Genetika

Základy

DNA (deoxyribonukleová kyselina) je nositelka genetické informace většiny organismů. Jsou v ní kódovány veškeré informace důležité pro život - růst (jak má živý organismus vypadat) a přežití organismu. DNA je biologická rozsáhlá molekula v podobě řetězce nukleotidů. Nukleotidy jsou složeny z cukru deoxyribózy, fosfátové skupiny a jedné ze čtyř nukleových bází. Informační funkci mají právě báze, jimiž může být adenin A, cytosin C, guanin G nebo thymin T. Dvě vlákna DNA se často spojují a vytvářejí známou dvoušroubovici. Každé vlákno míří opačným směrem a mezi protilehlými bázemi obou vláken se vytvářejí vodíkové můstky, dva mezi adeninem a thyminem a tři mezi cytosinem a guaninem. Jednotlivé části DNA se liší sledem těchto dvojic bází a právě tento kvartet A, C, G a T plní roli "písmen" genetického kódu. Klíčové jsou relativně krátké úseky. na těchto jsou v lokusech umístěny geny, které určují pořadí aminokyselin v molekulách proteinů, jsou to vlastně takové "recepty" pro výrobu bílkovin neboli proteinů. Každý gen obvykle obsahuje návod na sestavení jednoho proteinu. Proteiny poté například u zbarvení srsti ovlivňují produkci eumelaninu, který je zodpovědný za černé (při snížení množství šedé) zbarvení a hnědé (při snížení množství plavé) zbarvení či feomelaninu, který je zodpovědný za červené zbarvení (rty křečka) a žluté zbarvení. Jednotlivé geny pak ovlivňují biochemické reakce vzniku melaninu, nebo regulují množství produkovaného melaninu, množství melanocytů či jejich stavbu.

Nejdůležitější schopností DNA je schopnost replikace (tvorba kopií). Při replikaci vznikají z původní molekuly DNA dvě strukturně naprosto stejné dceřiné molekuly. Tímto způsobem je zajištěna kontinuita genetických informací v následujících generacích.

Genetická informace v buňkách eukaryotních organizmů není uložena v jediné molekule DNA. Namísto toho je rozdělena do několika úseků - chromozómů. Tyto úseky DNA tvoří komplex s různými proteiny a existují v jádře jako určité funkční jednotky. Soubor všech chromozómů v jádře buňky se nazývá karyotyp.

Chromozómy se nacházejí v jádrech většiny buněk organismu. Existují ve velmi podobných párech, nazývaných homologické. Znaky zakódované v chromozómu mají vždy svůj protějšek na sesterském chromozómu. Daný pár genů (na sesterských chromozómech) může být úplně stejný nebo odlišný. Konkrétní forma genu se nazývá alela a je to vlastně varianta genu na molekulární úrovni, kdy každá alela má nepatrný rozdíl v sekvenci nukleotidů DNA. Tyto nepatrné rozdíly vznikají mutacemi (změnami) v genotypu organismu. Většina mutací je zcela náhodná. V přírodě se udrží pouze výhodné či neutrální mutace, protože nevýhodné mutace mohou způsobit smrt či jiné nevýhody pro přežití. Např. přírodní zbarvení křečka syrského je zlaté, aby co nejvíce splývalo v polopoušti, odkud křeček syrský pochází. Pokud by se objevila mutace černá, zvíře by pravděpodobně neuniklo pozornosti predátora, tudíž by nemělo šanci se úspěšně rozmnožit a dále předávat své zmutované geny. Pokud jsou jednotlivé geny uložené na stejném chromozómu, jsou spolu v genové vazbě. Podle toho, jak jsou od sebe vzdálené, se dědí buď vždy společně (jsou velice blízko na chromozómu) nebo i odděleně. Obecně čím větší je vzdálenost obou genů na chromozómu, tím slabší je jejich vzájemná vazba.

Lokus je tedy místo genu na DNA. Různé lokusy se označují různými písmeny (např. A, B, C atd.), dominantní geny, což jsou geny, které stačí na to, aby se projevily, zdědit pouze od jednoho z rodičů, se označují velkými písmeny a recesivní geny, které musí zvíře zdědit od obou rodičů, se označují malými písmeny. Křeček syrský dědí vždy polovinu genetických informací od otce a polovinu od matky. Pokud jsou jednotlivé alely od obou rodičů stejné, je v dané vlastnosti homozygotní (například černý křeček (aa)), jsou-li odlišné je heterozygotní (například tmavý zlatý křeček, který nese gen pro černou barvu srsti (Aa)). Některé lokusy mohou mít i více alel např. lokus C. Mezialelické vztahy stejného genu jsou úplná či neúplná dominance a recesivita, případně kodominance. Příkladem dominance je například sazovitá zlatá (U_), recesivity černá (aa), neúplné dominance stříbrná šedá (Sg_), kdy SgSg křeček je více s)tříbrný šedý než Sgsg křeček. Kodominance je stav, kdy se obě přítomné alely projeví v celé míře a navzájem se neovlivňují.

