1 - Dietvet-Holistic BevezetÃ©s

Laborállatgenetika 

Dr. Gáspárdy András

Tartalom 

I. Genetikailag definiált állatok 

II. Tenyésztési (párosítási) eljárások 

1. Genetikai sokszínűség (variance) 

2. Genetikai egyöntetűség (uniformity) 

2.0. Monozigóta állatok (tökéletes genetikai 

uniformitás) 

2.1. Beltenyésztés (inbreeding) 

2.2. Keresztezés (hybridisation) 

2.3. Keresztezés + beltenyésztés 

III. A genetikai minőség ellenőrzése (genetic 

monitoring) 

IV. Genetikai rokonság becslése 

V. Genetikai anyag tárolása

Tartalom 


1. Mesterséges populáció 

2. Természetes műszer 





uniformitás) 




III. A genetikai minőség ellenőrzése (genetic 

monitoring) 




1. Mesterséges populáció 

Homogén kísérleti állomány 

és kontroll állomány létrehozása


2. Természetes műszer 

hiteles (authentic) 

megismételhető (repeatable) 

modell, hiszen az állaton kívül eső célra „áldozzuk fel” 

helyettesítő eszköz, amely a helyettesítetthez (emberhez) 

csak egy tulajdonságban hasonlít 

helyettesített (ember), de nem mint faj, hanem mint a 

fajban lejátszódó egyik (modellezett) reakciója

Tartalom 




1.1. Kültenyésztett állományok 

(outbred/random/anisogenic) 


2.0. Monozigóta állatok (tökéletes genetikai uniformitás) 




III. A genetikai minőség ellenőrzése (genetic monitoring) 





1.1. Kültenyésztett állományok 

(outbred/random/anisogenic) (1.) 

Kültenyésztés (outbreeding) 

A genetika változatosság megőrzése érdekében 

önmagában, egymással nem rokon állatok tervszerű 

párosításával fenntartott (inter se mating) olyan véges 

létszámú természetes állomány, melybe nincs 

bevándorlás (immigráció), de amelyben előfordul 

mutáció, szelekció, genetikai sodródás, emigráció (tehát 

nem feltétlenül random és főleg nem ideális populáció).

1.1. Kültenyésztett állományok (2.) 

Elnevezése: állomány neve – kettőspont – tenyésztő/tartó 

vagy: tenyésztő/tartó – kettőspont – állomány neve 

pl.: Ssc : NMRI 

(Ssc=Statens Serum Institute Copenhagen, 

NMRI=egér állomány neve) 

Fenntartása: 

A kültenyésztett állományok beltenyésztettségének 

elkerülése érdekében irányított szaporítással (párosítási 

tervvel, távoli rokonok párosításával) élünk, legalább 4 

nemzedéken keresztül, legfeljebb 15%-os beltenyésztési 

együttható engedhető meg. A beltenyésztettség 

fokozódása kb. 1%-os lehet nemzedékenként.


Maximum Avoidance of Inbreeding (MAI, Robertson): 

Elvben legalább 12 monogám párral tartható fenn, 

módszertani szempontból 16-tal. 

- 16 és 32 pár között célpárosítás: nem rokon egerek 

egyedi párosítása egyszer, 

- 32 és 100 pár között rotációs párosítás, 

- 100 pár fölött random párosítás. 

Gold Standard Program: 

A közös génállomány fenntartása érdekében 

(„szétnövés” ellenében) 8 magtenyészet között 

rendszeresen keverik a törzsállatokat.


Effektív populációméret (Ne) maximalizálása: 

Ne = 4 * (♂*♀)/(♂+♀) 

♂ = hímek száma, ♀ = nőstények száma.



Ne = 4 * (♂*♀)/(♂+♀) 

♂ = hímek száma, ♀ = nőstények száma. 

1. példa (ivararány 1:1): 

♂ = 20, ♀ = 20 

Ne 1 = 4*(20*20)/(20+20) 

Ne 1 = 4*(400)/(40) 

Ne 1 = 40



Ne = 4 * (♂*♀)/(♂+♀) 

♂ = hímek száma, ♀ = nőstények száma. 

