UVOD U GENETIKU KANARINACA!.

Uvod u genetiku kanarinaca


Uzgoj i selekcija domestificiranih ptica moraju se uvijek zasnivati na barem osnovnom

poznavanju praktične genetike - znanosti koja se bavi proučavanjem mehanizaina nasljeđivanja.

Nasljeđivanje je, znamo, prijenos svojstava s roditelja na potomstvo. Dakle, genetika proučava gene

(naziv) i informacije o nasljeđivanju. Geni se mogu opisati kao biološke jedinice naslje i đ vanja. a

predstavljaju onaj sitni djelić kromosoma koji sadrži informacije za izradu pojedine bjelančevine ili

dijela složene bjelančevine. Kromosomi, opet, su štapičaste tvorbe u jezgri stanice organizma,

prijenosnici nasljednih svojstava. Moglo bi se reći da su oni „prtljažnik" koji nosi

dezoksiribonukleinsku kiselinu (DNK) svakog organizma. Kromosomi se nalaze u nitima

nazvanima kromatidama. Svaku kromatidu na dva kraka dijeli centromer ili središnje suženje.

Krakovi mogu biti iste ili različite dužine, što kromosomima daje različit oblik i omogučuje njihovu

klasifikaciju. U diobi se kromosomi vežu za diobeno vreteno kinetohorom, a sestrinske se kromatide

razdvajaju. Parovi kromosoma nazivaju se homolozima.

Naslje i đ vanje je usko povezano s evolucijom, odnosno prirodnom selekcijom pa će koristiti

barem ukratko nešto spomenuti i o tim saznanjima.

Evolucija je složeni proces kojim oblici živih bića nastaju, mijenjaju se kroz genieracije i

eventuaino nestaju (izumiru). Procjenjuje se da su prva živa bića na Zemlji nastala prije 3,4 milijarde

godina. Prirodna selekcija je proces kojim okolina utjeće na evoluciju odredujući koja će živa bića

poživjeti dovoljno dugo i imati potomke, te koja će se svojstva zadržati u neke vrste, a koja će nestati.

U tom razmatranjuje nezaobilazan engleski prirodoslovac Charles Darwin (1809. - 1882.) koji

je u svojoj knjizi "O podrijetlu vrsta" 1859. napisao da se vrste, odnosno različiti oblici živih bića

polagano mijenjaju - evoluiraju - tijekom vremena (Galapagos. 14 vrsta zeba).

Nužno je ovdje spomenuti Johanna Gregora Mendela (1822. - 1884.) češkog redovnika,

prirodoslovca, osnivača znanstvene genetike, koji je na osnovi svojih pokusa s hibridizacijom graška

otkrio zakone naslje i đ vanja. Rođen u Haizendorfu u okrugu Moravija (tada Austro-Ugarska, sada

eš Č ka), pristupio je redu augustinijanaca i zaredio se 1843. u samostanu u Brnu u 21. godini života i

tada uzeo ime Gregor. Svoj je rad Mendel objavio 1865. godine na njemačkom: "Eksperimenti u

hibridizaciji biljaka".

Međutim, svijet je Mendelove zasluge priznao tek 16 godina nakon njegove smrti. Tada je

nizozemski istraživač Hugo de Vries križao biljke i dobio iste rezultate kao i Mendel. Prije

objavljivanja svojih rezultata pretražio je 1900. godine literaturu i našao rad Mendela pa napisao:

"Zakoni odvajanja (segregacije) hibrida u biljnom carstvu, koje je Mendel ustanovio za grašak. imaju

široku primjenu i temeljnu važnost za proučavanje jedinica od koiih se sastoje određna svojstva."

Zanimljvo je također da je William Bateson, britanski zoolog u svibnju 1900. godine u

Londonu na kongresu Kraljevskog društva hortikulturista održao predavanje o nasljeđivanju. Me u đ

radovima koje je ponio sa sobom pronašo je Mendelove "Eksperimente". Proučivši ih odmah je

promijenio sadržaj predavanja te postao največim pobornikom Mendelova rada. Bateson je 1906.

godine prvi koristio naziv genetika za znanost koja se zasniva na radu Mendela.

Njemački znanstvenik Walter Flemming je 1875. godine otkrio kromosome. Naime, on je

otkrio da središnji dio stanice, stanična jezgra (nukleus), sadrži neku tvar koja se može obojiti jarkom

bojom. Tu je tvar nazvao kromatin prema grčkom nazivu za boju. Ujedno je zapazio da se

neposredno prije nego se stanice podijele i tako nastanu dvije stanice kćeri, kromatin oblikuje u

nitasta tjelešca kojaje nazvao, kako je rečeno, kromosomima.

