Хромосомы у кошки: количество, особенности, отклонения

Кошки… Домашние любимцы многих людей. Кому-то нравятся рыжие, кому-то черные, кому-то мозаичные. Других привлекают персы, сиамские коты или египетские кошки. Это все дело вкуса.

Однако окрас животного, его экстерьер, характер, болезни, патологии, мутации зависят не только от породы или образа жизни, но и от хромосомного набора (в первую очередь от него), который является постоянным и определенным.

И все же, сколько хромосом у кошки, какое их количество и функции? Об этом и пойдет речь ниже.

Геном и хромосомы

Говорить о том, сколько хромосом у кошки, крайне сложно без основополагающих знаний генетики.

Геном представляет собой структуру, в которую заключена генетическая информация об организме. Практически любая клетка содержит геном. А вот хромосома вмещает в себя всю информацию о строении клетки. Хромосома представляет собой нуклеопротеидные структуры в ядре эукариотической клетки. В хромосоме содержится значительная часть наследственной информации, которая хранится, реализуется и передается будущему поколению.

Хромосома – это структура клеточного ядра, состоящая из дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) и белков. Стоит напомнить, что ДНК — это макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение, реализацию генетической программы развития живого организма.

Существует два вида хромосом у разных организмов:

Эукариотический тип – характерен для живых организмов (эукариот), клетки которых содержат ядерную оболочку, молекулы ДНК в ядре и митохондриях.

Прокариотический тип – встречается у организмов, в клетках которых отсутствует ядерная оболочка, а молекулы ДНК заключены в гистоны (прокариоты).

Внешне хромосома похожа на длинную нить с нанизанными бусинами, каждая из которой – ген. Помимо этого, ген находится на своем строго зафиксированном участке хромосоме — локусе.

Наследственные факторы

Кариотип играет определяющую роль в наследственности кошек. Соматическая клетка животного содержит 38 хромосом, которые, в свою очередь, состоят из более мелких частиц – генов ДНК. Эти гены несут в себе информацию, которая обязательно будет передаваться последующим поколениям, за исключением случаев, если речь идет о кастрированной особи. Любые внешние проявления у котенка, которые характерны для его родителей, называются фенотипом.

Поскольку число хромосом (за исключением половой) является парным, это значит, что информация передается как от матери, так и от отца. Тем не менее, количество наследуемой информации может быть разной. Это зависит от того, какой именно ген себя проявляется в большей степени.

Известно, что они могут быть доминантными и рецессивными. Здесь есть существенная разница:

В зависимости от сочетания генов определяют гомозиготный и гетерозиготный тип. Первый – это АА или аа, то есть, комбинация двух доминантных или двух рецессивных генов. Второй – Аа, сочетание доминантного и рецессивного генов. Более сильный ген активно проявляет себя при любом варианте комбинации, а вот слабый – только в гомозиготном аа.

Примечательно, что если у кошек рождается котенок с гомозиготным типом аа, то он может быть совершенно непохожим на своих родителей, так как слабая генетика проявит себя лишь в его потомках. То есть, на родителей кота будут похожи, например, его «внуки».

Именно хромосомы передают по наследству такую важную информацию, как:

• окрас шерсти и ее тип;
• цвет глаз;
• длина и толщина хвоста;
• размеры и расположение ушей, форма ушной раковины;
• предрасположенность к тем или иным заболеваниям.

Окрас шерсти

Среди набора генов у котов есть те, которые непосредственно отвечают за окрас шерсти и ее структуру. Данная схема работает так – неполовая соматическая клетка содержит определенное количество таких генов. Их задача – тормозить распространение меланобластов. Это пигмент, который, собственно, и придает шерсти тот или иной цвет. Если ген не дает меланобластам достичь шерсти, то в этом месте волосы не окрашиваются, и остаются белыми. Если в определенных клетках этого гена нет, значит, здесь возможна миграция меланобластов, вследствие чего и осуществляется окрас шерсти. Именно таким образом на теле животного появляются характерные пятна.

Среди набора генов у котов есть те, которые непосредственно отвечают за окрас шерсти и ее структуру

Обычный пигмент, на которого не влияет генетическая информация, дает полосатый окрас. Но гены могут заставлять меланобласты окрашивать шерсть в другие оттенки. Все зависит от кариотипа. У гетерозиготных котов окрас будет полосатым, а у гомозиготных – однородным.

Иногда возможна мутация генов, вследствие чего снижается или вообще прекращается выработка фермента тирозиназы. В результате этого у животного развивается альбинизм.