1. példa (ivararány 1:1): 2. példa (ivararány 1:20): 

♂ = 20, ♀ = 20 ♂ = 1, ♀ = 20 

Ne 1 = 4*(20*20)/(20+20) Ne 2 = 4*(1*20)/(1+20) 

Ne 1 = 4*(400)/(40) Ne 2 = 4*(20)/(21) 

Ne 1 = 40 Ne 2 = 3,8

Tartalom 






uniformitás) 










(1.) 

Természetes: 

pl. kilencöves tatu (Dasypus novemcinctus) 

genetikailag teljesen azonos identikus ikrei.


(2.) 

Mesterséges: 

állati klónok, 

embrió darabolás, 

szövet szaporítás

Tartalom 







2.1.1. Beltenyésztett törzsek 

(inbred/isogenic strains) 

2.1.2. Beltenyésztett altörzsek 

2.1.3. Koizogén törzsek (coisogenic strains) 









2.1.1. Beltenyésztett törzsek (inbred/isogenic strains) (1.) 

Szoros rokontenyésztés: önmagában, közeli rokonok 

(édestestvér-, szülő-utód) tervszerű párosításával 

legalább 20 nemzedéken át kialakított, majd fenntartott 

olyan kis létszámú tenyészet, amelyben az egyedeket 

genetikailag igen hasonlóvá (azonossá) tesszük (ezt csak 

a mutációk fellépte és a genetikai kontamináció torzítja). 

A génlokuszok legalább 98,4%-án az allélek homozigóta 

formában rögzültek. A törzsre a fajnál lényegesen 

„szükebb” genetikai információ jellemző.

2.1.1. Beltenyésztett törzsek (2.) 

A letális géneket egyszeresen és kétszeresen hordozó 

állatok a 10-13. nemzedék táján kihalnak 

(beltenyésztéses leromlás). 

A letális géneket nem hordozó beltenyésztett törzsek 100- 

200. nemzedékéhez tartozó egyedeit használjuk 

(kedvező gének feldúsulása). 

Napjainkban kb. 1200 egér és kb. 450 patkány törzs van.


Elnevezés: törzs neve – ferdevonal – tenyésztő/tartó 

Törzs neve: 1-4 nagybetűvel, 

• pl. A, DBA, WAG 

(néhány régi törzs megőrizhette nevét, 

pl. C3H, C57BL, 129) 

Beltenyésztett Egértörzsek Szabványosítot 

Nevezéktanának Bizottsága (Committee on Standardised 

Nomenclature for Inbred Strains of Mice)


Beltenyésztettség mértéke (F): az eredetileg 

heterozigóta, de a beltenyésztés következtében 

homozigóta formában rögzült génhelyeknek az aránya 

(autozygosity). 

Pedigré szerint.: F= Σ[(0,5 n+ n’+ 1 ) * (1 + F A )] 

n és n’ = a rokontenyésztett utód és a közös ős közötti 

nemzedékek száma az apai és az anyai oldalon 

F A = a közös ős beltenyésztési együtthatója 

Allélgyakoriság szerint: F = 1 – (H o /H e ) 

H o = megfigyelt heterozigozitás 

H e = várt heterozigozitás


A beltenyésztési koefficiens növekedése nemzedékenként 

(∆F) kis tenyészetben: 

∆F = (1/8♀) + (1/8♂) 

♀ = nőstények száma, ♂ = hímek száma, 

∆F = 1/2N 

N = állománynagyság, ha ♀ és ♂ azonos. 

Ezentúl függ: a rokonsági foktól és a kiinduló állapottól. 

Évenkénti értéke függ még a generáció intervallumtól is (a 

hasznosítás hossza egérben 8-24 hónap).


Fenntartása: 

Szűk értelemben „egyvonalas tenyésztés”: az ős 

szülőpártól (founder parent pair) és minden későbbi 

szülőpártól csak egyetlen utód-testvérpárt hagyunk meg 

továbbtenyésztésre. 

Valójában több ős szülőpártól származik a beltenyésztett 

törzs. 

A beltenyésztett törzs nemzedékeit színekkel is jelöljük 

(traffic light system): 

fehér – alapító, 

zöld –első utódnemzedék, 

sárga – második utódnemzedék, 

piros – harmadik utódnemzedék.

