla sitten on, jos se ei kerran näy päällepäin? Sanotaan, että poikaset kantavat a:ta. Niillä on A-lokerossaan A ja a. a ei näy päällepäin, mutta se on silti siellä.

Otetaanpa toinen esimerkki. Otetaan kaksi agoutia, joilla on molemmilla A ja a, eli A/a (kuten edellisen esimerkin poikasilla). Nyt, molemmat vanhemmat voivat antaa kumman tahansa geenin poikasille. Isä voi siis antaa A:n tai a:n, koska sillä itsellään on ne molemmat. Samoin emo.

Kaavio 3

Kaavio 3: A/a + A/a

Neljästä poikasesta yksi sattui saamaan kaksi A:ta eli A/A. Se on siis agouti. Kaksi poikasista sattui saamaan yhden A:n ja yhden a:n, eli A/a. Nekin ovat agouteja, koska niillä on iso A. Yksi poikasista sattui saamaan molemmilta vanhemmiltaan a:n, joten sillä on niitä kaksi, eli a/a. Nyt, koska poikasella on kaksi a:ta, se on black.

Kaksi agouti vanhempaa saivat siis myös black-poikasen. Agoutista voi syntyä blackia, mutta blackista ei agoutia. Miksei?

Kaavio 4

Kaavio 4: a/a + a/a

Kummallakin vanhemmalla on kaksi a:ta. Ne voivat siis antaa kumpikin poikasille vain a:n. Näin ollen kaikki poikaset saavat kaksi a:ta eli a/a. Ne ovat siis kaikki blackeja.

Samalla tavoin kahdesta A/A agoutista ei synny muuta kuin A/A agoutia.

Otetaanpa vielä yksi esimerkki. Yhdistetään agouti, jolla on A/a ja black jolla on a/a. Black voi antaa poikasille vain a:n. Agouti voi antaa poikasille A:n tai a:n.

Kaavio 5

Kaavio 5: A/a + a/a

Nyt poikasissa on agouteja, jotka saivat black-vanhemmaltaan a:n, ja agouti vanhemmaltaan A:n. Ne ovat siis A/a. Poikasissa on myös blackeja, koske ne saivat molemmilta vanhemmiltaan a:n. Ne ovat siis a/a.

Blackista ja agoutista syntyi siis molempia värejä.

Epätäydellinen dominanssi

Yleensä geenit ovat kuten yllä on kuvattu joko dominoivia tai resessiivisiä toisiinsa nähden. Esimerkiksi A dominoi a:ta, jolloin A/A ja A/a hiiret ovat agouteja ja a/a hiiret mustia. On kuitenkin olemassa myös joukko geenejä, jotka dominoivat toisiaan vain osittain. Esimerkiksi Wsh, joka aiheuttaa banded kuvion. w/w hiiret ovat yksivärisiä, Wsh/w hiiret ovat banded-kuviollisia ja Wsh/Wsh hiiret lähes valkoisia, joilla on vain vähän väriä päässä ja takaosassa. Kolme erilaista lopputulosta on siis mahdollisia, kun A:n ja a:n kanssa niitä oli vain kaksi.

Yhteisvaikutus

Tähän asti ollaan puhuttu vain yhden geenin vaikutuksesta. Esim. A/* on agouti ja a/a on black. Tällöin hiiri onkin "muuttunut" a/a-geenien vaikutuksesta yksivärisen mustaksi. Tai P/* on mustasilmäinen agouti ja p/p on punasilmäinen argente, jolloin paitsi mustat silmät ovat vaalentuneet punaisiksi, myös agoutin karvanväri on vaalentunut. Mutta entäpä a/a pp? a/a p/p on dove. a/a-geenit ovat aiheuttaneet yksivärisen mustan karvan, ja p/p-geenit puolestaan vaalentaneet sen harmaaksi ja muuttaneet mustat silmät punaisiksi.

Hiiren väriin vaikuttavat siis useammat geenit yhtä aikaa.

Peittävyys

Teksti: Ciska Supple

Dominoivien ja resessiivisten geenien maailmassa alleelit ovat aina joko dominoivia tai ressessiivisiä saman lokuksen alleeleihin nähden. Esimerkiksi A dominoi a:ta ja molemmat ovat agouti -lokuksen geenejä. On kuitenkin mahdollista, että yhden lokuksen alleelit peittävät toisen lokuksen vaikutuksen. Hyvä esimerkki tästä on albiinogeeni. Albiinogeeni merkitään tunnuksella c ja se on resessiivinen. Geenin vaikutukset eivät (yksinkertaistettuna) näy, ellei eläin ole homotsygoottinen c/c. Geenin vaikutuksesta eläimen turkissa tai silmissä ei ole väriä, jolloin turkki on valkoinen ja silmät vaaleanpunaiset. Eläin on tällöin väriä pink eyed white eli PEW.

Jos meillä on eläin, joka on A/A c/c, tiedämme aiemmin käsitellyn perusteella että A/A tarkoittaa sitä että eläin on agouti-lokuksen osalta väriltään Agouti. c/c eläimen geenikaavassa kuitenkin kertoo meille, että eläin onkin PEW. Eläimen agouti väritys siis peittyy albiinogeenien vaikutuksesta. Itse asiassa ei ole vaikutusta sillä mitä muita geenejä eläimellä on: jos sillä on c/c, on väri aina PEW. Näin ollen niin A/a c/c kuin a/a c/c:kin ovat molemmat albiinoja. a/a b/b c/c, A/a c/c d/d, a/a c/c p/p jne - kaikki PEWejä. Näin ollen väriltään pink eyed white hiiri voi olla "piilotetulta" väriltään lähestulkoon mikä hyvänsä. Lähestulkoon, sillä c/c -hiiri ei voi kantaa muita c-lokuksen tuottamia värejä kuten vaikkapa bone, chinchilla, himalayan, siamese. Ei siis kannata hämmästyä, jos saa varsin yllättäviäkin tuloksia astuttaessaan PEW:n ja jonkun toisen värisen hiiren keskenään!

Osaan 2: Taulukkolaskenta

Takaisin alkuun