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Katzenforschung | Genetik

Die Genetik

Genetik der Katze

Genetik der Katze

2020, Marcus Skupin

von Marcus Skupin | Welt der Katzen

Die Genetik ist die Lehre der Vererbung. Sie befasst sich mit den Gesetzmäßigkeiten bei Ausbildung und Weitergabe genetischer Informationen über die Träger der Erbinformationen, die Gene.

Alle bekannten Lebewesen verfügen über Gene. Gene sind definierte Abschnitte der DNA (DesoxyriboNucleinAcid, zu deutsch: DesoxyriboNukleinSäure, kurz auch: DNS), die in Form einer Doppelhelix auf den Chromosomen angeordnet ist. Die Gene enthalten alle erforderlichen Baupläne eines Lebewesens. Beim Menschen sind 19.042 Gene [1] auf 46 Chromosomen verteilt, die sich im Zellkern einer jeden Zelle befinden (Ausnahme: Geschlechtschromosomen, d.h. Eizelle und Samenzelle, weisen lediglich einen halben Chromosomensatz auf) und in ihrer Gesamtheit das Genom darstellen.

Der Mensch

Während Menschen im Normalfall über 46 Chromosomen (19.042 Gene) verfügen [1], weichen diese Zahlen bei anderen Lebewesen - zum Teil erheblich - ab.

Chromosomenzahl unterschiedlicher Lebewesen

Lebewesen

Chromosomen

Kategorie

Spulwurm

2

Wirbellose

Amöbe

6

Wirbellose

Stechmücke

6

Insekt

Fruchtfliege

8

Insekt

Champignon

8

Pilz

Stubenfliege

12

Insekt

Tintenfisch

12

Wirbellose

Erbse

14

Pflanze

Erdbeere

14

Pflanze

Pfirsich

16

Pflanze

Zwiebel

16

Pflanze

Honigbiene (m)

16

Insekt

Honigbiene (w)

32

Insekt

Kohl

18

Pflanze

Opossum

18

Säugetier

Mais

20

Pflanze

Möhre

22

Pflanze

Katzenhai

24

Fisch

Tomate

24

Pflanze

Frosch

26

Amphibien/Reptilien

Axolotl

28

Amphibien/Reptilien

Regenwurm

32

Wirbellose

Alligator

32

Amphibien/Reptilien

Geburtshelferkröte

36

Amphibien/Reptilien

Margay

36

Säugetier

Ozelot

36

Säugetier

Kleinfleckkatze

36

Säugetier

Oncille

36

Säugetier

Wein

38

Pflanze

Katze

38

Säugetier

Schwein

38

Säugetier

Zauneidechse

38

Amphibien/Reptilien

Maus

40

Säugetier

Rhesusaffe

42

Säugetier

Wanderratte

42

Säugetier

Weizen

42

Pflanze

Blindschleiche

44

Amphibien/Reptilien

Fledermaus

44

Säugetier

Goldhamster

44

Säugetier

Kaninchen

44

Säugetier

Sonnentierchen

44

Wirbellose

Mensch

46

Säugetier

Alpenveilchen

48

Pflanze

Schimpanse

48

Säugetier

Gorilla

48

Säugetier

Oran-Utan

48

Säugetier

Kartoffel

48

Pflanze

Tabak

48

Pflanze

Sumpfschildkröte

50

Amphibien/Reptilien

Schnabeltier

52

Säugetier

Weinbergschnecke

54

Wirbellose

Ameisenigel (m)

63

Säugetier

Ameinsenigel (w)

64

Säugetier

Pferd

64

Säugetier

Huhn

78

Vogel

Hund

78

Säugetier

Koboldmaki

80

Säugetier

Amsel

80

Vogel

Goldfisch

94

Fisch

Größere Chromosomenzahlen kommen beispielsweise beim Adlerfarn (104), Wurmfarn (164), Schachtelhalm (216) und der Natternzunge (480) vor. Auch manche Tier verfügen über größere Chromosomenzahlen, so der Karpfen (104) oder die Krabbe (254).

