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Farbgenetik beim Meerschweinchen

(Hier wird immer noch gebastelt, nicht vollständig!)

Farbgenetik beim Meerschweinchen

Farbe bedeutet Pigment (Melanin) und Pigment erfüllt mehrere Funktionen:

1. Schutz vor schädlicher UV-Strahlung: durch die Einlagerung von Pigment, insbesondere durch das schwarz-braune Eumelanin wird die Haut vor der Strahlung geschützt (Krebsrisiko).

2. Tarnung: als Fluchttier ist das Meerschweinchen auf Tarnung angewiesen. Ein dunkles, möglichst noch „geticktes“ Meerschweinchen bietet die beste Tarnung. Deshalb ist die ursprünglichste Farbe das Goldagouti (Schwarz-Rot Agouti), diese Farbe hat die beste Tarnung.

Grundsätzlich werden immer beide Arten von Pigment (Melanin) gebildet, also immer ein Pigment aus der Schwarz-Braunen (Eumelanin) Reihe und eines aus der Rot-Gelben (Phäomelanin) Reihe.

Dies gilt für alle Säugetiere, den Menschen inklusive!

Eine Reihe von genetischen Faktoren sorgt aber dafür, dass z.B. nicht beide Pigmente sichtbar sind oder z.B. in einer bestimmten Art und Weise sichtbar sind.

Melanin (Pigment)

Melanin (Eumelanin und Phäomelanin) wird ausschließlich in den Pigmentzellen, den Melanozyten gebildet.

Melanozyten sind Zellen des Neuroektoderms und wandern während der embryonalen Entwicklung aus der Neuralleiste in die Haut (epidermale Melanozyten), in die Haarzwiebel (Melanozyten der Haarpapille) und in Teile des Auges (z.B. Regenbogenhaut und Aderhaut) ein.

 

Eumelanin = schwarz-braunes Pigment  (Farbbezeichnungen EE-Standard_2017)

Die Farben, die zum schwarz-braunen Pigment gehören heißen beim Meerschweinchen:

Schwarz

aa
B. C. D. E. kk P. SS rnrn   

Schokolade

aa bb C. D. E. kk P. SS rnrn
Slate

aa B. C. D. E. kk prpr SS rnrn
Coffee (nicht anerkannt)

aa bb C. D. E. kk prpr SS rnrn
Lilac

aa B. C. D. E. kk pp SS rnrn 
Beige

aa bb C. D. E. kk pp SS rnrn
Blau

aa B. C. dd E. kk P. SS rnrn
Feh/Braun (nicht anerkannt)

Kombination aus Blau und Schokolade

aa bb C. dd E. kk P. SS rnrn
Lavendel (nicht anerkannt)

Kombination aus Blau und Slate


aa B. C. dd E. kk prpr SS rnrn   
Caramell (nicht anerkannt)

Kombination aus Blau und Coffee

aa bb C. dd E. kk prpr SS rnrn 
Flieder (nicht anerkannt)

Kombination aus Blau und Lilac

aa B. C. dd E. kk pp SS rnrn   
Isabell (nicht anerkannt)

Kombination aus Blau und Beige

aa bb C. dd E. kk pp SS rnrn 

 

Phäomelanin=rot gelbes Pigment  (Farbbezeichnungen EE-Standard_2017)

Die Farben, die zum rot-gelben Pigment gehören heißen beim Meerschweinchen:

Rot

?? B. C. D. ee kk P. SS rnrn

Gold, dunkle Augen

 ?? bb C. D. ee kk P. SS rnrn
Gold, rote Augen

?? bb C. D. ee kk pp SS rnrn 
Buff

?? bb cdcd D. ee kk P. SS rnrn
Safran

?? bb cdcd D. ee kk pp SS rnrn
Creme, dunkle Augen

?? bb cdcr/cdca D. ee kk P. SS rnrn    
Creme, rote Augen

 ?? bb cdcr/cdca D. ee kk pp SS rnrn
Weiß, dunkle Augen

?? bb crcr D. ee kk P. SS rnrn
Weiß, rote Augen

 ?? bb caca D. ee kk P. SS rnrn oder ?? bb crcr D. ee kk pp SS rnrn

 

 

Melanin (Eumelanin und Phäomelanin) wird ausschließlich in den Pigmentgranula (Melanosomen) der Melanozyten gebildet. 

Das Enzym Tyrosinase spielt hierbei eine wichtige Rolle in der Pigmentsynthese. Tyrosinase ist ein membranständiges Glycoprotein, das ausschließlich in Melanosomen nachgewiesen wird (Seiji und Iwashita, 1965).

   

Nach heutigem Stand der Wissenschaft werden drei Typen von Melanozyten unterschieden:

1. Epidermale Melanozyten (Melanozyten der Haut)



Die Haut besteht aus der Epidermis (Oberhaut), der Dermis (Lederhaut) und der Subcutis (Unterhaut). Die Melanozyten wandern während der embryonalen Entwicklung aus der Neuralleiste in die unterste Schicht der Epidermis (Oberhaut), die sogenannte Basalschicht ein.

Diese Wanderung der Melanozyten ist von vielen verschiedenen Faktoren abhängig und kann bei bestimmten genetischen Faktoren nicht funktionieren. Dann bleiben bestimmte Hautareale ohne Melanozyten, dementsprechend kann hier keine Pigmentbildung stattfinden.



In den weißen Haaren und Hautarealen dieses Meerschweinchen sind während der embryonalen Entwicklung keine Melanozyten in die Haut eingewandert, in diesen Hautarealen kann lebenslänglich kein Pigment gebildet werden.

Melanozyten in der Basalschicht produzieren kontinuierlich mit Eumelanin oder Phäomelanin gefüllte Granula, die sogenannten Melanosomen. Die fertigen Melanosomen gibt der Melanozyt dann an die umliegenden Hautzellen (Keratinozyten) ab.

Ein Melanozyt ist für ca. 30 - 36 Keratinozyten zuständig.

So entsteht die gleichmäßige Färbung der Haut. Die in den Keratinozyten (Hautzellen) eingelagerten Melanosomen lagern sich bevorzugt "kappenartig" oberhalb des Zellkerns an, um die wichtige genetische Information (Chromosomen des Zellkerns) vor der schädlichen UV-Strahlung zu schützen.




Da die obersten Hautschichten ständig abgeschilfert werden, müssen kontinuierlich neue mit Melanin gefüllte Melanosomen von den epidermalen Melanozyten an die Hautzellen abgegeben werden.

Die Krallen gehören wie die Haare mit zu den Hautanhangsorganen und sind spezialisierte Strukturen, die eine direkte Fortsetzung der Epidermis (Oberhaut) und Dermis (Unterhaut) darstellen.

Die Hornschicht der Krallen, die wie die Haare aus Keratin, einem unlöslichen Protein (Eiweiß) beteht wird von den epidermalen Melanozyten aus der Basalschicht der Epidermis mit Melanosomen versorgt.

Je nachdem, ob die epidermalen Melanozyten Eumelanosomen oder Phäomelanosomen produzieren, sind die Krallen entweder schwarz-braun (Eumelaninreihe) oder rot-gelb (Phäomelaninreihe)oder wenn keine Melanosomen gebildet werden, farblos.

     

2. Melanozyten der Haarpapille

Die Haarfollikel gehören ebenfalls zu den Hautanhangsorganen.

Der einzelne Haarfollikel besteht aus dem Haarschaft, der Haarwurzel (Bulbus) und der Haarwurzelscheide.