Мозаика

Когда котенок имеет один или два цвета – это нормальное явление, знакомое каждому. Но иногда питомец может выглядеть как настоящая мозаика, ведь его шерсть сочетает три и даже больше оттенков. Почему так происходит?

Естественно, все дело в тех генах, из которых состоят данные структуры. Гены, отвечающие за раскраску, содержатся в Х-хромосоме. Причиной мозаичности является то, что хромосома состоит из разнообразных генов, «окрашивающих» шерсть. То есть, здесь нет ничего экстраординарного, хотя это и сравнительная редкость.

Иногда питомец может выглядеть как настоящая мозаика, ведь его шерсть сочетает три и даже больше оттенков

Количество хромосом у животных

Сколько хромосом в клетках кошки? У любого живого организма имеются гомологические или парные хромосомы и гаплоидные или непарные (половые) хромосомы. К последним относятся яйцеклетка и сперматозоид, они имеют набор ХХ и ХУ соответственно. При делении они распадаются на X, X и X, У. В зависимости от новой комбинации пары в оплодотворенной клетке будет определяться пол нового организма (в нашем случае, котёнка).

На вопрос: «Сколько хромосом в клетках кошки?», генетика дает точный ответ. У домашней кошки хромосомный набор включает 19 пар хромосом (18 парных и 1 непарная: ХХ — у самок и ХУ — у самцов). Общее количество хромосом у кошки равно 38.

У других животных количество хромосом неизменно и индивидуально для каждого вида (например, у собак — 78 хромосом, у лошадей — 64, у коров — 60, у зайца — 48). Напомним, что у людей количество хромосом равно 46.

Мозг и эндокринная система

Анатомически мозг кошки схож с мозгом любого из млекопитающих.

По своему строению мозг кошки схож с мозгом любого из млекопитающих

Различные части мозга отвечают за ту или иную функцию в организме:

• теменная доля обрабатывает информацию, получаемую через органы чувств;
• большой мозг отвечает за сознание;
• мозолистое тело соединяет правое и левое полушария;
• лобная доля отвечает за произвольные движения;
• обонятельная луковица отвечает за восприятие запахов;
• гипоталамус выделяет гормоны и управляет автономной нервной системой;
• гипофиз координирует и контролирует работу других желёз;
• спинной мозг передаёт информацию от мозга к телу;
• шишковидная железа отвечает за сон и бодрствование;
• мозжечок контролирует движения, работу мышц;
• височная доля ответственна за поведение и память;
• затылочная доля принимает зрительные и осязательные сигналы.

Эндокринная система влияет на основные функции, происходящие в организме при помощи гормонов. Большинство гормонов выделяют гипофиз и гипоталамус. Также некоторые из них производят щитовидная железа, надпочечники, яичники у кошек и яички у котов.

Эндокринная система влияет на основные функции организма

Таблица: гормональная регуляция функций организма кошки

Кариотип и хромосомный комплекс кошки

Кариотип – это парный набор хромосом со специфическим для каждого вида животного числом, размером и формой. Признаки каждого вида живого организма наследуются по кариотипу. Например, кариотипическим признаком может являться наличие хобота у слонов. Рождение слоненка без хобота будет являться отклонением от кариотипической нормы, то есть патологией.

Все клетки парные, от них зависит будущий вид, экстерьер, окрас, характер кошки. Последняя – 19 пара содержит половую информацию и половину хромосомного набора. В процессе оплодотворения обе части соединяются, образуя полноценную клетку.

Наследственность котов

В соматической клетке кошки 38 хромосом, в которых содержатся молекулы ДНК с генотипической информацией. Генотипические проявления, которые отражаются во внешнем облике живого организма, называются фенотипом. Фенотипические проявления котят различаются по цвету, размеру животного.

Гены у потомства парные – один ген от самки, а другой — от самца. Как известно, гены делятся на доминантные (сильные) и рецессивные (слабые). Доминантные гены обозначаются прописными, латинскими буквами, рецессивные — строчными. В зависимости от их сочетания выделяют гомозиготные (АА или аа) и гетерозиготные (Аа) типы. Доминантный ген проявляется как в гомо-, так и в гетерозиготном состоянии. Рецессивный ген проявит свои признаки лишь в гомозиготном типе (аа). Эти генетические знания полезны при вычислении признаков будущих котят по фенотипическим проявлениям их родителей. Здесь важно знать, какой ген, отвечающий за проявление определенного признака, является рецессивным или доминантным.

Гены окраски животных располагаются в Х-хромосоме, они представлены в таблице ниже:

Разведение широколапых кошек

Широколапые особи породы мейн-кун разводятся в питомниках на основе племенных программ, где между поколениями передаётся соответствующий ген. Для получения потомства с многопалостью один родитель должен обладать аномалией стопы – тогда рождение потомства с полидактилией возможно с вероятностью в 56% (не все котята помёта полидактильны).