Křeček syrský má 44 chromozómů, 22 párů. 21 párů jsou autozómy (nepohlavní chromozómy), které mají svůj přesný protějšek a jsou označovány čísly a 1 pár pohlavních chromozómů, které vypadají odlišně v mikroskopu, kdy jeden má jedno rameno výrazně zkrácené a dle toho se nazývá Y, druhý má tvar písmene X, dle toho se nazývá X. Jedinec XY je samec, XX samice. Na těchto chromozómech jsou samozřejmě i další geny, nejen pohlavní. Vzhledem k tomu, že jsou geny na pohlavních chromozómech přenášeny spolu s pohlavím, říká se jim pohlavně vázané. Na samičím chromozómu X je celý úsek DNA, který nemá svůj protějšek na chromozómu Y, je tam tedy i mnoho genů, které nemají protějšek na chromozómu Y. Tyto geny u samců určují jeho fenotyp. U samic je však zcela jiná situace, ty mají alely na obou chromozómech X. Zde však vše funguje trochu odlišně než u autozómů. Brzy na počátku vývoje jedince je vybráno jedno X v každé buňce, které bude aktivní po celý život samice, přičemž druhé X je deaktivováno. Říká se tomu lyonizace či inaktivace X. Každá z těchto původních buněk se dále dělí a vytváří tkáň a předává přirozený sklon k aktivaci stejného X, výsledkem je mozaiková samice, kdy některé části jsou pod nadvládou jednoho X a jiné zase pod nadvládou druhého. Například u žlutého genu, kdy jeden z rodičů předá alelu To a druhý to, je výsledkem želvovinová samice (Toto).

Genová vazba vzniká u genů, které jsou blízko sebe na jednom chromozómu. Geny se po té dědí od daného rodiče vždy společně. Pokud jsou geny na jednom chromozómu od sebe daleko, většinou dochází k jejich rozdělení při rekombinaci genů. K rekombinaci genů dochází při vzniku pohlavních buněk. Každý jedinec má 2 páry podobných chromozómů (po jednom od každého rodiče), oba dva vytvoří identické kopie sebe samých, říká se jim sesterské chromatidy, přičemž v počátku zůstávají spojené ve tvaru písmene X. Po té se všechny 4 části vzájemně rekombinují (vzájemně si vyměňují různé části), teprve po výměně dojde k jejich rozdělení. Vznikají tak 4 různě zkombinované pohlavní buňky, např. spermie a rozmanité genetické informace.

Mutace křečka syrského

Uvedeny jsou údaje v tomto pořadí: název, genetický symbol, z čeho je odvozený genetický symbol, rok a místo objevení mutace. Pokud zapisujeme geny, které vypadají stejně v homozygotní a heterozygotní formě, značíme neznámý údaj _.

Další mutace, které se mají za vyhynulé.

Mutace, které se objevily pouze v laboratořích.

Dědičnost

Ke křížení křečků vybíráme co nejlepší jedince s geny, které si přejeme vykřížit. Křeček by měl, pokud možno co nejvíce odpovídat výstavním standardům, které vydává Český křeččí klub www.krecciklub.cz či jiný křeččí klub v dané zemi.

Nejlepší je si vybírat co nejméně příbuzné jedince požadovaných vlastností. Zkušenější chovatelé mohou v případě potřeby využít i příbuzenskou plemenitbu, nicméně nesmí zapomínat na koncentraci dobrých, ale i špatných vlastností. Zpětné křížení probíhá mezi otcem či matkou a potomstvem (otec x dcera, matka x syn), sourozenecké křížení probíhá na úrovni dvou sourozenců (bratr x sestra). Nejriskantnější je sourozenecké křížení. Další, méně riskantní, je liniová plemenitba, kdy se vybírají vzdálenější příbuzní (např. bratranec x sestřenice).

