このシリーズのパート 1 とパート 2 を読んでください。
遺伝学は生物学の基本的な分野であり、遺伝情報の後の世代への受け渡し (継承) を扱います。 より広範には、遺伝学は遺伝子の研究、遺伝子が細胞内でどのように組織されるか、遺伝子がどのように制御されるか、遺伝子同士や環境とどのように相互作用するかなどの研究をカバーします。 遺伝学は、ゲノミクスの重要な要素であり、高度に学際的であり、ゲノムの構造、機能、マッピング、および自然および誘発された両方の変化を考慮する生命科学のより広範な領域です。
一連の短い記事を通じて、DNA とは何か、細胞内で DNA がどのように組織されるか、細胞がどのように分裂して遺伝情報を次世代に伝えるか、遺伝的変異 (遺伝的および散発的) が疾患にどのような影響を与えるかについての基本を取り上げます。 、そして純血種の犬が遺伝子研究の進歩にどのように役立つのか。
遺伝子はどのように受け継がれるのでしょうか？
遺伝子がどのように親から子に受け継がれる（継承される）かを理解するには、いくつかの重要な用語についての基本的な知識が必要です。
- アレル – 遺伝子の 1 つまたは複数の代替形態。
- ホモ接合性 – 示された遺伝子の 2 つのコピーは、同じ対立遺伝子によって表されます。
- ヘテロ接合体 – 示された遺伝子の 2 つのコピーは、異なる対立遺伝子によって表されます。
- 遺伝子型 – 親から受け継いだ、個人が持つ遺伝子のセット。
- 特性 – 物理的、行動的、生化学的、または生理学的特性（例：目の色、被毛の質感など）
- 表現型 – 特性の外観または発現（これは、物理的、行動的、生化学的、または生理学的なものである可能性があります。これは、私たちが見ることができるもの、または測定できるものです。たとえば、青い目、ストレートコート）。
交配後、受精が起こると、 一倍体 それぞれが持つ染色体のセット 配偶子 雄と雌（精子と卵子）が融合して接合子を形成します。 したがって、受精の正確な時点で、受精卵は 二倍体 染色体のセット。 1 つは母親由来の一倍体セット、もう 1 つは父親由来の一倍体セットです。 したがって、子犬はそれぞれの親からゲノムのコピーを受け継ぎ、各細胞内の遺伝子の半分はそれぞれの親に由来します。 したがって、各常染色体遺伝子には、雌の子犬の性染色体と同様に、父方由来と母方由来（遺伝）のコピーが存在します。 男性の場合、X 染色体と Y 染色体は異なる遺伝子セットを持っているため、これらは 1 つのコピーとしてのみ存在します。
すべての遺伝子には、と呼ばれる 1 つ以上の変異型があります。 対立遺伝子。 各個体は各遺伝子のコピーを 2 つしか持たないため、集団全体に対立遺伝子がさらに多く存在する場合でも、1 人が持つことができる対立遺伝子は 2 つだけです。 両親から受け継いだ遺伝子の対立遺伝子が同じである場合、その遺伝子は ホモ接合性。 子がそれぞれの親から遺伝子の異なる対立遺伝子を受け継いでいる場合、その子は次のように呼ばれます。 ヘテロ接合性 その遺伝子のために。 イヌのゲノムには約 20,000 個の遺伝子が分布しており、それぞれが特定の機能を持っています。 複数の遺伝子の対立遺伝子を考えるとき、個体が持つ組み合わせを「対立遺伝子」と呼びます。 遺伝子型。 遺伝的変異をもたらす遺伝子の組み合わせは膨大な数にあり、なぜ 2 人の個体 (一卵性双生児 (1) を除く) が同じものを共有しないのかが説明されています。 遺伝子型 それゆえ 表現型 それぞれに 特性。
すべては遺伝子にあるのか？
ほとんどの形質は多数の遺伝子の影響を受け、環境の影響を受けます。 これらの特性の継承パターンを解読することは非常に複雑であり、この入門記事の範囲を超えています。 少数の形質は主に単一の遺伝子によって制御されているため、より予測可能な遺伝パターンを持っています。
ほとんどの教科書では、継承の主な形式は次のいずれかであると強調されます。 支配的 また 劣性。 これら 2 つの単純な継承パターンの基本について簡単に説明しますが、これらの用語は誤解を招く可能性があることに注意してください。
上で述べたように、各遺伝子は 1 つ以上の対立遺伝子で表されますが、個体は 2 つの対立遺伝子 (父方由来の対立遺伝子と母方由来の対立遺伝子) しか持つことができません。 対立遺伝子は異なる表現型を引き起こす可能性があります。 仮に、面白いとして、単一のイヌの遺伝子を調べていると仮定しましょう。 横糸、対立遺伝子は「A」と「a」の 2 つだけです。 対立遺伝子「A」は大声で吠え、対立遺伝子「a」は静かに吠えます。