Если вязать двух широколапых животных, вероятность рождения котят-полидактов возрастает ещё на 20%. Вязка, где один родитель – гомозиготный полидакт, приводит к тому, что весь помёт будет многопалым.

Полидактилия у кошек

Ген полидактилии ведёт себя непредсказуемо. Он выражается у потомства по-разному, независимо от комбинации пальцев родителей. В противовес прочим доминантным генам, он проявляется различным образом как в гомо-, так и в гетерозиготной формах.

Заводчики широколапых котов продолжают вести статистическую работу, пытаясь обнаружить более точную информацию о вероятности получения многопалого потомства котят.

Обязательно почитайте:

Уход за удивительной енотовой кошкой – мейн-куном

Окрас шерсти

В тысяче генов кошек находятся те, которые отвечают и за их окраску, и за мутацию, приводящую к изменению цвета и структуры шерсти. Неполовая соматическая клетка содержит в протоонкогене элементы мутации по цвету шерсти, который тормозит миграцию меланобластов. Поэтому последние не могут попасть в кожу, а пигмент, соответственно, не доходит волоска шерсти. Этим и объясняется белый шерстяной покров животного.

Некоторым меланобластам удается попасть в волосяные мешочки на голове кота, тогда на шёрстке появляются окрашенные пятна. Эти клетки вполне могут достичь и сетчатки глаз: при малом количестве меланобластов глаза становятся голубыми, а при большом — зрачки у животного будут жёлтыми.

Эта же хромосома отвечает и за окрас шерсти. Обычная структурная форма меланобластов дает полосатый окрас животного. Встречаются также и полудоминантные изменения, к примеру, у абиссинского тэби. Гомозиготные особи не имеют полос, окрас однородный, а гетерозиготные особи с такой мутацией отличаются полосами на мордочке, лапках, хвосте. В случае рецессивного изменения поперечные полосы на шёрстке животного деформируются в неправильные линии на его спинке, проявляясь в продольных мощных полосах чёрного цвета.

Генная мутация, влияющая на фермент тирозиназу, ведет к альбинизму. Это происходит не только у кошек, но и у других млекопитающих.

Тирозиназа снижает свою активность в зависимости от температуры кошек – чем она меньше, тем активнее фермент. В таких случаях имеется интенсивное окрашивание периферийных частей тела: носа, кончиков лап и хвоста, ушей у бирманских кошек.

Какие наследуемые признаки передают хромосомы

Генетика — это младенец в научном мире. Она тот же космос, только внутри отдельно взятого индивида. На сегодняшний день учёные смогли выделить ничтожно малое количество генов, отвечающих только за самые простые признаки:

• шерсть (её цвет, структуру и длину);
• форму и расположение ушей;
• цвет глаз;
• анатомию тела (хвост, лапы, рост).

По наследству также передаются и заболевания. Они так и называются — генетические. Вот лишь некоторые из них:

• кардиомиопатия;
• Гипертрофическая кардиомиопатия — наследственное заболевание, проявляющееся в утолщении стенок желудочков сердца, что приводит к снижению их способности сокращаться порфирия — нарушение синтеза гемоглобина;
• менингоцеле — грыжа мозга;
• болезнь Виллебранда — повышенная кровоточивость слизистых оболочек;
• атрофия сетчатки глаза;
• поликистоз почек.

Мозаичность котов

Набор хромосом кошки, отвечающих за расцветку, локализован в X-хромосоме. Мозачность котов — нередкое явление, но все же трехцветных котов меньше, чем двухцветных.

В данном случае окраска определяется аллелями гена О:

О — влияет на желтую (или рыжую) окраску меха;

о — отвечает за черный цвет.

Черепаховые кошки гетерозиготны по этому гену, их генотип — Оо.

Желтые и черные пятна у них развиваются в результате случайной инактивации в раннем эмбриогенезе Х-хромосомы аллелем О или о. Коты могут быть только гомозиготами по этому признаку (ОУ — рыжие или оУ — черные).

Коты черепаховой окраски встречаются крайне редко — они характеризуются хромосомной конституцией ХХУ и генотипом ОоУ. Этим обусловлена редкая рождаемость мозаичных котов (или котов черепаховой окраски).

Наследование трехцветной окраски кошек:

Окрас черный – ген ХВ – генотип – ХВ ХВ; ХВУ;

Окрас рыжий – ген ХЬ – генотип – ХЬ ХЬ; ХЬУ;

Окрас черепаховый – ген – ХВ; ХЬ – генотип- ХВ; ХЬ.