Der Haarschaft ist der Teil des Haarfollikels, der aus der Haut herausragt. Er besteht aus keratinisierten Haarmatrixzellen, die die Haarrinde bilden. Zentral im Haarschaft liegt das röhrenförmige Haarmark, ein mit Luft gefüllter Hohlraum. Die äußerste Schicht des Haares ist die Kutikula, die aus Kutikularzellen besteht und die Haarrinde komplett überdeckt.

In der bindegewebigen Haarpapille liegen Melanozyten, die in die Haarzwiebel einwandern. Hier geben sie mit Melanin (Eumelanin oder Phäomelanin) gefüllte Melanosomen an die Matrixzellen ab.

Durch Einlagerung von Melanosomen in die Haarrinde, ähnlich wie die Einlagerung von Melanosomen in die Hornschicht der Krallen entsteht die Färbung des Haares, welches man dann oberhalb der Haut (Epidermis) als Haarschaft sieht.

Die Melaninsynthese erfolgt ausschließlich während der anagenen Phase des Haares in den Melanozyten der Haarzwiebel.

Im Vergleich zu den epidermalen Melanozyten, sind die Melanozyten der Haarzwiebel voluminöser und dendritischer.

Ein Melanozyt versorgt im Haar etwa fünf Keratinozyten mit Melanosomen, in der Haut ist ein Melanozyt für ca. 30 Keratinozyten zuständig.

Im Alter nimmt die Anzahl der Melanozyten in den Haarzwiebeln ab, was zum Ergrauen der Haare führt (Tobin & Paus, 2001).

 

Das Auge besitzt zwei unterschiedliche Arten an Melanozyten. Zum einen uveale (Uvea: Aderhaut (Choroidea), Ziliarkörper (Corpus ciliare) und Regenbogenhaut (Iris)) Melanozyten mit Ursprung aus der Neuralleiste

und zum anderen Melanozyten des retinalen Pigmentepithels (RPE), die aus dem Neuroepithel hervorgegangen sind.

Im Auge verbleiben die Melanosomen vorwiegend im Cytoplasma der Melanozyten und werden nicht an umgebende Zellen abgegeben (Nordlund et. al 1998).  

       

Im retinalen Pigmentepithel (RPE) werden die Melanozyten ausschließlich für die Funktionalität der Retina angelegt. Hier wird das Eumelanin nur während der Entstehung des Embryos gebildet und bleibt das ganze Leben in den Epithelzellen erhalten. Im Laufe des Lebens werden hier keine weiteren Melanosomen gebildet.

Offenbar ausschließlich bei schwarzen Tieren oder bei Tieren des Farbschlages Goldagouti befinden sich Melanozyten in der untersten Schicht der Bindehaut. Hier werden Melanosomen an die darüberliegenden Schleimhautzellen abgegeben. (Eigene Untersuchungen).

Die Melanozyten der Uvea (Iris, Ziliarkörper, Aderhaut) sorgen für die individuelle Augenfarbe (Colombo et al. 2011). Diese synthetisieren kontinuierlich Eu- und Phäomelanosome und speichern diese im Zytoplasma (Nordlund et al. 1998).

 

 

Wer sagt jetzt dem Melanozyten, welches Pigment in welcher Menge gebildet und

abgegeben werden soll?

                 

Im Zellkern der Melanozyten liegt die genetische Information für das zu bildende Pigment. Säugetiere haben einen doppelten Chromosomensatz (diploid), ein Satz kommt von der Mutter, einer vom Vater.

Das Meerschweinchen hat 32 Chromosomenpaare (64 Chromosome) in jeder Zelle. Von den Chromosomen gleichen sich je zwei in Zusammensetzung und Größe (Ausnahme X, Y = Geschlechtschromosomen).

Die Chromosomen bestehen aus DNA (Desoxyribonukleinsäure) und verschiedenen Eiweißen.

Ein Gen ist ein bestimmter Abschnitt auf der DNA des Chromosom. Dieser Abschnitt beinhaltet den Bauplan für bestimmte Proteine (Eiweiße), u.a. für das Protein

Tyrosinase (C-Gene)

P-Protein (P-Gene)

TRP-Proteine (B-Gene)

MC-1 Rezeptor (E-Gene)

Agouti-signaling-Protein (A-Gene)

Myosin Va (D-Gene)

c-Kit-Rezeptor (vermutlich S-Gene und Rn Gene)

Dieser Bauplan (Gen) für die Proteine (Eiweiße) liegt also auf dem Chromosom und diese liegen im Zellkern einer Zelle und können den Zellkern nicht verlassen. Da die Synthese der Proteine aber außerhalb des Zellkerns stattfindet, nämlich im Zytoplasma der Zelle am endoplasmatischen Retikulum, muß die Zelle diesen "Bauplan" irgendwie aus dem Zellkern raus bekommen und ins Zytoplasma befördern.

Diesen Vorgang nennt man Transkription:

Anhand der Vorlage der DNA, die im Zellkern liegt, können Kopien des Gens (Bauplan) erstellt werden, die den Zellkern verlassen können, nämlich die mRNA, die tRNA und die rRNA.

Diese Kopien des Bauplans können dann am endoplasmatischen Retikulum im Zytoplasma der Zelle dazu genutzt werden, das Protein (Eiweiß) herzustellen. 

Diesen Vorgang nennt man Translation

Je nachdem, welches Allel eines Gens (Bauplan) abgelesen und zur Synthese des Proteins genutzt wird, führt das entweder zu einem vollwertigem, einwandfreiem Protein (Eiweiß), z.B. C (volle Aktivität der Tyrosinase) oder zu einem in seiner Funktion eingeschränkten Protein (Eiweiß) cd (keine volle Aktivität der Tyrosinase).

 

Proteine (Eiweiße) bestehen aus Aminosäuren, dieses sind die kleinsten Bausteine eines Proteins.

20 Aminosäuren sind im wesentlichen an der Bildung von verschiedenen Proteinen beteiligt:

Alanin, Arginin, Aspapraginsäure, Cystein, Glutaminsäure, Glutamin, Glycin, Histidin, Isoleucin, Leucin, Lysin, Methionon, Phenylalanin, Prolin, Serin, Threonin, Tryptophan, Tyrosin, Valin

 

Gene (Baupläne) werden in der Genetik mit Buchstaben gekennzeichnet.

 

Eine mögliche Ausprägung oder Variation eines Gens nennt man Allel.

 

Für jedes Gen stehen in der Regel  2 Allele zur Verfügung, eines von der Mutter, eines vom Vater.

Viele Farballele sind speziesübergreifend, das heißt man verwendet innerhalb der Säugetiere die gleichen Buchstaben für das Gen.

So wird z.B. das MC-1 Gen, welches für die Ausbildung des MC-1 Rezeptor zuständig ist, bei allen Säugetieren mit den Buchstaben der E-Reihe gekennzeichnet.

Das Tyrosinase Gen, welches für die "Stärke" des Enzyms Tyrosinase ausschlaggebend ist wird über die Buchstaben der C-Reihe gekennzeichnet.

Die Allele (A,ar,at,a), (B,b), (C,ck,cd,cr,ca), (D,d), (E,ep,e), (K,k), (P,pr,p), (Rn,rn), (S,s) sind bisher beim Meerschweinchen bekannt, aber mit Sicherheit geben diese Allele nur einen Bruchteil der Farballele wieder, die man tatsächlich raus untersuchen könnte!

Je genauer eine Spezies untersucht wird, desto mehr Allele (Ausprägung oder Variation) eines Gens wird man finden. Von den am besten untersuchten Spezies unter den Säugetieren gilt der Mensch und die Maus und beim Menschen findet man alleine 78 Variationen (Allele) des Tyrosinase Gen (C-Genlokus), bei der Maus sind es sogar 100 verschiedene Tyrosinase Allele (Challa et al. 2016), die sich häufig nur in einer einzigen DNA-Base unterscheiden, sogenannte Punktmutationen.

