Un gatto di tre colori, rosso bianco e nero, è al 99,9% una gatta. La ragione è genetica in quanto il gene che determina il colore rosso o nero del pelo è infatti collocato sul cromosoma X. Le femmine avendo due cromosomi X possono avere entrambi i colori, al contrario i maschi avendo un solo cromosoma X possono esprimere soltanto uno dei due colori.
Tuttavia esiste un’eccezione molto rara! Possono esistere gatti maschi di tre colori che presentano una malattia genetica chiamata Sindrome di Klinefelter, in cui il corredo cromosomico di un individuo maschio, invece di essere XY è XXY. Questo non comporta particolari problemi nello sviluppo, ma è associato alla sterilità. L’incidenza è di circa 1 su 1000 individui. Da questa eccezione nasce la figura del maneki neko, il gatto giapponese portafortuna che saluta con la zampa, spesso raffigurato di 3 colori, che secondo la leggenda potrebbe rappresentare uno dei rari gatti maschi di tre colori.
Ma torniamo alla ragione biologica per cui i gatti di tre colori possono esprimere sia il colore rosso che il colore nero sul loro pelo: le femmine esprimono il contenuto di un solo cromosoma X nelle loro cellule! Il cromosoma X è circa 2,5 volte più grande e possiede circa 1000 geni contro i 100 del cromosoma Y. La natura ha quindi sviluppato un sistema per compensare questa sproporzione tra maschi e femmine: uno dei due cromosomi X viene condensato in eterocromatina (una forma non accessibile alla trascrizione) e viene chiamato corpo di Barr.
Quando l’embrione è formato da un centinaio di cellule, nelle primissime fasi dello sviluppo, casualmente uno dei due cromosomi X viene condensato e questo fa sì che in alcune zone del pelo sia espresso il gene per il colore rosso e in altre non sia espresso, originando il tipico pelo tricolore. Lo stesso processo avviene anche nelle femmine di altre specie, ma questo è uno degli unici casi in cui l’effetto è visibile macroscopicamente.
Una volta compresa la regolazione dell’espressione sul cromosoma X dobbiamo ancora contestualizzare la presenza di questo gene in relazione agli altri che regolano il colore del pelo. I geni principali coinvolti sono:
- il gene posizionato sul cromosoma X che determina il colore rosso O, o la variante recessiva o che non fa esprimere il colore rosso e rende visibile il prodotto del prossimo gene;
- un gene di cui esistono 3 varianti: B b e b’, che corrisponde al nero, dominante, marrone scuro (cioccolato) e marrone chiaro (cannella);
- un gene recessivo che determina la diluizione del colore, ovvero una minore distribuzione di pigmento schiarendo i colori precedenti, ad esempio da nero a grigio (anche definito blu): per il colore “solido”, cioè pieno, il genotipo può essere DD o Dd, mentre per il colore diluito dd;
- un gene per il colore bianco dell’intero pelo W, o una variante WS per la presenza di macchie bianche.
Ci sono poi delle varianti per determinare il colore solido o striato del pelo:
- il gene agouti determina la presenza o meno di distribuzione striata del pigmento sul pelo ed è un gene dominante, quindi Aa o AA determineranno pelo tigrato e aa pelo di colore solido
- il gene tabby con diverse varianti che determina il tipo di striatura.
In tutto questo ci sono complicate relazioni tra dominanza e recessività alla base della genetica e rapporti di dominanza tra geni. Per esempio, il W è dominante su tutti gli altri colori, l’O è dominante sul nero e su tutte le varianti di marrone, mentre il WS è espresso con tutti gli altri colori. Inoltre ci sono anche relazioni epistatiche, ovvero geni che vanno contro le regole, per esempio il colore rosso è sempre striato anche in assenza del gene agouti.
Oltre ai geni descritti ce ne sono altri coinvolti nel pelo lungo o corto, riccio o liscio e varianti che spesso sono state selezionate con incroci per una determinata razza felina.
La genetica dei piselli studiati da Mendel è sicuramente più semplice, ma i gatti ci offrono comunque interessanti spunti per comprendere come semplici sequenze di DNA (il genotipo) possano determinare caratteri somatici diversi (il fenotipo).
Fare Scienze
1. Inchiesta sui gatti domestici
Chiedete agli studenti di fare una foto ai gatti che hanno a casa e determinate, per quanto possibile, il loro corredo genetico sulla base dei geni O o, B b b’, D d, W Ws, A a.
Esempi
o (oo) Bb (o BB) Dd (o DD) aa
Oo BB (o Bb) DD (o Dd) AA (o Aa) WS
Nel caso della presenza di un carattere dominante non sarà possibile determinare l’omozigosi o l’eterozigosi.
Dai risultati sarà possibile fare una statistica sulla presenza di caratteri dominanti e recessivi.
2. Determinate il colore del pelo della progenie sulla base dei colori e del corredo genetico dei genitori.
Prendendo i due esempi precedenti e omettendo il Ws per semplificare:
o Bb Dd aa maschio X Oo BB DD AA femmina
oo BB Dd Aa (oo BB DD Aa, oo Bb Dd Aa) – gatta nera tigrata
Oo BB Dd Aa (Oo BB DD Aa, Oo Bb Dd Aa) – gatta rossa e nera tigrata
o BB Dd Aa (o BB DD Aa, o Bb Dd Aa) – gatto rosso tigrato
O BB Dd Aa (O BB DD Aa, O Bb Dd Aa) – gatto nero tigrato