Белый окрас котов

Белый цвет на хромосомном уровне – это отсутствие пигмента. Пигментные клетки блокирует один ген – W. Если в генотипе котов присутствуют рецессивные признаки этого гена (ww), то потомство будет цветным, а если имеется доминантный признак (WW, Ww) и при этом в геноме котов будет много иных обозначений генных хромосом (BOoSsddWw), то мы будет видеть все равно абсолютно белую кошку. Однако такие коты могут нести и пятнистость, и рисунок, но только в том случае, что потомство не унаследует ген W.

Хромосомы кошки с синдромом Дауна

Эта болезнь встречается не только у людей, но и у животных, кошки здесь не исключение.

На просторах Интернета «висит» много историй и фотографий из жизни таких животных. Равно как и люди, такие животные вполне могут жить и быть активными, но визуально они отличаются от здоровых. Как и людям, таким животным нужен определенный уход, забота и лечение.

На вопрос: «Сколько хромосом у кошки Дауна?», можно ответить определенно: 39.

Синдром Дауна имеет место тогда, когда в генном наборе молекул хромосом появляется еще одна лишняя хромосома – нечетная. В случае кошек, это 39 хромосома.

Кошка с лишней хромосомой в природе встречается редко по той простой причине, что животное не употребляет наркотики, спиртное, не курит, т.е. исключаются провоцирующие причины генной мутации. Но все же, это живой организм, иногда в нем тоже бывают сбои.

Ученые и биологи не имеют определенного мнения о лишней хромосоме. Одни говорят, что быть такого не может, другие говорят, что может, а третьи утверждают, что такое встречается при искусственном выведении животного в качестве подопытного.

Кошка с 20 хромосомами (двадцатая пара хромосом – лишняя) встречается, но она практически не имеет шансов для воспроизведения здорового потомства. Это, конечно, не говорит о том, что такое животное нельзя любить. Они вполне милые, но немного необычные, иные, но все же они живые. К примеру, кошка с таким синдромом (Майя из Америки) стала любимицей своих хозяев (Харрисона и Лорен). Они создали кошке свою страничку в «Инстаграме», регулярно выкладывают ее фотографии и видео. Майя стала любимицей пользователей сети Интернет, она вполне активна и жизнерадостна, хотя страдает одышкой и постоянно чихает. Но жить в свое удовольствие и ради удовольствия своих хозяев ей никто не мешает.

Кстати, не стоит путать синдром Дауна кошки с генетическими мутациями, приводящими к физическому изменению (деформации) лиц животного. Такое встречается в природе чаще, чем болезнь Дауна, и обусловлено скрещиванием между кошками-родственниками (межродовое скрещивание). Если в потомстве много животных одного рода, то рано или поздно наступят физиологические изменения не только во внешнем виде животных, но и скажутся на их развитии в целом. Если заводчики это могут контролировать, то хозяева кошек, бегающих по дворам, практически не могут это отследить. Некоторые люди, такое потомство выкидывают, другие, напротив, относятся к этому философски и также любят своих питомцев.

СИНДРОМ КЛЯЙНФЕЛЬТЕРА

• Кариотип 47,ХХY, тест на половой хроматин – положительный. Y-хроматин –положительный.
• Частота встречаемости 1:500 – 1:700 новорожденных мальчиков.

Фенотип мужской, возможна гинекомастия, евнухоидный тип телосложения (ширина таза обычно больше ширины плеч, удлиненные нижние конечности, высокий рост, скудное оволосение), обычно микроорхидизм при нормальном размере полового члена. Возможен крипторхизм. В редких случаях (при увеличении количества Х-хромосом: 48,ХХХY и 49,ХХХХY) – нарушения интеллекта, функции внутренних органов.

В 5-10% случаев наблюдается мозаичная форма (46,ХY/47,ХХY или 46,ХХ/47,ХХY). В редких случаях у таких больных возможно обнаружить сперматогенез (если клетки сперматогенеза относятся к клону с нормальным кариотипом).

Практически все взрослые больные с синдромом Кляйнфельтера бесплодны вследствие азооспермии.

Учитывая, что большинство людей с синдромом Кляйнфельтера имеют мужской фенотип, нормальный интеллект, достаточный уровень потенции, они вступают в брак. Таким образом, показанием для исследования на половой хроматин является олигоазооспермия у пациента.

Сколько у кошки жизней?

Всем известно, что в 1996 году в мире было проведено первое клонирование (знаменитая овечка Долли). Через пять лет ученые клонировали кошку, имя дали ей – Копирка (по-русски) или Carbon Copy (это латынь).