集団全体を見渡すと、犬が大声で吠えるか静かに吠えることがわかりますが、中程度の音量で吠える犬は観察されません。 また、静かに吠えるよりも大声で吠える犬の方が多いことにも気づきました。 このタイプのシナリオは、「A」対立遺伝子 (大きな吠え声) が「a」対立遺伝子 (静かな吠え声) に対して完全に優性であることで説明でき、これは「劣性」と呼ばれます。 このため、表記では優性対立遺伝子は大文字 (この場合は「A」) で表され、劣性対立遺伝子は小文字 (この場合は「a」) で表されます。
これら 2 つの対立遺伝子のみがある場合、考えられる遺伝子型は AA、Aa、aa の 3 つだけです。 LOUD と QUIET の 2 つの表現型しかないため、A 対立遺伝子の存在は「a」対立遺伝子の存在を「拒否」します。 したがって、次のような要約が得られます。
遺伝子 = 横糸
対立遺伝子 = A (大声で吠える)。 a（静かに吠える）
| 遺伝子型 | 表現型 |
| AA | 大声で吠える |
| ああ | 大声で吠える |
| ああ | 静かに吠える |
(1) この一般規則には、差次的な遺伝子発現と環境の影響に関連する例外があります。
遺伝子検査によって遺伝子型を評価しなければ、大声で吠える犬はすべて同じように見え、その遺伝子型が「AA」であるか「Aa」であるかを示すものはありません。 ただし、ホモ接合性「AA」または「aa」を持つ犬は、それぞれ「A」または「a」対立遺伝子のコピーをすべての子孫に受け継ぎますが、ヘテロ接合性遺伝子型「Aa」を持つ犬は、子孫の半分に「A」対立遺伝子を与え、子孫の半分に「a」対立遺伝子のコピーを与えます。
それは完全に優性であるため、「A」対立遺伝子を受け継ぐすべての子孫の吠える量の表現型は「うるさい」になりますが、「A」対立遺伝子を受け継ぐ子孫の表現型は、どの対立遺伝子がもう一方の親から受け継がれるかによって決まります。 それが「A」の場合、子孫は「騒々しい」表現型を持ちます。 それが別の「a」対立遺伝子である場合、子孫は「静かな」表現型を持つことになります。
たった 2 つの対立遺伝子「A」と「a」を使用すると、遺伝子型と表現型のすべての可能な組み合わせ (括弧内) をパネット正方形 (図 1) の形で表示できます。この場合、両親は両方ともヘテロ接合性「Aa」です。 これはモノハイブリッド交雑と呼ばれ、対立遺伝子は上部が種牡馬から、母馬の対立遺伝子が左側にあります。
図 1. パネット広場。 両親が両方ともヘテロ接合で、一方の対立遺伝子がもう一方の対立遺伝子に対して完全に優性である場合に考えられる遺伝子型と表現型の組み合わせを示す簡略化された例。
この例では、「A」が「a」に対して優勢であるという事実は、「A」が存在するときは常に、吠える量の表現型が「うるさい」ことを意味します。 その結果、この単純化された交配シナリオのすべての子孫の 75% が大声で吠えることになります。 唯一「静かな」吠え声をあげるのはホモ接合性劣性（aa）犬で、「A」対立遺伝子が存在しないため「静かな」表現型が観察されます。 これらのヘテロ接合犬 (AB) はすべて「騒々しい」表現型を共有していますが、「静かな」対立遺伝子を保有していることに注意することが重要です。
これは何を意味するのでしょうか?
これは、遺伝子がどのように親から子に受け継がれるかを説明するには非常に単純化しすぎです。 実際には、単一の遺伝子によって制御される形質はほとんどなく、他のいくつかの要因が最終的な表現型を決定する役割を果たします。 配偶子の生成方法により、配偶子への対立遺伝子の分布はランダムになります。 この例では、単一遺伝子の仮説的なケースを示し、常染色体優性遺伝様式と常染色体劣性遺伝様式を示します。
X連鎖優性、X連鎖劣性、Y連鎖、共優性、多因子などの追加の遺伝様式。 遺伝子が子孫に受け継がれると、最終的な表現型に影響を与える多数の相互作用も発生します。 遺伝物質は生命のレシピを提供しますが、成分がどのように混合され、相互作用するかは、非常に複雑な一連の要因によって制御されます。
マシュー・ブリーン博士は、ノースカロライナ州立大学獣医学部分子生物医科学部のゲノミクス教授であり、比較腫瘍学遺伝学のオスカー J. フレッチャー特別教授でもあります。