Ein Säugetier kann also entweder zwei unterschiedliche Allele eines Gens besitzen, was als Heterozygotie (spalt- oder mischerbig) bezeichnet wird, z.B. Aa, oder Bb,

oder zwei gleiche Gene besitzen, was als Homozygotie (reinerbig) bezeichnet wird, z.B. BB oder aa.

Gene (Allele) können dominant sein, dann kommen sie immer zur Ausprägung und die Buchstaben werden groß geschrieben, z.B. AA oder Aa.

Gene(Allele) können rezessiv sein, dann kommen sie nur zur Ausprägung, wenn sie homozygot (reinerbig), also doppelt vorhanden sind und die Buchstaben werden immer klein geschrieben, z.B. bb oder dd.

Sobald ein dominanter Faktor dazu kommt, kommt der rezessive Faktor nicht zur Ausprägung (sogenannte Trägereigenschaften, z.B. Aa).

Gene (Allele) können kodominant/intermediär sein, wenn sowohl das mütterliche als auch das väterliche Gen "gleich stark" sind. Die Buchstaben werden in der Farblehre in der Regel klein geschrieben und machen sich beide im Erscheinungsbild bemerkbar, z.B. cdcr (Creme) oder prp.

Intermediäre Erbgänge zeichnen sich durch eine Mischform beider Allele aus. Klassisches Beispiel ist die Kreuzung von Buff (cdcd) und Weiß (crcr). Dabei kann Creme (cdcr) entstehen, eine Mischung aus Buff und Weiß.
Buff
+
Weiß
 =
Creme

Kodominante Erbgänge zeichnen sich durch Vorhandensein von beiden Genen in gleicher Ausprägung aus, also kein Mischprodukt. Klassisches Beispiel sind die Allele arat, die das Agouti-Signaling-Peptide bilden. Wenn beide Allele vorhanden sind, dann entsteht ein Solidagouti-Tan-Mix.

 

Die meisten Farben beim Meerschweinchen beruhen allerdings entweder auf einem dominant/rezessivem Erbgang oder einem intermediären Erbgang!

Die Gene (Allele) beschreiben also den Genotyp, dieser kann homozygot (reinerbig), z.B. bb oder heterozygot (mischerbig), Bb sein.

Der Phänotyp, das äußere Erscheinungsbild, ist von der Dominanz der Gene abhängig und zeigt nur dominante oder kodominante/intermediäre genetische Eigenschaften.

 

Rezessive genetische Eigenschaften sind im Phänotyp nicht sichtbar!

 

Das rezessive genetische Eigenschaften sich im Phänotyp nicht bemerkbar machen, ist ein Fakt, der nicht diskutierbar ist!

Immer wieder findet man aber gerade in der Farbgenetik vom Meerschweinchen Aussagen wie z.B. : "Schokoträger (Bb) machen das Slate braunstichig".  Das ist wissenschaftlich gesehen Unsinn! Natürlich gibt es "braunstichiges" Slate, das liegt aber nicht an dem rezessiven Allel b, denn das kommt nicht zur Ausprägung bei Vorhandensein von B, sondern an den vielen verschiedenen und noch nicht untersuchten Allelen des B-Genlokus und in diesem Falle auch des P-Genlokus und D-Genlokus, die nämlich die Farbe Slate bestimmen.

Meine Slate Meerschweinchen sind fast alle Schokoträger (b) und kein Tier davon ist braunstichig!

Und hätte ich Schoko nicht in die Slates eingekreuzt, hätte ich nie meine Coffee Tiere bekommen.


at. Bb C. D. E. kk prpr SS rnrn

at. Bb C. D. E. kk prpr SS rnrn

Oberstes Gebot in der Farbzucht ist also die Selektion der Nachzuchten auf die gewünschte Farbe und die Auswahl der Elterntiere.

Verpaare ich zwei "braunstichige" Slates, ist die Wahrscheinlichkeit ein "nicht braunstichiges" Slate zu erhalten, sehr gering!


Die Bestimmung des Genotyps ist bei reiner Betrachtung des Phänotyps bis auf ganz wenige Ausnahmen also gar nicht möglich, da ich die rezessiven Allele im Phänotyp nicht sehe, bzw. auf einem weißen Meerschweinchen auch ein Schimmelfaktor (Roan, Rn) nicht sichtbar ist.

Deshalb ist es ratsam, bei Unklarheiten im Genotyp einfach einen Punkt (B.) oder ein Fragezeichen (B?) für das rezessive Allel zu machen.

Fallen dann in einem Wurf aus zwei schwarzen Tieren (B. mal B.) plötzlich schokolade Tiere, dann kann ich bei den Elterntieren den Punkt durch ein b (Bb) ersetzen, denn sie müssen Schokoträger sein.


 

Die Produktion von Melanin gefüllten Melanosomen in Melanozyten der Haut, der Haare und des Auges hängt also von den Genen ab, die Mutter und Vater vererben. Diese Gene wirken in erster
Linie auf die Ausbildung bestimmter Eiweiße (Proteine), die für die Bildung und den Transport von Eumelanin und Phäomelanin gefüllten Melanosomen verantwortlich sind. 

Genetisch vererbt wird auch, ob Melanozyten überhaupt während der Entwicklung aus der Neuralleiste in Haut und Haare einwandern (beim Meerschweinchen wahrscheinlich der Scheckungsfaktor und Roanfaktor).  Die Melanozyten im Auge haben hier eine Sonderstellung, insbesondere das retinale Pigmentepithel, da es aus dem Neuroepithel entsteht.

Wandern keine Melanozyten in das entsprechende Hautareal oder den entsprechenden Haarbalg ein, so kann in diesem Areal auch kein Pigment gebildet werden.

Schildpatt mit Weiß

In den weißen Arealen sind durch den Scheckungsfaktor ss keine Melanozyten aus der Neuralleiste in die Haut (epidermale Melanozyten) und in die Haarpapillen eingewandert, diese Haut- und Haarareale bleiben deshalb ohne Pigment, da Melanozyten die einzigen Zellen sind, die Pigment bilden können! 

Ohne Melanozyten keine Pigmentbildung!

 

Schimmel Schwarz

In den weißen Haaren sind durch den Roanfaktor Rn keine Melanozyten aus der Neuralleiste in die Haarpapille (Melanozyten der Haarpapille) eingewandert. 

Ohne Melanozyten keine Pigmentbildung!

 

In allen Säugetieren erfolgt die Regulation der Eumelanin- und Phäomelaninproduktion durch das Melanozyten-stimulierende-Hormon (MSH oder Melanotropin) und das ASIP (Agouti- Signaling-Protein).

MSH stammt überwiegend aus der Adenohypophyse, wird aber auch in Keratinozyten (Hautzellen) gebildet.

ASIP wird vorwiegend von Keratinozyten gebildet, wenn Allele des Agouti-Gens (A,ar,at) vorhanden sind.

Beide Proteine (MSH und ASIP) können über den Melanocortin-1 Rezeptor (MC-1-Rezeptor; E-Genlokus) auf der Melanozytenmembran binden.

Der MC-1 Rezeptor gehört zu den sogenannten G-Protein-gekoppelten Rezeptoren, bei denen es
nur nach Bindung von MSH an an den Rezeptor zu einer Signaltransduktion und 
Freisetzung von cAMP kommt.

cAMP wirkt als allosterischer Aktivator für Enzyme, insbesondere dem Enzym (Protein) Tyrosinase (C-Genlokus).

Nach Bindung von ASIP an den Rezeptor kommt es nicht zu einer Freisetzung von cAMP und damit nicht zu einer Aktivierung des Enzyms Tyrosinase.