Poznato je da svaka vrsta posjeduje karakterističan broj kromosoma (tzv. kromosomski broj).

U vrsta koje se nespolno razmnažaju broj kromosoma je isti u svim stanicama organizma (usput,

svaki je organizam izgraden iz stanica, njegovih osnovnih dijelova). U večine organizama koji se

spolno razmnožavaju, pa tako i u ptica, broj je kromosoma u tjelesnim (somatskim) stanicama

dvostruk (diploidan; 2 n; dolaze u parovima). Ali spolne stanice ili gamete sadrže jednostruki broj

kromosoma (haploidan; 1 n). Zato se i mehanizam nastanka somatskih stanica, odnosno njihovo

umnažanje diobom, razlikuje od istoga spolnih stanica. Tako se razlikuje mitoza, proces razmnazanja

somatskih slanica diobom (pri kojoj je broj kromosoma kroz sve generacije stanica stalan; grč. mitos

= nit) od mejoze, diobe kojom od nezrelih prethodnika nastaju spolne stanice (spermij i jajna stanica)

uz redukciju (zato i redukcijska dioba) broja kromosoma od diploidnog na haploidni broj (grč.

meiosis = smanjivanje). Iako bi o diobama stanica trebalo više raspravljati, ovdje ćemo se ograničiti

samo na činjenicu da su proizvodi mitoze dvije diploidne, a mejoze četiri haploidne stanice, što

omogućava da broj kromosoma uvijek ostane isti.

Treba ipak reći da su novija istraživanja i njihovi rezultati pretvorili genetiku iz znanosti o

organizmima i stanicama u znanost o fizikalnim i osobito kemijskim procesima koji se događaju u tim

stanicama. Naravno, najviše su proučavani ljudski kromosomi i njihovi geni. Samo za proučavanje

ljudskog genoma, sveukupnosti gena u haploidnom kromosomskom sustavu jedne stanicne jezgre

koji se kao cjelina prenose od roditelja na potornstvo (jednostavno: svi geni jednog organizma

zajedno), bilo je za troškove istraživanja početno odobreno preko tri milijarde dolara (Eto, zašto o

pticama jos uvijek ne znamo mnogo!).

Od 1953. godine poznajemo i strukturu DNK (otkrili James Watson i Francis Crick),

kemijskog spoja koji nosi nasljedne informacije. Svaka se molekula DNK sastoji od dva kostura

izgrađena od niza malih molekula šećera dezoksiriboze i fosfata. Kostur ima oblik zavojnice, jer se

dva lanca uvijaju jedan oko drugoga. Unutar kostura, poput prečki na ljestvama, nalaze se četiri vrste

molekula koje su nazvane bazama. Baze se uvijek postavljaju u paru, a povezane su vodikovim

vezovima. Adenin je tako uvijek u paru s timinomn, a citozin s guaninom. Na taj je način u svakom

kromosomu "pakirano" oko dva metra DNK. Ovakva građa molekule DNK objašnjava njezinu



mogućnost autoreplikacije (samokopiranja). Kada se stanica sprema podijeliti, vodikovi vezovi

između baza pucaju i molekula DNK puca po dužini otvarajući se poput patentnog zatvarača. Svaka

polovica tada privlači slobodne baze iz jezgre formirajući tako ponovno parove poput onih koji su

postojali u matičnoj molekuli DNK.

Naše uzgajane zebovke (npr. češljugar), izgleda, posjeduju ukupno u svakoj stanici po 80

kromosoma složenih u 40 pari od kojih je svaki član para jednak drugome pa se zato i nazivaju

homolognima (jednakima, istima). Ipak, svi parovi nisu međusobno potpuno identični, jer je jedan

par različit pa je zapravo homolognih parova 39 i oni su nazvani autosomima. Peeostali različiti par

kromosoma predstavlja tzv. kromosome spola ili spolno vezane kromosome, jer taj par kromosoma

određuje spol (nazivaju se još alosomima ili heterkromosomima). Tako npr. i češljugari imaju jedan

kromosom spola potpun s kompletom gena koji mu pripadaju, a drugi je, onaj u ženki, manji, slabiji i

uglavnom je bez gena koji bi prenosili naslje i đ vanje boje perja.

Poznato je da sva svojstva koja se prenose nisu jednako "jaka". Određeno svojstvo može biti

"jače" od drugoga, pa je to jače svojstvo - kako ga je već Mendel nazvao dominantno ili

kontrolirajuće. Ono slabije svojstvo, nad kojim jače dominira, dobilo je naziv recesivno, što znači da

se pred jačim povlači (od lat. recedere = odstupati, uzmicati).