Die Zahl der Chromosomen lässt übrigens keinen Rückschluss auf die Zahl Gene (besser: der proteincodierenden Gene) zu. Einen kleinen Vergleich der Gene in einzelnen Genomen enthält die folgende Tabelle.

proteincodierende Gene (haploid. Chromosomensatz)

Spezies

Größe (haploides Genom in bp)

proteincodierende Gene

proteincodierender Anteil (%)

Bakterium "Mycoplasma genitalium" [13]

580.000

485

88

Bakterium "Haemophilus influenza" [13]

1.830.000

1727

89

Bakterium "Escherichia coli" [13]

4.600.000

4288

88

Bierhefe "Saccharomyces cerevisiae" [13]

12.200.000

6275

70

Spalthefe "Schizosaccharomyces pombe" [13]

13.800.000

4824

60

Ackerschmalwand "Arabidopsis thaliana" [13]

115.000.000

27416

25

Reis "Oryza sativa" [13]

390.000

40838

12

Sojabohne "Glycine max" [13]

973.000.000

46430

7

Fadenwurm "Caenorhabditis elegans" [13]

100.000.000

13918

25

Taufliege "Drosophila melanogaster" [13]

140.000.000

13918

13

Mensch "Homo sapiens" [13]

3.200.000.000

21000

1,2

Tiger "Panthera Tigris" [13]

20226

Hauskatze "Felis silvestris catus" [13]

22285

Genetik der Katze

Karyo-Normaltyp der meisten Katzenarten (Kater)

Karyo-Normaltyp der meisten Katzenarten (Kater)

© 2017, Welt der Katzen | Marcus Skupin

Katzen (zumindest die meisten Arten) haben 38 Chromosomen (Karyotyp: 38,XX | 38,XY) im doppelten Chromosomensatz. Es gibt jedoch Ausnahmen: Die in Amerika vorkommenden Katzenarten Marguay, Ozelot, Kleinfleckkatze und Oncille besitzen im doppelten Chromosomensatz lediglich 36 Chromosomen.

Bei Katzen kommen - wie auch beim Menschen - vereinzelt Chromosomenanomalien vor, die häufig die Zahl der Geschlechtschromosomen betreffen (Veränderung des Karyotyps).

Dies Genetikseiten in der Welt der Katzen enthalten eine Aufstellung über zahlreiche Allele der Katze (d.h. die mögliche Ausprägung einzelner Katzengene). Zurzeit sind zudem Informationen über monogene und polygene Gendefekte bei Katzen verfügbar, soweit eine Relevanz nach dem deutschen Tierschutzrecht gesehen wird.
Ein Teil möglicher Gendefekte und damit einhergehenden Erkrankungen der Katze (Erbkrankheiten) kann durch genetischen Untersuchungen (Gentests) festgestellt oder ausgeschlossen werden.

Durch genetische Untersuchungen von O'BRIEN und JOHNSON an den bekannten Katzenarten ergeben sich interessante Aspekte bezüglich der Verwandtschaft der Katzen und damit auch ihrer Entwicklung. Hierdurch gibt es auch Auswirkungen hinsichtlich der systematischen Einteilung der rund 40 wilden Katzenarten.

Informationen zu den Möglichkeiten des Klonens von Katzen (und anderen Haustieren) finden sich im Exkurs: Klone.

Exkurs: Klonkatzen

Klone

von Marcus Skupin | Welt der Katzen Mit Veröffentlichung von Michael Crichtons Roman "Jurassic Park" im Jahr 1990 und dem auf dem Buch basierenden gleichnamigen Film des Jahres 1993 weiß eigentlic...

Klontechniken

Klonen im engen Sinn ist die künstliche Erzeugung von Individuen mit den selben, d.h. identischen genetischen Informationen. Die entstehenden "Nachkommen" bezeichnet man als Klon.

Klon-Tiere 1902-2020

Im Jahr 1902 wird durch den deutschen Zoologen, Hans Spemann, erstmals ein Molch durch Splitting einer Embryozelle geklont. Spemann erhält im Jahr 1935 den Nobelpreis.

Funtional genetische Ähnlichkeiten

Betrachtet man die funktionalen Ähnlichkeiten in den Genomen einzelner Arten, so führt dies zu interessanten und teilweise verblüffenden Ergebnissen.

Artenvergleich

Art 1

Art 2

genetische Ähnlichkeit

Quelle

Mensch

Mensch

99,9 %

[2], [7]

Mensch

Mensch

99,5 %

[8]

Mensch (m)

Mensch (w)

98,0 - 96,0 %

[3]

Mensch

Schimpanse

99,4 (bis 93,5 %)

[3], [5]

Mensch

Schimpanse

98,7 %

[6], [10]

Mensch

Schimpanse

98,5 %

[7], [8]

Mensch

Schimpanse

98,0 bis 96,0 %

[9]

Mensch

Bonobo

99,4 %

[5]

Mensch

Bonobo

98,7 %

[6]

Mensch

Gorilla

98,25 %

[6]