2.1.2. Beltenyésztett altörzsek (1.) 

A beltenyésztett törzs a kialakítása közben (genetikai 

különbségre, más laboratóriumra visszavezethetően) 

párhuzamos vonalakra szakadhat, altörzseket 

létrehozva. 

Elnevezés: törzs neve – ferdevonal – altörzs neve 

pl. C57BL/6J, C57BL/IOScSn

2.1.3. Koizogén törzsek (coisogenic strains) (1.) 

Beltenyésztett mutánsok. Többnyire spontán fellépő, 

recesszív mutációkkal találkozunk. A koizogén törzs 

genotípusában csupán egyetlen mutáns génben 

különbözik az eredeti törzstől. 

pl. szőrtelen egér (hr, hairless – kozmetikai vizsgálatok) 

csupasz egér (nu, nude – kapcsoltság a tímusz- és 

T- limfocita hiánnyal) 

Elnevezés: eredeti törzs – ferdevonal – mutáns gén 

szimbóluma – kötőjel – tenyésztő/tartó 

pl. BALB/cRij-nu, 

(Rij = TNOInstitute, Rijswijk, NL)

2.1.3. Koizogén törzsek (2.) 

Hasznos mutációk génjét többszörös visszakeresztezéssel 

fixálni lehet a törzsben altörzseket létrehozva, amelyek 

csak egy génben különböznek egymástól 

(pl.: diabétesz, adipozitás, obezitás, szőrtelenség, 

tímuszhiány, izomdisztrófia) 

Fönntartása: 

- Tisztán, koizogén törzs formájában. 

- Az életképességet (és szaporodást) erősen csökkentő 

mutáns géneket csak heterozigóta (hordozó, carrier) 

egyedek tenyésztésével tarthatjuk fenn. A vizsgálathoz 

szükséges homozigóta formát a hordozók párosításával 

(intercross) állítjuk elő, 25%-os hatásfokkal.

Tartalom 








2.2.1. F1-hibrid (isogenic) 

2.2.2. Mozaik állomány 








2.2.1. F1-hibrid (isogenic) (1.) 

Két beltenyésztett törzs egyszeri keresztezéséből 

származó egyöntetű utódok létrehozása, amelyek 

heterozigóták mindazon génekre, amelyekben a szülői 

törzsek egymástól eltérően homozigóták voltak. 

Elnevezése: anyai törzs – nagy X betű – apai törzs. 

A keresztezés – szülői genotípustól erősen függő. 

Előnye: 

• a szülői törzseknél egyöntetűbb válaszreakció 

(fenotípus, pl. pentobarbiturát érzéstelenítő hatása, 

McLaren-Michie, 1956), 

• Esetleg szülők átlagával azonos teljesítmény (csak 

additív génhatások). 

Hátránya: szülői törzseknél nagyobb tartományban 

jelentkező válaszreakció („Tryon-hatás”).

2.2.1. F1-hibrid (2.) 

VP = VG + VE 

VP = (VG add + VG dom + VG episzt ) + (VE perm + VE temp ) 

VP = fenotípusos variancia, 

VG = genetikai variancia, 

VE = környezeti variancia, 

VG add = additív genetikai variancia, 

VG dom = domináns-recesszív kölcsönhatások varianciája, 

VG episzt = episztatikus hatások varianciája, 

VE perm = állandó környezeti variancia, 

VE temp = időszakos környezeti variancia.

2.2.1. F1-hibrid (3.) 

• A várt értéktől való átlagos eltérés és annak szórása a 

különböző génhatásokra és különböző környezetre 

vezethető vissza. 

• Általában az F1-hibrid - a megnövekedett allélvariancia 

végett - változatosabb a szülőknél és tartásukban jobban 

viselik a környezet „szabálytalanságait”, ugyanakkor 

kevésbé reagálnak a kisérleti kezelésre. 

• A reciprok hibridizáció (nemek felcserélése a szülői 

törzsekben) is elképzelhető. 

• Az F2-nemzedékben az új törzs elveszti izogenitását 

(szegregáció, rekombináció).