Enzyme sind Proteine (Eiweiße), die eine chemische Reaktion beschleunigen können, also quasi als Katalysator dienen. Ohne diese „Beschleunigung“ würde die chemische Reaktion nicht ablaufen.

Das Enzym Tyrosinase ist ein membranständiges Glycoprotein, das ausschließlich in Melanosomen der Melanozyten nachgewiesen werden kann (Seiji und Iwashita, 1965) und die Menge der Produktion dieses Enzyms wird über die Allele des C-Genlokus (C,ck,cd,cr,ca) gesteuert.

Der optimale pH-Wert für die Tyrosinase in den Melanosomen liegt bei 7,0 und die optimale Temperatur bei 35 C°. (Zaidi et al. 2015).

Veränderungen im pH-Wert oder der Temperatur können das Enzym Tyrosinase maßgeblich in seiner Aktivität beeinflussen, was zu einer Beeinträchtigung der Pigmentbildung führen kann.

Die Synthese beider Pigmente (Phäomelanin und Eumelanin) beginnt in den Melanosomen mit der Aminosäure L-Tyrosin, das im nächsten Schritt zu L-DOPA (Dihydroxyphenylalanin) hydroxyliert wird.

Die darauf folgende Oxidation führt zu Dopaquinon.

Sowohl Hydroxylierung als auch Oxidation werden durch das Enzym Tyrosinase katalysiert. Dieser Schritt ist für beide Pigmente essentiell.

Dopaquinon kann dann auf zwei verschiedenen Wegen weiterverarbeitet werden:

 

 

Bildung von Phäomelanosomen:

Nach Hydroxilierung von Tyrosin zu L-DOPA  und anschließender Oxidation zu Dopaquinon durch das Enzym Tyrosinase kann nun aus Dopaquinon mit Cystein rotgelbes Phäomelanin in Phäomelanosomen hergestellt werden.



Dies geschieht zum einen, wenn ASIP statt MSH an den MC-1 Rezeptor (E-Genlokus) auf der Melanozytenmembran bindet. 

Nach Bindung von ASIP an den Rezeptor kommt es nicht zu einer Freisetzung von cAMP und damit nicht zu einer Aktivierung des Enzyms Tyrosinase (Lu et al. 1994). Wird die Tyrosinase nicht weiter durch 
cAMP aktiviert, wird automatisch Cystein an Dopaquinon angelagert und es entsteht Phäomelanin.

Zum anderen wird Phäomelanin gebildet, wenn kein MC-1 Rezeptor auf der Melanozytenmembran vorhanden ist, da das MC-1 Gen (E-Genlokus) nicht exprimiert wird (Genotyp ee) und der Rezeptor nicht gebildet werden kann.

In diesem Fall kann MSH (Melanozyten-stimulierendes-Hormon) nicht binden, da kein Rezeptor vorhanden ist,  es kommt nicht zu einer Freisetzung von cAMP und damit nicht zu einer Aktivierung des Enzyms  Tyrosinase (Lu et al. 1994).

Wird die Tyrosinase nicht weiter durch cAMP aktivert, wird automatisch Cystein an Dopaquinon angelagert und es entsteht Phäomelanin

Da für die Bildung von Phäomelanin eine viel geringere Aktivität des Enzyms Tyrosinase (6-50 Mal geringer;Iozumi et al. 1993, Robbins et al. 1993). notwendig ist, als für die Bildung von Eumelanin, funktioniert die Bildung von Phäomelanin auch ohne allosterische Aktivierung durch cAMP (Bindung von MSH an den MC-1 Rezeptor) und auch Veränderungen im pH-Wert oder Veränderungen der Temperatur wirken sich auf die Bildung von Phäomelanosomen nicht maßgeblich aus.

Die Bildung von Phäomelanosomen ist also für den Melanozyten "viel einfacher", als die Bildung von Eumelanosomen!

 

Die Melanozyten der Haare und der Haut bilden Phäomelanosomen:

1. Bei Vorhandensein des 
Gen Allels A oder ar oder at (Agouti-Genlokus) wird von den umliegenden Keratinozyten der Haarpapille ASIP (Agouti-signaling-Protein) gebildet.

Dieses kann an den MC-1 Rezeptor auf der Melanozytenmembran der Melanozyten in der Haarpapille binden und führt zur Produktion von Phäomelanin.

Da auch MSH an diesen Rezeptor bindet, bilden die Melanozyten der Haarpapille z.B. abwechselnd Eumelanin (MSH-Bindung) oder Phäomelanin (ASIP-Bindung). Voraussetzung ist ein vorhandener MC-1 Rezeptor (Allel E oder ep).

Es bildet sich z.B. ein Goldagouti (Schwarz-Rot-Agouti)  

 

2. Beim Gentyp ee (fehlender MC-1 Rezeptor; E-Genlokus) kann weder MSH (Melanozyten-stimulierendes-Hormon) noch ASIP (Agouti-signaling-Protein) an den MC-1 Rezeptor binden, da dieser beim Genotyp ee nicht gebildet werden kann.

Ist kein MC-1 Rezeptor auf der Melanozytenmembran vorhanden, bilden die Melanozyten der Haare und der Haut ausschließlich Phäomelanosomen (rot-gelbes Pigment), es bildet sich ein einfarbiges Meerschweinchen aus der Phäomelaninreihe, z.B. Gold, die Haut ist fleischfarben.


Liegt genetisch bedingt nun zusätzlich eine Variation im Tyrosinase-Gen (Allele des C-Genlokus cd, cr,ca) vor, kommt es zu verminderter Phäomelaninproduktion durch verminderte Aktivität des Enzyms Tyrosinase, was sich in einer aufgehellten Farbe (Buff, Creme) bis hin zum Fehlen von Phäomelanin (Weiß) bemerkbar macht.

Buff

?? bb cdcd D. ee kk P. SS rnrn
Creme

?? bb cdcr/cdca D. ee kk P. SS rnrn
Weiß

?? bb crcr D. ee kk P. SS rnrn
Buffagouti (Schokolade-Buff-Agouti)

A. bb cdcd D. E. kk P. SS rnrn
Cremeagouti (Schokolade-Creme-Agouti)

A. bb cdccr/cdca D. E. kk P. SS rnrn
Silberagouti (Schwarz-Weiß-Agouti)

A. B. crcr D. E. kk P. SS rnrn

 

Die Bildung von Phäomelanosomen in Melanozyten der Haut und der Haarpapille ist also in erster Linie abhängig von den Allelen des C-Genlokus (C,ck,cd,cr,ca), des E-Genlokus (E,ep,e) und des Agouti Genlokus (A,ar,at,a).

 

 

Bildung von Eumelanosomen:

Bindung von MSH an den MC-1 Rezeptor (MC-1 Gen; E-Genlokus) führt zu Bildung von cAMP und allosterischer Aktivierung des Enzyms Tyrosinase, das jetzt eine 6-50 Mal höhere Aktivität besitzt (Iozumi et al. 1993, Robbins et al. 1993).

Bindung von MSH an den Rezeptor induziert ebenfalls einen 2-5 fachen Anstieg der Transkription des Tyrosinase-Gens (C-Genlokus) (Robbins et al. 1993).

Anstieg der Transkription heißt, dass dieses Gen jetzt viel öfter abgelesen wird und damit viel mehr von dem Enzym Tyrosinase gebildet wird.


Es steht also jetzt viel mehr Tyrosinase zur Verfügung (Erhöhung der Transkription) und zu dem ist das Enzym durch cAMP aktiviert, was ihm selber eine 6-50 Mal höhere Aktivität verleiht.

