Сколько хромосом у собаки?

Хромосомный набор собаки: основные сведения

Количество хромосом у домашней собаки

Генетика собак базируется на фундаментальном факте: диплоидный хромосомный набор домашней собаки (Canis familiaris) составляет 2n = 78. Этот набор формируется из 38 пар аутосом (неполовых хромосом) и одной пары половых хромосом. В половых клетках — яйцеклетках и сперматозоидах — количество хромосом вдвое меньше: всего 39. При оплодотворении потомство получает ровно половину генетического материала от матери и половину от отца, что обеспечивает уникальное сочетание наследственных признаков у каждого потомка. ​

Все 38 пар аутосом собаки имеют акроцентрическую форму — это означает, что центромера (участок, в котором хроматиды соединяются друг с другом) расположена близко к одному из концов хромосомы. Такая особенность делает большинство собачьих хромосом небольшими по размеру и визуально похожими друг на друга.

Сравнение с другими представителями семейства Псовых

Сколько хромосом у собаки по сравнению с их дикими родственниками? Интересно, что в семействе Псовые (Canidae) наблюдается значительная вариативность кариотипов. Диплоидное число хромосом варьирует от 34 у рыжей лисицы (Vulpes vulpes) до 78 у волкоподобных псовых, включая домашнюю собаку, волка, шакала и койота.

Сравнительные исследования показывают, что генетика собак в целом консервативна внутри группы волкоподобных хищников. Например, все породы собак — от аффенпинчера до немецкой овчарки — имеют идентичный набор из 78 хромосом. Это единство кариотипа сохраняется несмотря на колоссальное фенотипическое разнообразие пород, созданное человеком за последние 200 лет.

Сравнение количества хромосом у разных представителей семейства Псовых приведено в Таблице 1.

Таблица 1. Количество хромосом у разных видов из семейства Псовых

Случаи аномального количества хромосом

Хотя стандартный кариотип включает 78 хромосом, у отдельных животных встречаются хромосомные аномалии.

Наиболее распространены анеуплоидии половых хромосом — состояния, при которых их количество отличается от нормы:

• моносомия X (кариотип 77,X) диагностируется у сук с нарушениями полового цикла и гипоплазией яичников;
• трисомия X (79,XXX) также ассоциирована с первичным анэструсом и бесплодием;
• синдром Клайнфельтера (79,XXY) встречается у кобелей, он проявляется гипоплазией семенников, азооспермией и в некоторых случаях крипторхизмом. ​

Робертсоновские транслокации — слияния двух акроцентрических хромосом с образованием одной двуплечей — приводят к снижению общего числа хромосом до 77. Животные-носители таких перестроек могут иметь нормальный фенотип, но часто демонстрируют сниженную фертильность из-за нарушений мейоза. ​

Структура и функции хромосом

Аутосомы и половые хромосомы (X и Y)

Из 78 хромосом собаки 76 представлены аутосомами, а две — половыми хромосомами. У сук присутствуют две крупные X-хромосомы субметацентрической формы (кариотип 78,XX), в то время как у кобелей одна X-хромосома и одна малая метацентрическая Y-хромосома (кариотип 78,XY). Именно сперматозоид определяет пол будущего щенка: если он несет X-хромосому — родится сука, если Y — кобель. ​

Распределение генетической информации

Размер генома собак составляет приблизительно 2,4 млрд пар нуклеотидов, что сопоставимо с геномами других домашних млекопитающих. Однако высокое количество хромосом означает, что большинство из них относительно невелики. Все хромосомы, кроме пяти крупнейших (CFA1-5), меньше по размеру, чем человеческая 18-я хромосома. ​

Плотность генов распределена неравномерно: некоторые хромосомы содержат больше кодирующих последовательностей, другие — больше повторяющихся элементов и гетерохроматина.

Крупные хромосомы, как правило, несут большее количество генов, влияющих на фундаментальные процессы развития и жизнедеятельности. В то же время мелкие хромосомы могут содержать гены, связанные с породоспецифичными признаками или адаптивными характеристиками.