2.2.2. Mozaik állomány (1.) 

Eltérő törzsek és ezeknek egyszeres keresztezéseivel 

kialakított F1-hibrid törzsek változataiból (a kiinduló 

génkészlet genetikai variációból) összeálló genetikailag 

vegyes állomány. 

A mozaik állomány legérzékenyebb és legkisebb szórású 

genotípusát javasolta Cholnoky (1969) a toxicitás 

vizsgálatára (farmako-genetika). 

A mozaik állományt alkotó genotípusok száma (N): 

N = (n) + ((n2 – n)/2) 

vagy 

N = (n) + (n2 – n) 

ha a reciprok keresztezés eredményét más genotípusnak 

fogadjuk el. 

n = kiinduló törzsek (genotípusok) száma

Tartalom 









2.3.1. Kongén törzs (congenic strain) 

2.3.2. Transzgén törzs (transgenic strain) 

2.3.3. Rekombináns beltenyésztett törzs 

2.3.4. Rekombináns kongén törzs 







2.3.1. Kongén törzs (1.) 

Két törzs (donor- és recipiens törzs) keresztezése adott új 

génnek az eredeti törzs (recipiens) valamennyi 

egyedébe bevitele céljából. Az F1-nemzedék, majd az 

azt követő nemzedékek új gént hordozó egyedeit 

többszörös visszakeresztezéssel teszik ismét azonossá 

az eredeti törzzsel (cseppvér keresztezéshez hasonló 

eljárás). 

A visszatenyésztésben könnyebb a fenotípusban 

manifesztálódó domináns és kodomináns gének nyomon 

követése. 

Elnevezés: recipiens törzs – pont – donor törzs 

pl. B10.D2

2.3.2. Transzgén törzs (1.) 

Idegen faj(!) génjének bejuttatása beltenyésztett törzs 

csírasejtjébe. 

Recesszív vagy hibás génszakasz (replacement vector) 

bejuttatásával a törzs adott tulajdonságát 

megszüntethetjük. 

Az 1990-es évektől kezdődően veszi át a vezető szerepet 

(Animal Creation Program: knock-out, knock-in, 

humanization, knock-down). 

Elnevezés: recipiens törzs – kötőjel - Tg és N és (XX) és 

tenyésztő/tartó 

Tg = transzgén, 

N = nem homológ beékelődés, 

XX = beékelődés leírása, 

pl. C57BL/6J-TgN(XX)Y


Transzgénikus modellek: 

Mikroinjektálás. Leginkább a megtermékenyített petesejt 

hím pronukleuszába injektálják a kívánatos DNS 

szakaszt (in vitro géntechnika). Ezt követi az utód 

genom-vizsgálata, illetve a gén által kódolt tulajdonság 

expresszálódásának megfigyelése, majd a későbbi 

nemzedékek vizsgálata (öröklődhetőség). 

Vektorok. Lehet a gént plazmid vektorral is bejuttatni (in 

vivo biotechnológia). 

Embrionális őssejt-vonalak. Embrionális őssejt-vonalak 

(embryonic stem cell technology, ES) kialakítása 

blasztociszta belső sejttömegéből. 

Egyéb módszerek.


Embrionális őssejt-vonalak. 

(fajazonos kiméra + fajidegen gén) 

Embrionális őssejt-vonalak (embryonic stem cell 

technology, ES) kialakítása blasztociszta belső 

sejttömegéből. 

Ezek beültethetők más blasztocisztákba, majd együtt 

fejlődnek a gazdaembrióval. 

Véletlenszerűen a csíravonalba is beépülhetnek. 

A sejtek eredete a kifejlődött egyedben 

megkülönböztethető, a carrier utódok* tovább 

ellenőrizhetők molekulárbiológiai módszerekkel (pl. PCR-rel 

accelerated backcrossing) és szelektálhatók. 

(*nem mindegyik utód lesz hordozó, szemben a mikroinjektálással)


Transzgén állatokat 

- a génkifejeződés mechanizmusának vizsgálatában, 

- a normális sejtalakulás vizsgálatában, 

- a termelés és betegségrezisztencia fokozására 

haszonállatokban, 

- gyógyszer(alapanyag) termeltetése (gene-pharming, pl. 

insulin termeltetése kecsketejben, tehéntejben lehet 

felhasználni; Uschi 1998. Patagonia 1-4.)