Dominantní geny jsou jednodušší v tom, že je stačí získat pouze od jednoho z rodičů. Příkladem může být gen pro sazovitou barvu srsti U_. V ideálním případě máme jednoho z rodičů v této vlastnosti homozygotního UU a při křížení s jakýmkoliv křečkem danou vlastnost mají všichni potomci. Sestavíme - li kombinační čtverec (matematickou pomůcku genetiků) pro homozygotního sazovitého (UU) křečka a tmavě zlatého (uu) křečka syrského (všimněme si označení tmavě zlatého křečka jako uu, nemusíme vypisovat všechny geny, stačí pouze lokus u), bude vypadat takto:

UU x uu

Výsledek: 100% sazovitá (Uu)

Další příklad je heterozygotní sazovitý (Uu) a tmavý zlatý (uu):

Uu x uu

Výsledek: 50% sazovitá (Uu) a 50% tmavá zlatá (uu)

Recesivní geny musí mládě křečka zdědit po obou rodičích. Recesivní geny se občas objeví, i když danou vlastnost neočekáváme. V ideálním případě máme oba rodiče homozygotní pro danou vlastnost. Příkladem může být krytí dvou černých (aa) křečků:

aa x aa

Výsledek: 100% černá (aa)

 Další příklad je černý (aa) a tmavý zlatý (AA):

aa x AA

Výsledek: 100% tmavá zlatá (Aa)

Jistě jste si všimli, že v předchozím případě se nenarodilo žádné černé mládě. To by se mělo změnit v dalším křížení, kdy se bude jednat o příbuzenskou plemenitbu buď otec x dcera anebo bratr x sestra. První varianta by měla dát více mláďat s danou vlastností, ale je méně bezpečná, druhá méně, ale je bezpečnější. Uvedeme si oba příklady. Začneme s otcem a dcerou. Otec je černý (aa), dcera tmavá zlatá (Aa):

aa x Aa

Výsledek: 50% tmavá zlatá (Aa), 50% černá (aa)

V druhém příkladu jsou oba křečci tmaví zlatí (Aa):

Aa x Aa

Výsledek: 75% tmavá zlatá (AA a Aa) a 25 % černá (aa)

Kombinační čtverce pro více genů začínají být složitější. Čím více genů máme, tím složitější bude vyplňovat kombinační čtverce. Příkladem může být křížení čokoládového (aabb) křečka a tmavého zlatého křečka, který nese gen pro černé a rezavé zbarvení (AaBb):

aabb x AaBb

Výsledek: 25% tmavá zlatá (AaBb), 25% rezavá (Aabb), 25% černá (aaBb) a 25% čokoládová (aabb)

Genová vazba nám trochu mění situaci, protože pokud jsou některé geny ve vazbě (blízko sebe na stejném chromozómu), dědí se téměř vždy společně. U křečka syrského se jedná o geny páskovaný (Ba_) a dlouhá srst (ll), tmavouchý albín (c(d)c(d)), případně extrémně zředěná (c(e)c(e)) a skořicová (pp) a sazovitá (U_) a satén (Sasa). Normálně křeček se dvěma vlastnostmi produkuje čtyři druhy gamet ve stejném poměru. Zlatý páskovaný křeček, který nese gen pro dlouhou srst (BabaLl) by měl tedy produkovat 25% BaL, Bal, baL a bal. Jenže díky genové vazbě neprodukuje všechny čtyři druhy stejnoměrně. Pokud je alela Ba na stejném chromozómu jako alela L a na druhém chromozómu je alela ba a l, křeček produkuje ve většině případů pouze BaL a bal. Výjimečně může dojít k překřížení a křeček vyprodukuje i Bal a baL To nám ovšem ovlivňuje výsledky křížení, kdy se nám výjimečně může narodit i například páskované dlouhosrsté (Baball) mládě (při křížení s nepáskovaným dlouhosrstým (baball) křečkem. Genová vazba tedy "narušuje" genotypový poměr a mění výsledky ve prospěch genové vazby.

Pohlavně vázané geny se zapisují i s označením pohlaví. Nejprve si ukážeme kombinační čtverec pro dědění pohlaví. Samec (XY) a samice (XX):

XY x XX

Výsledek: 50% samice (XX) a 50% samec (XY)

Nyní přidáme do čtverce pohlavně vázané geny. U křečka syrského je jediný takový gen a to je žlutá (To_). Příkladem může být křížení žlutého samce (ToY) a tmavé zlaté samice (toto):

ToY x toto

Výsledek: 50% tmavá zlatá želvovinová samice (Toto) a 50% tmavý zlatý samec (toY)

V dalším příkladu vezmeme tmavě zlatého (toY) samce a žlutou (ToTo) samici.

toY x ToTo

Výsledek: 50% tmavá zlatá želvovinová samice (Toto) a 50% žlutý samec (ToY)

Žlutý gen se tedy přenáší na syny pouze od matky a od otce pouze na dcery.