Mensch

Gorilla

97,7 %

[5]

Mensch

Gorilla

94,8 %

[4, 12]

Mensch

Orang-Utan

96,4 %

[5]

Mensch

Maus

97,5 %

[9]

Mensch

Maus

90,0 %

[11]

Mensch

Katze

90,0 %

[11]

Mensch

Schwein

90,0 %

[9], [11]

Mensch

Taufliege

60,0 %

[9]

Mensch

Pferd

90,0 %

[11]

Mensch

Hund

84,0 %

[11]

Mensch

Banane

50 %

[8]

Mensch

Hefepilz

30,0 %

[9]

Schimpanse

Bonobo

99,6 %

[6]

Katze

Tiger

95,6 %

[4, 12]

Katze

Mensch

90,0 %

[11]

Erläuterungen zum Artenvergleich

Der DNA-Code:

Der DNA-Code:

Genetische Informationen der DNA werden durch 20 verschiedene Aminosäuren codiert, die wiederum aus Codons von je drei Basen (Triplets) bestehen. Bei der Transkription wird die doppelsträngige DNA in einsträngige RNA umgeschrieben. Dabei wird die Nukleinbase Thymin durch Uracil ersetzt. Im genetischen Code der mRNA erscheint daher statt dem "T" ein "U". (ms)

Die Abweichungen in den genannten Angaben beruhen auf unterschiedlichen Berechnungsmethoden.

Zu berücksichtigen ist, dass die unterschiedliche Chromosomenzahl keine bisher konkret bekannten Auswirkungen auf die Komplexität eines Organismus hat. Ein Grund hierfür dürfte darin zu suchen sein, dass die DNA u.a. erhebliche nichtcodierende Sequenzen aufweist, deren Funktion bisher nicht geklärt werden konnte. Diese Sequenzen werden bei Vergleichsanalysen (aus Relevanzgründen) im Regelfall nicht untersucht. Würde man dies tun, ergäben sich voraussichtlich erheblich größere Abweichungen zwischen den Arten.

Interessant auch: Vergleichende Untersuchungen von Katzenartigen mit Primaten ergaben, dass beispielsweise Hauskatze und Tiger die letzten gemeinsamen Vorfahren vor rund 10,8 Mio. Jahren gehabt haben müssen. Die Übereinstimmung in ihren Genomen liegt bei 95,6 %. Die Unterschiede in den Genomen von Mensch und Gorilla, deren letzte gemensame Vorfahren vor rund 8,8 Mio. Jahren gelebt haben dürften sind rund 2 Mio. Jahre jünger. Hier liegt die Genomübereinstimmung bei 94,8%.

Abweichungen des Karyotyps

* 37,X0 -> Karyotyp eines Weibchens mit Turner-Syndrom (Ullrich-Turner-Syndrom / Monosomie X, d.h. ein X-Chromosom fehlt) * 37,Y0 -> Karyotyp eines Katers, X-Chromosom fehlt, letal (tödlich) * 39...

Haarlänge der Katze

Die ursprüngliche Haarlänge von Katzen (Wildform) ist kurzes Haar. Die Haarlänge der Katze hängt davon ab, welche der vier bekannten Mutationen des FGF5-Genes bei dem einzelnen Individuum zum ...

Das Tigergenom

Der Vergleich zwischen dem Genom eines Tigers und einer Hauskatze ergibt eine genetische Übereinstimmung von 95,6%. Im Tigergenom sind 20.226 proteincodierende Gene enthalten. Das Genom der Hauska...

Allele der Katze

Allele sind - vereinfacht ausgedrückt - die möglichen "Schalterstellungen" von Genen, die sich jeweils am identischen Genort (Locus) eines Chromosoms befinden. ...

Anomalien, Fell

Gestörtes Haarwachstum bis hin zur völligen Haarlosigkeit. Verkürzung bzw. Fehlen der Tasthaare. ...

Anomalien, Ohr

Die Ohrmuscheln sind nach vorne oder hinten abgeknickt. Nach vorne gerichtete Kippohren ...

Blutgruppen der Katze

Bei den Katzen werden heute 3 Blutgruppen (A, B und AB) unterschieden. Zunächst konnten bei der Katze lediglich 2 Blutgruppen, nämlich 0 und EF (Holmes, 1950) unterschieden werden. Nach Untersuchu...

Brachyzephalie

Großer rundlicher Kopf mit kräftig entwickelter Backenpartie, kurzer, breiter Nase und ausgeprägtem Stop. Als Extrem ist eine Stupsnase ausgebildet, ...