Роль хромосом в наследовании признаков

Генетика собак основывается на менделевских принципах наследования: каждый ген представлен двумя копиями (аллелями), один из которых получен от отца, другой — от матери. Аллели могут быть доминантными или рецессивными. Доминантный аллель проявляется в фенотипе даже при наличии одной копии, тогда как рецессивный — только в гомозиготном состоянии.

Классический пример — наследование окраса шерсти. Черный окрас обусловлен доминантным аллелем гена, а коричневый (печёночный) — рецессивным. Собака с генотипом, содержащим хотя бы один доминантный аллель, будет черной; для проявления коричневого окраса необходимы две копии рецессивного аллеля.

Сцепленное с полом наследование характерно для генов, расположенных на X-хромосоме. Примером служит гемофилия А, вызванная мутацией в гене фактора свёртывания крови VIII, который находится на X-хромосоме. Кобели, имеющие только одну X-хромосому, болеют при наследовании мутантного аллеля от матери, тогда как суки обычно являются бессимптомными носительницами.

Наследственные заболевания

Анеуплоидии и их проявления

Анеуплоидии — нарушения числа хромосом — могут затрагивать как аутосомы, так и половые хромосомы. У собак наиболее изучены анеуплоидии половых хромосом.

Моносомия X (77,X) у сук проявляется низким ростом, ювенильным фенотипом, отсутствием признаков течки, малыми недоразвитыми яичниками без признаков фолликулогенеза.

В мозаичных случаях (77,X/78,XX) клиническая картина зависит от доли аномальных клеток. Трисомия X (79,XXX) у сук ассоциирована с первичным анэструсом, гипоплазией яичников и иногда с поведенческими аномалиями — пугливостью, копрофагией, отсутствием лая.

Синдром Клайнфельтера (79,XXY) у кобелей характеризуется гипоплазией семенников, азооспермией, иногда крипторхизмом и даже опухолями семенников (клеточные опухоли Сертоли). Описаны случаи феминизации фенотипа — формирования наружных женских гениталий у генетических самцов с кариотипом XXY.

Сцепленные с полом заболевания

Гены, расположенные на X-хромосоме, наследуются в сцеплении с полом. Генетика собак включает ряд X-сцепленных рецессивных заболеваний, которые чаще проявляются у кобелей.

Мышечная дистрофия Дюшенна у собак вызвана мутациями в гене DMD, локализованном на X-хромосоме в регионе Xp21. Кобели с мутацией демонстрируют прогрессирующую мышечную слабость. Также к сцепленным с полом заболеваниям относится гемофилия B (дефицит фактора IX), поражающая преимущественно самцов. ​

Мутагенные факторы

На возникновение хромосомных аномалий влияют различные факторы:

• возраст родителей — с возрастом повышается риск нерасхождения хромосом во время мейоза;
• инбридинг — близкородственное скрещивание увеличивает вероятность гомозиготности по рецессивным мутациям;
• экологические факторы — воздействие радиации, токсичных химикатов, некоторых вирусных инфекций может индуцировать хромосомные перестройки;
• генетическая предрасположенность — у некоторых линий и пород повышена склонность к определенным типам хромосомных аномалий. ​

Пути наследования генетических заболеваний

Наследственные заболевания у собак передаются различными способами.

1. Аутосомно-рецессивное наследование: болезнь проявляется только у гомозигот по мутантному аллелю. Оба родителя могут быть клинически здоровыми носителями.
2. Аутосомно-доминантное наследование: достаточно одной копии мутантного аллеля для проявления заболевания. Больные животные имеют хотя бы одного больного родителя.
3. Сцепленное с полом наследование: гены локализованы на X-хромосоме; кобели болеют чаще, чем суки, так как имеют только одну X-хромосому.
4. Полигенное наследование: признак контролируется множеством генов, каждый из которых вносит малый вклад. Примером служит дисплазия тазобедренного сустава.

Понимание того, сколько хромосом у собаки и как функционируют эти структуры, имеет прямое практическое значение для заводчиков и ветеринарных специалистов. Генетика собак стремительно развивается, предоставляя новые инструменты для улучшения здоровья и благополучия наших четвероногих друзей.