Epistáze (nebo maskování) je v genetice situace, kdy je aktivita jednoho genu maskována efekty genu jiného. Příkladem je mutace tmavouchý albín (c(d)c(d)), kdy toto zbarvení srsti maskuje všechna ostatní zbarvení. Je to proto, že gen tmavouchý albín odstraňuje téměř veškerý pigment. Jedině v kombinaci se skořicovým genem (pp) je projev skořicového genu vidět na uších křečka, kdy se této barevné kombinaci říká albín s pleťově zbarvenýma ušima (c(d)c(d)pp). Dalším příkladem je krémová s černýma očima (ee), kdy je aktivita černého (aa) genu maskována krémovým genem tím, že krémový gen odstraní ze srsti veškerý eumelanin. Krémový gen taktéž maskuje i žlutou (To_).

Letalita (smrtnost) se objevuje u některých genů, které by se tedy neměly křížit dohromady. Jedná se o gen světle šedá (Lglg) a dominantně tečkovaný (Dsds). Při křížení dvou světle šedých křečků (Lglg x Lglg) 25% mláďat (LgLg) nepřežije a umírá v děložních rozích či krátce po porodu.

Určení genotypu

Křeček syrský má mnoho mutací zbarvení srsti, ze kterých se dají kombinovat mnohé další barevné kombinace. Při určování genotypu křečka syrského vycházíme z jeho fenotypu (z toho, jak křeček vypadá). Máme zde jak mnoho základních aguti zbarvení, aguti křečci mají aguti znaky: lícní proužky, půlměsíce, hrudní proužek a světleji zbarvenou podsadu (například tmavá zlatá, rezavá, skořicová), tak několik neaguti základních barev, kdy je křeček jednobarevný, přičemž má často bílou na bradě, bílý hrudní proužek, bílou na bříšku a nohou (černá, krémová s černýma očima, tmavouchý albín).

Přírodní zbarvení křečka syrského je tmavá zlatá (++). Jeho genotyp by se dal také zapsat jako řada všech již zmutovaných genů v přírodní podobě: AABBbabaBsBsCCDDDgDgdsdsEEHrHrLLlglgPPRdRdRxRxsasasgsgto_tutuuuwhwh.

Skořicový křeček (pp) by se dal zapsat obdobně: AABBbabaBsBsCCDDDgDgdsdsEEHrHrLLlglgppRdRdRxRxsasasgsgto_tutuuuwhwh.

Pro zjednodušení však zapíšeme pouze ++ či pp (tedy pouze změněné geny). Pro kombinační čtverec přidáváme ještě změněné geny protějšků. Tedy černá x rezavá zapíšeme aaBB x AAbb.

Základní zbarvení

Máme 14 základních barev srsti (včetně přírodní tmavé zlaté, zředěné - pouze ředí barvy a sazovité - přidává sazovitý povlak ostatním barvám a s krémovou vytváří zbarvení sobolí). Tučně jsou vyznačena zbarvení, která mají výstavní standard (BHA - British Hamster Association): 

Barevné kombinace

Základní zbarvení lze různě kombinovat, příliš velké množství barev má za následek neidentifikovatelné zbarvení. Kombinací je spoustu, uvádíme zde pouze nejběžnější zbarvení, přičemž standardní barvy jsou opět tučným písmem, dvoubarevné kombinace:

Tří a více barevné kombinace:

Kresby srsti

Křeček syrský má několik druhů kreseb srsti. Všechny až na jednu přidávají bílé skvrny či oblasti. Výjimkou je kresba želvovinová, která přidává žlutou.

Délky srsti

Křeček syrský má tři délky srsti:

Typy srsti

Křeček syrský má tři typy srsti:

Barva očí

Přírodní zbarvení očí je černé. Některé geny pro zbarvení či kresbu srsti mohou měnit i barvu očí od růžové až po granátovou. Tmavouchý albín (c(d)c(d)) má červené oči, skořicový křeček (pp) má taktéž červené oči, nicméně s věkem tmavnou do granátové a vypadají jako černé (již ve věku dvou měsíců). Dominantně tečkovaný křeček (Dsds) může mít taktéž červené oči, extrémně zředěný křeček (c(e)c(e)), bílé břicho/šiml (Whwh) mohou mít při zasvícení silným světlem do očí červené kroužky v očích. Rezavý křeček (bb) může mít červené oči v případě, že je zároveň dominantně tečkovaný (Dsds) a  bílý spodek/bíle stříkaný křeček (bsbs) má v kombinaci s dominantně tečkovaným křečkem (Dsds) taktéž červené kroužky v očích, pokud se mu do nich zasvítí, přičemž nejlépe viditelné je to ve tmě.