Djelovanjeni genoma, svih gena zajedno, nastaje izgled i ustrojstvo tog živog bića. Taj izgled,

čitav skup vanjskih svojstava organizma predstavlja fenotip (grč. phainein = sjati se, pojaviti se).

Naravno, kakav će biti fenotip, kako će ptica ili bilo koji drugi organizam izgledati, zavisi od gena, od

genotipa (sveukupnosti nasljednih svojstava organizma jedinke koji se nasljeđuju od roditelja; grč.

génos = rod, vrsta). Zbog već spomenute dominantnosti, odnosno recesivnosti pojedinih gena, isti

fenotip ne mora sadržavati i isti genotip. Recesivno svojstvo uzmiče pred dominantnim pa takav par

gena, recesivni i dominantni, čine da heterozigotni par gena uzrokuje, ipak, u fenotipu vidijivo

dominantno svojstvo. Nejednaki, heterozigotni par gena proizvodi, dakle, uglavnom isti fenotip kao i

dva dominantna alela. iako se radi o dva različita genotipa. Jedan je homozigotni, čist, za to svojstvo,

dok je drugi heterozigotni, jer nosi i skriveni recesivni alel (jednake ili različite verzije istog gena).

Takav primjerak koji u fenotipu nosi neizraženo svojstvo, jer je recesivno u odnosu na isti alel, naziva

se nositeljem toga svojstva.

Na genetskorn materijalu, u prvom redu na DNK, mogu nastati promjene koje se nasljeđuju i

one su nazvane mutacijama (lat. mutatio = promjena). Ove promjene mogu bili "spontane" ili su

rezultat interakcija DNK s varijskirn agensom ili mutagenom. Budući da su i "spontane" mutacije

rezultat prirodno ili industrijski nastalih mutagena u okolišu, mutageno mogu djelovati pojave i tvari.

Pojave su u prvom redu različita zračenja kao što su ionizirajuća zračenja, radio-aktivna zračenja (γ-

zrake), ultraljubičasto zračenje i dr. Mutageni agensi su sve tvari koje djeluju mutageno. Gotovo ih je

bezbroj, a mogu se naći u vodi, jelima i zraku koje koriste ptice u uzgoju (a ni mi nismo od toga

izuzeti). Ovi agensi nastaju spaljivanjem organskih tvari (uključujući i kuhanja), osobito radom raznih

industrija pa dospijevaju i u biljke, a odatle i u ptice. Iako mnogi takvi agensi uzrokuju i štetne

promjene (čak i fatalne), nas ovdje u prvom redu zanimaju one pojave koje uzrokuju same promjenu

boje perja i ustroja tijela. Mutacija koju doživi samo jedna ptica može se prenijeti u drugu i fiksirati u

jatima te vrste pa se tako došlo do brojnih mutacija domestificiranim ptica. Spoino vezano

naslje i đ vanje obično je recesivnog tipa.

Kada se promjena neke RNK dogodi na genu smještenom na paru za spol vezanih

krornosoma, mutacija je - kaže se - spolno vezana. Pticama se spolno vezani kromosomi označavaju:

XX - par spolno vezanih kromosoma u mužjaka i XY - par spolno vezanih kromosoma u ženke.

Spolni kromosom X je, rečeno je, jako aktivan i sadrži različite gene koji kontroliraju, odnosno

uzrokuju, određena svojstva. Spolno vezano nasljeđivanje obično je recesivnog tipa. Kromosom Y je,

uglavnom, vrlo kratak i prazan.

Ako se u mužjaka (za razliku od ženke - istaknimo) na jednom od X kromosoma nalazi samo

jedam mutirani gen, takvo mutirano svojstvo neće moći doći do izražaja, jer ie takav mutirani gen

redovito recesivan. U tom slučaju odgovarajući nomalni, nemutirani ili alelni gen (aleli su geni koji

zauzimaju isto mjesto, isti lokus, na homolognim kromosomima) prisutan na drugom X kromosomu

će dominirati i odrediti pojavu normalnog fenotipa. Istaknimo još jednom, iako je takav mužjak

fenotipski (po izgledu) normalan. on ipak sadrži i jedan mutirani gen, on je - rekli smo – nositelj

mutiranog svojstva (istina, dobar znalac e ć zapaziti neznatne, ali ipak zamjetljive znakove

heterozigotnosti).

Da bi se mutirano, dakle redovito recesivno, svojstvo pojavilo u fenotipu mužjaka, nužno je da

mutirani gen bude prisutan na oba X kromosoma, nužna je homozigotnost.