Chondrodysplasie

Disproportionierter Zwergenwuchs mit Verkürzung der langen Röhrenknochen und damit der Gliedmaßen. ...

Entropium

Einwärtsdrehen des Augenlidrandes. Kommt sporadisch in vielen Rassen vor, gehäuft jedoch bei brachyzephalen Rassen. (Katzen mit faltenreicher Nase wie z.B. Perserkatzen)

Erbkrankheiten

Bei der Katze sind zwischenzeitlich zahlreiche Erkrankungen bekannt, die erblich sind d.h. von den Eltern an die Kitten weitergegeben werden. Das Wissen um diese Erkrankungen bzw. die genetische Di...

Farbaufhellung

Die Farbe des Fells ist aufgehellt bis weiß, die Augenfarbe häufig blau, kann aber auch ...

Farbgenetik

Nachweis der Fellfarben chocolate, cinnamon und Agouti sowie der Farbvarianten Siam und Burmabraun bei der Katze mittels DNA-Test

Gentests der Katze

Der medizinische Fortschritt macht es möglich. Was vor einigen Jahren noch wie Science Fiction klang, ist heute Gang und Gäbe: Gentests für Katzen. ...

Katzengene

Der Chromosomensatz der meisten Katzenarten enthält 19 Chromosomen (N=19) im haploiden und 38 Chromosomen (2N=38) im diploiden Chromosomensatz und ist sich damit über die Arten hinweg sehr ähnlich....

Kurzschwänzigkeit

Unterschiedlich ausgeprägte Verkürzung der Schwanzwirbelsäule. Es werden verkürzte, aufgerollte Schänze (tailed), Stummelschwänze (rumpy rise, stumpy), sowie ...

monogene Defekte (mehr)

Vorkommen: Alle oben genannten Defekte kommen sporadisch oder familiär gehäuft in vielen Rassen vor. Genetik: Die Defekte ...

Pointkatzen

Pointkatzen (z.B. Siamkatzen, Hl. Birmakatzen etc.) sind Teilalbinos, d.h. die genetische Körperfarbe entwickelt sich nur an den kühlsten Körperstellen wie Gesicht und Ohren, Beinen, Schwanz und be...

Polydaktylie

Die Pfoten weisen überzählige Zehen, vorwiegend an den Vorderextremitäten auf. Auch ...

polygene Defekte (mehr)

weitere Einzeldefekte und Erkrankungen - polygen vererbte Merkmale - gemäß Gutachten zu 11 b des TierSchG

Quellen:

[1] http://www.news.de/panorama/1213/mensch-ist-nicht-maus/1/ (2009)
[2] https://www.spektrum.de/lexikon/biologie/menschenrassen/42123
[3] https://rp-online.de/panorama/wissen/forschung/maenner-aehneln-affen-mehr-als-frauen_aid-14244865 (2012)
[4] http://www.einfachtierisch.de/katzen/katzenhaltung/hauskatzen-und-tiger-sind-genetisch-fast-identisch-id100885/
[5] https://www.uni-landau.de/kluge/Beitraege_zur_S.u.S/Was_der_Mensch.pdf
[6] https://www.wissenschaft.de/geschichte-archaeologie/unsere-verwandten-unter-der-genetischen-lupe/ (2012)
[7] https://de.wikipedia.org/wiki/Genetische_Variation_(Mensch) (2018)
[8] https://www.morgenpost.de/kultur/berlin-kultur/article115517396/Erbgut-der-Mensch-ist-zur-Haelfte-eine-Banane.html (2013)
[9] http://www.genius.co.at/index.php?id=644 (2014)
[10] http://www.eseb2011.de/dna-unterschied/ (2012)
[11] https://www.fluter.de/du-bist-doch-banane (2016)
[12] Cho Ys et al.: Vergleichende Analyse des Tigergenoms, Nature Commun 4: 1-7, 2013
[13] Markl J., Sadava D., Hillis D.M., Heller H.C., Hacker S.D.: Genome. In: Markl J. (eds) Purves Biologie. Springer Spektrum, Berlin, Heidelberg, 2019

Liebe ist das höchste Gut der Welt! Wo Du sie findest, halte sie fest - denn ohne sie kannst Du nicht leben.

Marcus Skupin, 1982

Katzensprache

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Kompendium der Katzensprache Edition Welt der Katzen, Band 8 Die Katze setzt neben der Lautsprache, die weit mehr ist, als ein einfaches "Miau", zahlreiche Ausdrucksmöglichkeiten der Körpersprache...

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