Barva uší

Přírodní zbarvení uší je tmavě šedé, černí křečci (aa) mají barvu uší černou, rezaví křečci (bb) světle hnědou, zředění křečci (dd) zředěnou a skořicoví (pp) růžovou. Ruští stínovaní křečci (p(rs)p(rs)) mají uši s flíčky světle šedé, dále se objevují u některých kreseb srsti fleky na uších (páskovaný (Ba_), dominantně tečkovaný (Dsds)).

Zjišťování genotypu

Více informací o genotypu křečka lze zjistit, pokud známe jeho rodiče či pokud má potomstvo.

Rodiče nám dávají informace o dominantních i recesivních genech. Pokud má  jeden z rodičů dominantní gen v homozygotní formě, 100% potomstva jej má v heterozygotní formě (stříbrný křeček (SgSg) má veškeré potomstvo alespoň heterozygotní stříbrné šedé (Sgsg)), pokud je v dané dominantní vlastnosti rodič heterozygotní, mohou ho potomci zdědit, ale nemusí (heterozygotní stříbrný šedý rodič (Sgsg) může, ale nemusí, danou vlastnost předat potomkovi, tedy potomek může být heterozygotní stříbrný šedý (Sgsg) či bez stříbrného genu (sgsg)). Pokud mají oba rodiče některý recesivní gen, je jasné, že ho musí mít i jejich potomstvo (pokud jsou oba rodiče černí (aa), musí být 100% potomstva černé (aa)), pokud má jeden z rodičů recesivní gen a u potomka se neprojeví, musí tento gen dále přenášet (rodič je černý (aa), potomek je nečerný, ale nese gen pro černou (Aa)). 

Potomstvo nám taktéž dává informace jak o dominantních, tak o recesivních genech. Pokud má mládě některý z dominantních genů, musíme hledat u rodičů, který z nich jej mohl potomkovi předat (mládě je páskované (Baba), ale ani jeden z rodičů nevypadá jako páskovaný (Ba_), přičemž například zjistíme, že když je otec tmavouchý albín (c(d)c(d)) a matka tmavá zlatá (++), musí tento gen pocházet od otce, který je zároveň páskovaný (Ba_), ale jeho zbarvení srsti maskuje jeho kresbu srsti). U recesivních genů nám zase mládě doplňuje genotyp rodičů, kdy černé mládě (aa) muselo mít buď černé rodiče (aa) anebo tmavé zlaté rodiče, kteří nesou gen pro černé zbarvení srsti (Aa).

Je tedy dobré se vždy podívat na rodiče vašeho křečka (co mláděti museli či mohli předat) a na případné potomstvo vašeho křečka (co svým mláďatům musel předat váš křeček).

Nedoporučovaná křížení

Na závěr si uvedeme, co s čím raději nekřížit a z jakých důvodů.

Začneme u letálních genů, tedy dominantních genů jejichž přítomnost ve dvou kopiích (od otce i matky) znamená smrt části potomstva, což není dobré ani pro matku (může mít problémy při porodu), ale hlavně pro potomstvo, které zemře ještě v děložních rozích či krátce po porodu. Není tedy vhodné křížit spolu dva křečky, kteří jsou světle šedí (Lglg x Lglg) a dominantně tečkovaní (Dsds x Dsds), protože se nám mohou narodit LgLg a DsDs jedinci, kteří zemřou.

Dále se jedná o geny, které způsobují ve dvojici vážné zdravotní potíže jedince: křížení dvou křečků s genem bíle břicho/šiml (Whwh x Whwh) nám vyprodukuje 25% potomstva, kteří jsou bezocí bílí (WhWh), tedy slepí a mnohdy i hluší, žijí tedy celý život ve tmě a tichu zároveň.

Nevhodné je i křížení bezsrsté samice (hrhr), která není schopna produkovat mléko.

Dále máme estetické problémy u dvou saténových křečků (Sasa x Sasa), kdy se narodí dvojitě saténoví křečci (SaSa), kteří jsou celkem nevzhlední.

Není dobré křížit ani příliš mnoho barev srsti dohromady, protože nám vzniká neidentifikovatelný mix. Zvláště sobě podobné barvy dohromady, tedy tmavě šedá (dgdg), světle šedá (Lglg) a stříbrná šedá (Sg_). Dále například rezavá (bb) x skořicová (pp) a krémová s černýma očima (ee) x žlutá (To_).