Sind diese Vorausetzungen geschaffen, kommt es nun nach Hydroxilierung von Tyrosin zu L-DOPA  und anschließender Oxidation zu Dopaquinon durch das Enzym Tyrosinase nicht zur Anlagerung von Cystein (Phäomelaninbildung), sondern zu Bildung von Dopachrom und unter Einwirkung verschiedener anderer Proteine (Enzyme) kann nun über verschiedene Schritte Eumelanin hergestellt werden.

Für die Bildung von Eumelanin in Eumelanosomen sind mehrere zusätzliche Schlüsselenzyme außer Tyrosinase notwendig:

P-Protein: (wird über die verschiedenen Faktoren des P-Genlokus (P, pr, p) bestimmt); reguliert den pH-Wert in Melanosomen und ist am Transport verschiedener Proteine beteiligt (Sturm, 2006); außerdem Aktivierung und Stabilisierung der Tyrosinase.

Tyrosinase-verwandte Proteine: (TRP=Tyrosinase-related-Protein), das TRP-1 und TRP-2 Protein (wird über die verschiedenen Faktoren des B-Genlokus (B,b) bestimmt); TRP-2 katalysiert die Reaktion von Dopachrom in Dihydroxyindolcarboxylsäure (DHICA); TRP-1 katalysiert die Reaktion Dihydroxyindolcarboxlysäure (DHICA) zu Indol-5,6-quinoncarboxlysäure; außerdem Stabilisierung der Tyrosinase (Toyofuka et al. 2001).

Die TRP-Proteine haben sehr wahrscheinlich eine eigene katalytische Funktion, ähnlich der Tyrosinase, da sie 40% Struktur Homologie mit dem Enzmy Tyrosinase besitzen.

AIM-1 Protein: (Genlokus beim Meerschweinchen meines Wissens noch nicht bekannt); Regulation des TRP-1 Proteins.

OA-1 Protein: (Genlokus beim Meerschweinchen meines Wissens noch nicht bekannt); Organisation des Eumelanosomes, Sensor für die Größe der Melanosomen.

MAT-Protein: (Genlokus beim Meerschweinchen meines Wissens noch nicht bekannt; beim Menschen das SLC45A2-Gen); Transport der Tyrosinase in die Melanosomen und Aufrechterhaltung es melanosomalen pH-Wertes.

Die Bildung von Eumelanosomen ist also genetisch gesehen viel „aufwendiger“ und viele Proteine müssen funktionieren, damit z.B. auch wirklich ein schwarzes Eumelanosom (B, D, P) produziert wird und nicht ein braunes Eumelanosom (bb, D, P) oder ein Slate Eumelansosom (B, D, prpr).

   

Schwarz

aa B. C. D. E. kk P. SS rnrn
Schokolade

aa bb C. D. E. kk P. SS rnrn
Slate

aa B. C. D. E. kk prpr SS rnrn
Blau

aa B. C. dd E. kk P. SS rnrn

Für ein einfarbiges schwarzes Meerschweinchen brauche ich also: 

1: den MC-1 Rezeptor (E.), sonst kann MSH (Melanozyten-stimulierendes-Hormon) nicht binden und es wird kein cAMP freigesetzt (Aktivierung der Tyrosinase) und der Anstieg der Transkription des Tyrosinase Gens (C) findet ohne Bindung von MSH an den Rezeptor auch nicht statt! 

2. ASIP (Agouti-Signaling-Protein) darf nicht gebildet werden (aa), sonst wird in den Melanozyten der Haarpapille auch Phäomelanin gebildet (geticktes oder getipptes Haar), es entsteht ein Agouti, Argente (A), Solidagouti (ar) oder Tan (at).

2. funktionierende TRP-Proteine (TRP-1 und TRP-2) (B.), damit das Eumelanin dicht gepackt in den Melanosomen vorliegt, ansonsten wird aus Schwarz Schokolade (bb).

3. voll funktionierendes P-Protein (P), ist für den Transport der Tyrosinase in die Melanosomen, Stabilisierung des pH-Wertes im Melansom und Aktivierung der Tyrosinase ganz entscheidend, sonst wird aus Schwarz (P) ein Slate (prpr) oder Lilac (pp).

4. voll funktionierender Komplex aus MLPH (Melanophilin), Rab27 und Myosin Va (D.), ist für die Weitergabe der Eumelanosomen an Aktinfilamente in den Spitzen der Melanozyten verantwortlich. Wird Myosin Va nicht richtig gebildet, verklumpen die Melanosomen, aus Schwarz (DD) wird Blau (dd).

 

Basierend auf der Molekülstruktur bestehen die Unterschiede der beiden Melaninarten Phäomelanin und Eumelanin also in der Farbe, der Löslichkeit, dem Schwefelgehalt und der Form und Größe der Melanosomen.

Die großen elliptisch geformten Melanosomen enthalten Eumelanin, in den runden, kleinen Melanosomen ist das Phäomelanin enthalten (Orfanos und Ruska, 1968).


Im Stadium I, der Eumelanosomenreifung besitzen die Eumelanosomen noch eine kugelige Form mit einer unvollständigen lamellenartigen Struktur und Proteine in einer amorphen Matrix.

Mit Fortschreiten der Melanogenese in den Eumelanosomen im Stadium II kann eine lamellenartige, strukturierte Matrix identifiziert werden.

Über das Stadium III kommt es zu einem stetigen Anstieg der elektronischen Dichte.

Das Stadium IV kennzeichnet den amorphen, komplett pigmentierten Zustand des Eumelanosoms. Die Tyrosinaseaktivität ist im Stadium IV der Melanosomenreifung nicht mehr nachweisbar (Seiji, 1981), was auf einen abgeschlossenen Melanisierungsvorgang hindeutet.


Phäomelanosomen unterscheiden sich nicht nur in der kugeligen/runden Form und granulären Beschaffenheit über alle vier Stadien der Melanosomenreifung von den Eumelanosomen, sondern auch durch Fehlen von TYR-1 und 2 Proteinen, P-Protein, OA1-Protein, MAT-Protein, AIM-1-Protein und einem reduzierten Tyrosinasegehalt (Kobayashi et al. 1995).




Weiterer Transport und Abgabe der fertigen Melanosomen 

Die fertigen Phäomelanosomen und Eumelanosomen müssen nun im Melanozyt bis an die Spitzen transportiert werden, damit sie an die umliegenden Hautzellen (Keratinozyten) abgegeben und in die Haarrinde eingebaut werden können.

Dieser intrazelluläre Transport der reifen Melanosomen im Melanozyt erfolgt entlang der Dendriten der Melanozyten über die Mikrotubuli des Zytoskeletts und Motorproteine wie Kinesin und Dynein zu den distalen Enden der Dendriten (Hara et al. 2000).



In der Peripherie (Dendriten) der Melanozyten angekommen formt MLPH (Melanophilin) einen Komplex mit Rab27 und Myosin Va und es erfolgt die Verteilung der Melanosomen an die Aktinfilamente.



Dieser Komplex aus MLPH (Melanophilin), Rab27 und Myosin Va wird von dem Genlokus D kodiert. Liegt das Allel D vor, wird dieser Komplex einwandfrei gebildet, die Eumelanosomen und Phäomelanosomen können problemlos an die Aktinfilamente verteilt werden. Beim homozygoten Vorliegen der Allele dd kommt es zu Störungen entweder aller Moleküle, oder einzelner Moleküle, wie z.B. nur dem Myosin Va, was wahrscheinlich beim Meerschweinchen und beim Kaninchen der Fall ist.

Wenn das Protein Mysin Va nicht einwandfrei gebildet wird
(Genotyp dd) verklumpen die Eumelanosomen bei der Übergabe an Aktinfilamente, es kommt ebenfalls zu Verklumpungen der Eumelanosomen in der Haarrinde.