2.3.3. Rekombináns beltenyésztett törzs 

Két, egymással nem rokon törzs (ős- vagy elődtörzs, 

progenitor strains) keresztezett utódaiból párhuzamosan 

és egymástól függetlenül kialakított utódtörzsek 

mindegyike rekombináns törzs. A rekombináns 

törzsekben a két őstörzs véletlenszerűen (de fele-fele 

arányban) szétoszlott génkészlete van jelen. 

A rekonbináns beltenyésztett törzseket további szigorú 

rokontenyésztéssel (bxs = brother x sister mating) 

alakítják ki és tartják fenn. 

A rekombináns beltenyésztett törzseket a sokgénes 

tulajdonságok vizsgálatára és genetikai kapcsoltság 

megállapítására (linkage analysis) használják. 

Elnevezés: anyai őstörzs – nagy X betű - apai őstörzs – 

kötőjel – rekombináns törzs 

pl. B6XH-1

2.3.4. Rekombináns kongén törzs 

A recipiens törzsre való második vagy harmadik 

visszakeresztezésből származó kongén egyedekből 

képeznek véletlenszerűen testvérpárokat (új 

kombinációk) és ezek utódait elkülönülten tenyésztik bxs 

párosítással 20 nemzedéken keresztül (beltenyésztés). 

A második recipiensre való visszakeresztezés után az 

ivadékok a donor törzs génállományának 12.5%-át 

tartalmazzák, de ez az egyes alléleket tekintve 

véletlenszerűen kerül a rekombináns kongén törzsekbe. 

A rekombináns kongén törzseket elsősorban a mennyiségi 

tulajdonságok genetikai tanulmányozására használják 

(pl. daganatképződési hajlam, betegség rezisztencia). 

Elnevezés: RCS és recipiens törzs - c - donor törzs 

pl. RCS CcS-1

Tartalom 









III. A genetikai minőség ellenőrzése 

(genetic monitoring) 




(genetic monitoring) (1.) 

Fenotípus alapján, marker-1.: 

• külső megjelenés (szőrszín, morfológia), 

• élettani folyamatok, a törzsek egyöntetűségét 

tesztelhetjük bőrátültetéssel (átültetett szövet elfogadása 

vagy kilökődése), ami függ a donor és a recipiens 

haplotípusában lévő MHC (major histocompatibility 

complex) összeférhetetlenségtől, 

• biokémiai markerek (géntermékek), vércsoport 

polimorfizmusok (szerológia), enzim polimorfizmusok, 

• citogenetikai vizsgálatok (kromoszóma).


(genetic monitoring) (2.) 

Genotípus alapján (DNS fingerprint), marker-2.: 

• genetikai markerek segítségével, RFLP (restriction 

fragment legth polymorphism), SSLP (single sequence 

lenght polymorphism), PCR (polimerase chain reaction), 

PAGE (poliacril amide gel electrophorese), 

• gének segítségével. 

„4E-szabály” 

(exact, easy, efficient, economic)

Tartalom 













Törzsek közötti genetikai távolság kimutatása több marker 

egyidejű alkalmazásával (diagram, dendrogram). 

Dendrogram according to Nei’s genetic distances

Tartalom 












V. Genetikai anyag tárolása (In situ, nincs!) 

Ex situ: 

In vivo csak ex situ módja létezik. 

-élő állatok teljes genomjának fenntartása, 

- szeparált gének fenntartása más állatokban. 

In vitro (változatlan genetikai anyag, gazdaságos) 

- spermium mélyhűtés, 

- petesejt mélyhűtés, 

- preimplantált emlős embriók fagyasztása 

(cryopreservation, átmentés) folyékony 

nitrogénben (-196 C°). Megszületett 

egészséges utódok aránya kb. 25 %. 

- petefészek, 

- szeparált gének fenntartása, (szövettenyészet, 

vektor)

1 - Dietvet-Holistic BevezetÃ©s

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?