U ženki ptica, ponovimo, oba kromosoma spola nisu jednaka: jedan je potpun sa svim genima

kao u mužjaka i označava se s X, dok je drugi znatno manji i ne nosi gene koji sudjeluju u formiranju

boje perja pa se označava s Y (veliko slovo ipsilon). Tako se ženka označava s XY. lz toga je vidljivo

da ženka ne može biti nositeljica mutiranog svojstva, jer može biti jedino i samo normalna ili

mutirana.

Radi lakšeg razumijevanja i izražavanja pojedinih svojstava, odnosno pojedinog gena, i

promjena koje su se na pojedinom genu dogodile me u đ narodno su dogovoreni načini označavanja

pojedinog svojstva. Obično se za oznaku svojstva uzima početno slovo svojstva: kada je ono

recesivno piše ga se malim slovom, a kada je dominantno velikim. Atavističko, iskonsko, nemutirano

ili jednostavno normanlo svojstvo označava se početnim slovom s indeksom "

+

", dok se mutirano

svojstvo označava tim slovom bez indeksa "

+

". Tako se gen za normalnu polimerizaciju eumelanina,

za potpunu oksidaciju, označava znakom za atavističko svojstvo potpuno crnog obojenja "o+

". Ovako

označeno svojstvo prikazuje maksimalnu izraženost crnih eumelanina. Ako se dogodi mutacija ovog

gena, ona će sprečavati potpunu oksidaciju crnih eumelanina, nastat će mutirani gen oksidacije kojega

se označava oznakom "o" (početno slovo od oksidacije, ali bez indeksa "

+

").

Naprotiv, ako je mutirano svojstvo dominantno nad atavističkim, to svojstvo ili gen se

označava velikim početnim slovom: atavističko nemutirano se označava velikim slovom s indeksom

+

, a mutirano velikim slovom bez indeksa

+

. Tako je poznato da je žuta mutacija ešl č jugara

dominantna nad atavističkim crnim, oksidiranim, svojstvom pa se ona piše: za atavističko nemutirano

svojstvo Ž+

, a za dominantno mutirano samo Ž (bez indeksa ).

Međutim, postoje mutacije koje nisu niti potpuno dominantne, a niti potpuno recesivne. One

se nazivaju intermedijalnima. Tu se u stvari radi o mutaciji koja posjeduje određeni stupanj

dominantnosti nad atavističkim svojstvom. Zato se i ove mutacije označavaju velikim slovom kao one

dominantne. Takva je u stvari prije spomenuta žuta mutacija češljugara, ali i neke mutacije

kanarinaca boje. Naime, pareći žutog češljugara, Ž, s nemutiranim atavističkim češljugarom, Ž+

, već u prvoj generaciji, F1, dobit će se žuto potomstvo, Ž+

Ž, pa se zato i govori o dominantnom svojstvu.

Ipak, ovi F1 potornci neće potpuno razviti svoje žuto svojstvo. Ono će u potpunosti doći do izražaja

tek parenjem žutih sa žutima u kojem će se slučaju dobiti i homozigotni žuti ŽŽ Treba ovdje svakako

istaći da su mnoge ovakve dominantne homozigotne mutacije letalne pa nastupa ranije ili kasnije

ugibanje embrija. lpak, istine radi treba reći da ne postoje dokazi da se radi o samom djelovanju

mutiranog faktora, jer možda postoji još neki nepoznati faktor koji uzrokuje ugibanje embrija.

Postoje, međutim, i drugačija ponašanja u nasljeđivanju. Tako se npr. dilucija melanina

događa djelovanjem multiplih (mnogovrsnih, složenih) alela. Ako se faktoru (genu, svojstvu) c

+



pripiše mutaciju odgovornu za promjenu crteža krila (iz crnog u sivo - pokrivnih i letnih pera), ovo

malo slovo c označava da je taj faktor recesivan u odnosu na atavisticko crno obojenje. Redukcija

crnoga krila u sivo, koju uzrokuje faktor c

sk

može se pripisati skupini molekula koje odre uje đ sivi

crtež krila. Ali, ako faktor c

+

mutira u faklor c, nastat će bijela krila, odnosno nositelj bijelih krila -

zavisno od posjedovanja jednog ili oba mutirana alela.

Uz to pri mutacijama mogu djelovati i tzv. združeni faktori, zatim faktori nezavisnog

nasljeđivanja zavisno od toga nalaze li se faktori koji uzrokuju mutaciju na istom kromosomu ili na

različitim kromosomima. Spomenimo samo još crossing-over i passe-partout, zatim recipro nu č

nezavisnost nasljednih faktora, polimerne faktore i rekombinacije faktora pa naravno i spolno

vezane faktore i njihova djelovanja.