Для клонирования была взята кошка черепаховой серо-рыжей расцветки – Радуга. Из яичников Радуги извлекли яйцеклетки и соматические клетки. Из всех яйцеклеток удалили ядра и заменили ядрами, выделенными из соматических клеток. Затем была проведена стимуляция электрошоком, и после этого реконструированные яйцеклетки трансплантировали в матку серой полосатой кошки. Именно эта суррогатная мать родила Копирку.

Но у Копирки не было рыжих пятен. При исследовании удалось выяснить следующее: в геноме кошки (самки) находятся две X-хромосомы, отвечающие именно за окрас животного.

В оплодотворенной клетке (зиготе) активны обе Х-хромосомы. В процессе деления клеток и дальнейшей дифференцировке во всех клетках тела, включая и будущие пигментные клетки, одна из Х-хромосом инактивируется (т.е. у клетки теряется либо сильно уменьшается активность). Если кошка гетерозиготна (к примеру, Оо) по гену окраски, то в одних клетках может инактивироваться хромосома, несущая аллель рыжей окраски, в других — несущая аллель черной окраски. Дочерние клетки строго наследуют состояние Х-хромосомы. В последствие этого процесса и формируется черепаховая окраска.

При клонировании кошки в ядре реконструированной яйцеклетки, извлеченном из обычной соматической клетки трехцветной кошки, не произошла полная реактивация (восстановление жизнеспособности или активности) выключенной Х-хромосомы.

Полное репрограммирование ядра хромосом при клонировании живого организма (в данном случае — кошки) не происходит. Вполне вероятно, что именно поэтому клонированные животные болеют и не всегда могут вывести здоровое потомство. Копирка жива до сих пор. Она стала мамой трех очаровательных котят.

Органы чувств

С помощью органов чувств кошка взаимодействует с окружающим миром: чувствует запахи, прикосновения, вкус.

Зрение

Кошки — обладатели самых крупных глаз среди домашних животных. Развитое периферическое зрение помогает животному замечать мелкие детали и не упускать добычу из виду. Сильно выступающая вперёд роговая оболочка создаёт большой угол обзора — 250 градусов. Также отмечено, что животные способны различать цвета, правда, ограниченное количество — около 6.

Сильно выступающая вперёд роговая оболочка создаёт большой угол обзора — 250 градусов

Чувствительный зрачок, расширяясь до максимальных размеров, позволяет кошке хорошо видеть в темноте. К свету зрачок адаптируется, сужаясь до маленькой вертикальной чёрточки.

Фотогалерея: как видят кошки по сравнению с людьми

Слух

Слуховой аппарат у кошек необычайно развит. Он способен уловить колебания звуковых волн до 65 кГц (ухо человека улавливает до 20 кГц).

Основной особенностью ушной раковины домашней кошки является её подвижность, которая обеспечивает совершенную сортировку звуков

Ухо кошки состоит из 3 частей:

• наружной — та часть уха, которую мы видим, её основная функция — собирание звуков и дальнейшая передача барабанной перепонке; асимметричное строение позволяет с максимальной точностью определять место исходящего звука;
• средней, спрятанной в костном кармане и состоящей из трёх косточек, передающих звуковой сигнал от перепонки во внутреннее ухо;
• внутренней, надёжно защищённой височной костью, в которой находится кортиев орган, преобразующий звуковые колебания в нервные импульсы.

Обоняние

Кошкам доступно восприятие в 2 раза большего количества запахов, чем людям. Основной орган, участвующий в обонянии — нос. Однако есть ещё один особенный орган, отвечающий за восприятие запахов — орган Якобсона, расположенный на верхнем нёбе и имеющий вид маленькой трубочки 1 см длиной. Им кошка пользуется редко: во время улавливания запаха приоткрывается пасть, как бы притягивая запах к нёбу.

Кошки способны воспринимать гораздо больше запахов, чем люди

Некоторые запахи способны сильно воздействовать на кошку. Например, валерьяна или мята приводят животное в состояние радости и эйфории.

Вкус

Кошки способны различать солёный, кислый и горький вкусы, но почти не ощущают сладкий. Получать вкусовые ощущения помогают около 250 специальных сосочков, расположенных на языке и части глотки. В каждом из таких сосочков от 40 до 40 тыс. вкусовых рецепторов.

В каждом из сосочков на языке есть 40–40000 вкусовых рецепторов

Осязание

На всём теле кошки находятся осязательные волосики — вибриссы, или более привычное название — усы. Они взаимодействуют с нервной системой и располагаются глубже, чем обычные волосы.

Вибриссы — проводники кошки в осязательном мире