Durch die Konzentration in unregelmäßigen Gruppierungen wird die Lichtabsorption vermindert und schwarzes Fell erscheint grau. Aus Schwarz wird Blau, aus Slate wird Lavendel.

Schwarz

aa B. C. D. E. kk P. SS rnrn 
Blau

aa B. C. dd E. kk P. SS rnrn 
Slate

aa B. C. D. E. kk prpr SS rnrn 
Lavendel

aa B. C. dd E. kk prpr SS rnrn 
 
Da die Eumelanosomen viel größer sind als die Phäomelanosomen, verklumpen sie auch viel eher als die kleinen Phäomelanosomen, weshalb bei alleiniger Störung des Myosin Va es nur zu minimalen Veränderungen (Farbe wirkt matter) der Phäomelanosomen kommt.



Die eigentliche Abgabe der Melanosomen an die Hautzellen (Keratinozyten) ist noch nicht vollständig geklärt. Studien, die sich mit dem Transfer von Melanosomen an die Hautzellen beschäftigt haben, resultieren in den folgenden Hypothesen (Jimbow et al., 1998):

1. Abgabe der Melanosomen von den Melanozyten und die Aufnahme durch die Keratinozyten über Endozytose

2. Die Keratinozyten umschließen die Dendriten der Melanozyten durch aktive Phagozytose und inkorporieren Teile der Melanozyten (Okazaki et., 1976)

3. Aktiver Transfer der Melanosomen von den Melanozyten an die Keratinozyten oder

4. Ausbildung einer Pore zwischen den Plasmamembranen der beiden Zellen über die die Melanosomen transferiert werden. Nach der Aufnahme der melanosomen lagern sich die Melanosomen um den Zellkern der Keratinozyten. 



Jetzt kennen wir die Unterschiede in der Bildung von Phäomelanosomen und Eumelanosomen und müssen an dieser Stelle noch auf ein paar Besonderheiten von den unterschiedlichen Melanozyten (Haut, Haare, Auge) eingehen. 

1. Frage: Warum kann bei fehlendem MC-1 Rezeptor (Genotyp ee) unter bestimmten Vorausetzungen trotzdem Eumelanin gebildet werden?

Bei der Bildung von Phäomelanosomen haben wir oben besprochen, dass beim Gentyp ee (fehlender MC-1 Rezeptor; E-Genlokus) weder MSH (Melanozyten-stimulierendes-Hormon) noch ASIP (Agouti-signaling-Protein) an den MC-1 Rezeptor binden kann, da dieser beim Genotyp ee nicht gebildet werden kann.

Ist kein MC-1 Rezeptor auf der Melanozytenmembran vorhanden, bilden die Melanozyten der Haare und der Haut ausschließlich Phäomelanosomen, es bildet sich ein einfarbiges Meerschweinchen aus der Phäomelaninreihe, z.B. Gold mit fleischfarbener Haut.

?? bb C. D. ee kk P. SS rnrn

Die Farbe Rot aus der Phäomelaninreihe bildet hier allerdings eine Ausnahme, denn die Meerschweinchen zeigen ja  Eumelaninproduktion (Schwarz) an der unbehaarten Haut der Ohren, der Fußsohlen und den Krallen trotz fehlendem MC-1 Rezeptor!


?? B. C. D. ee kk P. SS rnrn

Wie ist das ohne MC-1 Rezeptor (Genotyp ee) möglich?

Bindung von MSH an den MC-1 Rezeptor führt zu Bildung von cAMP und allosterischer Aktivierung des Enzyms Tyrosinase, das jetzt eine 6-50 Mal höhere Aktivität besitzt (Iozumi et al. 1993). 

Dadurch kommt es nach Hydroxilierung von Tyrosin zu L-DOPA  und anschließender Oxidation zu Dopaquinon durch das Enzym Tyrosinase nun zu Bildung von Dopachrom und unter Einwirkung verschiedener anderer Proteine (Enzyme) kann nun über verschiedene Schritte Eumelanin hergestellt werden.

Diese 6-50 mal höhere Aktivität der Tyrosinase wird zur Bildung von Eumelanin wahrscheinlich nur in den wärmeren Körperregionen benötigt, da hier nicht das Temperaturoptimum für die Tyrosinase von 35 C° vorliegt. (Körpertemperatur normal: 37,5 °C- 39,5 °C).

Der optimale pH-Wert für die Tyrosinase liegt bei 7,0 und die optimale Temperatur bei 35°C. (Zaidi et al. 2015).

Eine Temperatur von 35 °C liegt üblicherweise in den Akren (Nase, Ohren, Füße) vor.

Hier finden sich arteriovenöse Anastomosen, die eine wichtige Rolle für die Thermoregulation spielen. 

Trotz fehlendem MC-1 Rezeptor (ee), also ohne Bindung von MSH und Akivierung von Tyrosinase durch cAMP kann bei Vorhandensein von (B) (TRP-1 und 2 Proteine)     und (P-Protein) und einer funktionierenden Tyrosinase (C) Eumelanin in den Ohren, Fußsohlen und Krallen beim roten Meerschweinchen gebildet werden, da hier das Temperaturoptimum von 35 C° für die Tyrosinase vorliegt und dann die zusätzliche Aktivierung von Tyrosinase durch cAMP, die durch MSH Bindung an den MC-1 Rezeptor (E) entsteht, offensichtlich nicht benötigt wird, da zusätzlich noch die TRP-1 und TRP-2 Proteine (B) und das P-Protein (P) aktiv sind.

Möglicherweise haben die TRP-Proteine auch eine eigene katalytische Aktivität und können eine Eumelaninproduktion ähnlich der Tyrosinase induzieren. 

Fallen die TRP-1 und TRP-2 Proteine auch aus (bb), kann auch in den Akren kein Eumelanin mehr gebildet werden, nur noch Phäomelanin, Rot wird zu Gold, d.e.

 
?? 
bb C. D. ee kk P. SS rnrn

Gleiches gilt wahrscheinlich ebenfalls, wenn das P-Protein ausfällt (pp), beim Genotyp

?? B. C. D. ee kk pp SS rnrn

Genetisch betrachtet, hätte dieses Tier die Farbe Rot, rote Augen. Phänotypisch wird sich ein solches Tier aber vermutlich nicht von einem Gold, rote Augen unterscheiden lassen, da durch das fehlende P-Protein (pp) keine Eumelaninproduktion an Ohren, Fußsohlen und Krallen möglich ist.


?? B. C. D. ee kk pp SS rnrn oder ?? bb C. D. ee kk pp SS rnrn

Das Temperaturoptimum des Enzyms Tyrosinase und das Vorhandensein von TRP-Proteinen (B) und P-Protein (P) ist also ein sehr wichtiger Faktor für die Bildung von Eumelanosomen bei fehlendem MC-1 Rezeptor (Genotyp ee).

Einfarbig rote Meerscheinchen und auch andere einfarbige Meerschweinchen aus der Phäomelanineihe können mit zunehmendem Alter einen "Schwarzschleier" entwickeln, der sich insbesondere an den Haarspitzen zeigt, wo plötzlich schwarzes Eumelanin trotz fehlendem MC-1 Rezeptor (Genotyp ee) gebildet wird.

Meines Wissens sind hier die molekulargenetischen Zusammenhänge nicht geklärt.

Es könnte sich um ein zusätzliches Allel in der E-Reihe handeln, welches wir noch nicht kennen.

Es könnte eine eigene katalytische Aktivität der TRP-Proteinen, insbesonder des TRP-2 Proteins und der P-Proteine sein, die hoch genug ist, auch ohne MC-1 Rezeptor und Bindung von MSH die Produktion von Eumelanosomen in den Haarspitzen zu leisten.


Beim Himalaya Meerschweinchen spielt ebenfalls das Temperaturoptimum der Tyrosinase eine große Rolle für die Eumelaninproduktion an Nase, Ohren und Füßen.

Hier findet sich zwar bedingt durch das homozygote Vorliegen des Allels caca keine messbare Aktivität der Tyrosinase mehr, dies gilt aber nur für die nicht-apikale Haut (Körper).

In der apikalen Haut (Akren; Nase; Ohren; Füße) befindet sich das Temperaturoptimum von 35°C für die Tyrosinase und bei vorhandenem MC-1 Rezeptor (E) kommt es nach Bindung von MSH an den MC-1 Rezeptor zu einem 2-5 fachen Anstiegs der Transkription des Tyrosinase Gen Allels ca.

Durch diesen Anstieg der Transkription des Gens caca kommt es wahrscheinlich zu kleinen Restbildungen des Enzyms Tyrosinase. Diese Restbildungen werden jetzt weiterhin durch die Bindung von MSH an den MC-1 Rezeptor durch die Bildung von cAMP aktiviert, was zu einer 6-50 fachen Aktivierung der "Resttyrosinase" führt. 

Es kann jetzt Eumelanin in den temperaturoptimierten Akren gebildet werden, sogar Schokolade (bb), wo auch genetisch bedingt die TRP-Proteine fehlen!

Diese Verstärkung von Restaktivitäten (Transkriptionssteigerung des Gens) des Enzyms Tyrosinase durch cAMP und das Temperaturoptimum von 35 C° reichen offensichtlich aus, um die Eumelaninproduktion in den Akren beim Himalaya Meerschweinchen hervorzurufen.

Himalaya Meerscheinchen werden weiß geboren und entwickeln erst im Alter die typische Akrenzeichnung, d.h. die Eumelaninproduktion muss erst "anlaufen".

Bei wärmeren Temperaturen geht die Akrenzeichnung der Himalaya Meerschweinchen zurück, d.h. das Temperaturoptimum für die Tyrosinase von 35 °C ist zusammen mit dem vorhandenen MC-1 Rezeptor (E) ein ganz entscheidener Faktor für die Eumelanosomenbildung in den Akren beim Himalaya Meerschweinchen.

Himalaya Schwarz

aa B. caca D. E. kk P. S. rnrn                             
Himalaya Schokolade

aa bb caca D. E. kk P. S. rnrn

Ohne vorhandenen MC-1 Rezeptor (ee), d.h. ohne Erhöhung der Transkription des Gens ca und ohne Freisetzung von cAMP kommt es zu keiner Restbildung von Tyrosinase und trotz Temperaturoptimum in den Akren kann hier jetzt kein Eumelanin mehr gebildet werden, das Meerschweinchen bleibt weiß, die Augen sind rot, denn ohne Tyrosinase kann weder Phäomelanin noch Eumelanin gebildet werden.

Weiß, rote Augen

?? bb caca D. ee kk P. S. rnrn

Lediglich bei Vorhandensein von TRP-1 und TRP-2 Proteinen (Genlokus B) bei fehlendem MC-1 Rezeptor (Genotyp ee) kann es zu  leichter Pigmentierung an den Ohren kommen. 

Genotyp: ?? B. caca D. ee kk P. S. rnrn oder ?? B. cdcr D. ee kk P. S. rnrn

Diesen Zusammenhang haben wir bereits bei der Farbe Rot diskutiert. Das kommt vermutlich daher, dass die TRP-Proteine 40 % Struktur Homologie mit dem Enzym Tyrosinase haben und offensichtlich eine eigene katalytische Funktion ähnlich der Tyrosinase haben, was sich in den Temperatur optimierten Ohren (35°C) in der Form von Eumelaninproduktion zeigen kann.

Die genauen molekularen Zusammenhänge sind hier aber genau wie beim Schwarzschleier noch nicht geklärt.

 

Das Temperaturoptimum der Tyrosinase (C-Genlokus) spielt  wahrscheinlich auch beim

California Meerschweinchen eine entscheidene Rolle.

Durch den Maskenfaktor K kann bei einem sonst einfarbigen Tier aus der Phäomelaninreihe Eumelanin in den Akren des Tieres gebildet werden.

Auch diese Tiere werden einfarbig geboren und entwickeln erst mit der Zeit die typische California Zeichnung.

Und auch diese Zeichnung geht bei wärmeren Temperaturen zurück, d.h. auch hier spielt das Temperaturoptimum für die Tyrosinase offensichtlich eine ganz entscheidene Rolle. 

Weiß California Schwarz

aa B. crcr D. ee Kk P. S. rnrn



Die Allele beim Meerschweinchen im Detail 

Nachdem wir uns jetzt mit der Herstellung und dem Transport der Melanosomen beschäftigt haben, möchte ich jetzt auf die verschiedenen Farballele beim Meerschweinchen im Detail eingehen.

Ein wesentlicher Begründer der Farbgenetik und der dazugehörigen Buchstaben beim Meerschweinchen ist Sewall Wright (1889 – 1988), der zahlreiche wissenschaftliche  Artikel zur Vererbung der Farbe beim Meerschweinchen veröffentlichte.

1915

The albino series of allelomorphs in guinea pigs

1917

Color inheritance in mammals. V. The guinea pig

 

 

Der Agouti-Genlokus (A, ar, at, a)

Das Agouti-Gen mit seinen vier Allelen (A, ar, at a) beinnhaltet den Bauplan für ein Protein (Eiweiß oder Peptid), das

Agouti signaling peptide (ASIP)

ASIP ist ein Protein, das aus 131 Aminosäuren besteht. Seine Entdeckung wurde 1994 in Nature veröffentlicht 

Lu D, Willard D, Patel IR, Kadwell S, Overton L, Kost T, Luther M, Chen W, Woychik RP, Wilkison WO, et al. (October 1994). "Agouti protein is an antagonist of the melanocyte-stimulating-hormone receptor". Nature. 371 (6500): 709–802.

ASIP wird von Keratinozyten (Hautzellen) gebildet und gelangt parakrin zu den Melanozyten in den Haarfolliken und wirkt wie MSH (Melanozyten-stimulierendes-Hormon) über den Melanocortinrezeptor 1 (MC-1Rezeptor) und bindet an der Membran der Melanozyten der Haarpapille.

Wenn ASIP (Agouti-signaling-Peptide) an den MC-1 Rezeptor bindet, stellt der Melanozyt Phäomelanosomen her

Wenn MSH (Melanozyten-stimulierendes-Hormon) an den MC-1 Rezeptor bindet, stellt der Melanozyt Eumelanosomen her.

Das betrifft nur die Melanozyten, die in der Haarpapille sitzen, nicht die Melanozyten in der Haut und auch nicht die im Auge!

Zu Beginn des Haarwachstumszyklus dauert es eine Weile, bis die Produktion von ASIP aus den umliegenden Keratinozyten richtig anläuft. In dieser Zeit wird der MC-1 Rezeptor auf der Melanozytenmembran dauerhaft mit MSH belegt und es werden nur Eumelanosomen gebildet und an die Haarrinde weitergeleitet.

Wird genügend ASIP von den umliegenden Keratinozyten gebildet, kann ASIP ebenfalls an den MC-1 Rezeptor des Melanozyten binden, jetzt werden Phäomelanosomen gebildet.

ASIP konkurriert aber immer mit MSH, so dass einige Melanozyten, insbsonder im dorsalen Haar (Rücken/Flanken) abwechselnd Eumelanosomen und Phäomelanosomen bilden, während andere nur Eumelanosomen oder nur Phäomelanosomen produzieren.

Diese abwechselnde Bindung von ASIP und MSH führt zu einer Bänderung (Ticking/Tipping) der dorsalen Haare (Rücken/Flanken) nicht aber der ventralen Haare (Bauch) bei A und at und nicht der Haut, da die epidermalen Melanozyten bei Vorhandensein von dem MC-1 Rezeptor ausschließlich Eumelanosomen bilden!

Da die Ohren und ein kleiner Teil der Haut hinter den Ohren keine Haare besitzen, ist hier die Haut ebenso wie die Haut am Körper einfarbig. Gleiches gilt für die Fußsohlen, die ebenfalls unbehaart sind.

In den ventralen Haaren (Bauch) ist ASIP während des gesamten Haarwachstumszyklus aktiv (A,at), in diesen Bereichen werden in den Melanozyten der Haarpapille ausschließlich Phäomelanosomen gebildet, dadurch entsteht der Bauchstreifen in der Phäomelaninfarbe bei Agouti/Argente und Tan/Lux/Otter/Fox.

Bei dem Allel ar konkurriert ASIP auch in den ventralen Haaren (Bauch) mit MSH, sodass kein Bauchstreifen entsteht und die Haare auch am Bauch gebändert sind.

Einzige Bedingung für die Bildung einer Farbe aus der Eumelaninreihe ist die Präsenz von E-Allelen (E oder ep), da der E-Genlokus für die Produktion des MC-1 Rezeptors zuständig ist.

Bei nicht vorhandenem MC-1 Rezeptor, was beim Gentyp ee der Fall ist, wird im Falle von A, ar oder at zwar ASIP gebildet, es hat aber keinen Rezeptor zum Binden. Ohne Bindung von ASIP kommt es bei funktionierender Tyrosinase zu einer Phäomelaninproduktion, aber die Bänderung des Haares (Eumelanin/Phäomelanin) kann aufgrund der fehlenden Eumelaninproduktion nicht sichtbar werden.

Das rote Meerschweinchen kann zwar aufgrund der TRP-1 und TRP-2 Proteine in den Temperaturoptimalen Akren (Ohren, Fußsohlen) Eumelanin bilden, da aber auf diesen Körperregionen keine Haare sind, und das Agouti-Gen nur eine Bänderung der dorsalen Haare (Rücken/Flanken) bewirkt, sieht man auch hier den „verdeckten“ Agouti nicht.

A = Agouti-/Argentefaktor

Die Bänderung der einzelnen Haare im dorsalen Bereich werden in einer bestimmten Art und Weise sichtbar, nämlich als sogenanntes „Ticking“ oder Tipping. Beim Ticking ist das Haar dreifach gebändert und zeigt unten und an der Spitze das Eumelanin-Pigment und in der Mitte einen schmalen Streifen des Phäomelanin-Pigments. Beim Tipping ist das Haar nur zweifach gebändert und zeigt oben eine Farbe der Phäomelaninreihe und unten eine Farbe der Eumelaninreihe.

In den ventralen Haaren (Bauch) ist ASIP während des gesamten Haarwachstumszyklus aktiv, in diesen Bereichen werden in den Melanozyten der Haarpapille ausschließlich Phäomelanosomen gebildet, dadurch entsteht der Bauchstreifen in der Phäomelaninfarbe.

Der Bauchstreifen in der Phäomelaninfarbe soll beim Agouti/Argente schmal und klar begrenzt sein und von der Seite nicht sichtbar.


Der Agouti-/Argentefaktor A ist komplett dominant über ar, at und a und sorgt dafür, dass beide Pigmentarten in den dorsalen Haaren sichtbar werden. Ein Eumelanin-Pigment und ein Phäomelanin-Pigment. Einzige Bedingung ist die Präsenz von E-Allelen für den MC-1 Rezeptor.

Das Argentetier stellt einen „unvollständigen“ Agouti dar. Häufig haben die Argentes deutlich mehr Tipping als Ticking, sie können aber auch vollständig durchgetickt sein. Im EE-Standard ist bei den Argentes ausdrücklich ein Ticking erwünscht. Natürlich haben die Argentes auch einen schmalen Bauchstreifen.

Argentes werden die Agoutis  in den Farben Slate, Lilac, Coffee, Beige, Lavendel, Caramell, Flieder und Isabell in Bezug auf die Eumelanin-Pigmentreihe genannt. Dazu kommt natürlich immer eine Farbe aus der Phäomelaninreihe.  

Goldagouti (Schwarz-Rot-Agouti)

A. B. C. D. E. kk P. SS rnrn
Grauagouti (Schwarz-Buff-Agouti)

A. B. cdcd D. E. kk P. SS rnrn
Lemonagouti (Schwarz-Creme-Agouti)

A. B. cdcr/cdca D. E. kk P. SS rnrn
Silberagouti (Schwarz-Weiß-Agouti)

A. B. crcr D. E. kk P. SS rnrn
Orangeagouti (Schokolade-Gold-Agouti)

A. bb C. D. E. kk P. SS rnrn
Buffagouti (Schokolade-Buff-Agouti), nicht anerkannt

A. bb cdcd D. E. kk P. SS rnrn
Cremeagouti (Schokolade-Creme-Agouti)

A. bb cdcr/cdca D. E. kk P. SS rnrn
Cinnamonagouti (Schokolade-Weiß-Agouti)

A. bb crcr D. E. kk P. SS rnrn
Lilac-Gold-Argente (früher Salmagouti)

A. B. C. D. E. kk pp SS rnrn
Beige-Gold-Argente

A. bb C. D. E. kk pp SS rnrn

ar = Solidagouti-/Solidargentefaktor

Der Solidagouti/Argentefaktor (ar) ist rezessiv zum Agouti-/Argentefaktor (A), aber dominant zum Nonagoutifaktor (a).  Zum Tanfaktor (at) verhält er sich wahrscheinlich kodominant, das heißt beide Faktoren kommen zur Erscheinung, dass bewirkt einen Solidagouti-Tan-Mix. Genau geklärt ist der molekulare Hintergrund hier aber nicht!

Der Solidagouti/argentefaktor (ar) sorgt ebenfalls dafür, dass beide Pigmentarten in den Haaren sichtbar werden. Ein Eumelanin-Pigment und ein Phäomelanin-Pigment.

Das „Ticking“ ist aber sehr viel feiner. Das Haar ist gebändert und zeigt unten und an der Spitze eine Farbe aus dem  Eumelanin-Pigment und in der Mitte einen schmalen Streifen des Phäomelanin-Pigments.

Im Gegensatz zu den Agouti-/Argentetieren (A) konkurriert ASIP mit MSH auch in den ventral gelegenen Haaren am Bauch, sodass auch hier die Haare abwechselnd Eumelanin und Phäomelanin bilden und gebändert sind.

Die Solidagouti-/argentes (ar) besitzen also im Gegensatz zu den Agoutis/Argentes (A) keinen Bauchstreifen.

Dadurch, dass das Ticking feiner ist, wirken die Tiere sehr viel dunkler als die Agouti/Argentetiere.

Solidargentes werden die Solids der Farben Slate, Lilac, Coffee, Beige Lavendel, Caramell, Flieder und Isabell genannt. Diese dürfen neben dem Ticking auch ein Tipping haben.

Solid Cinnamonagouti (Solid Schokolade-Weiß-Agouti)


ar. bb crcr D. E. kk P. SS rnrn
Solid Blau-Weiß-Agouti


ar. B. crcr dd E. kk P. SS rnrn
Solid Slate-Weiß-Argente


ar. B. crcr D. E. kk prpr SS rnrn
Solid Goldagouti (Soild Schwarz-Rot-Agouti)


ar. B. C. D. E. kk P. SS rnrn


at = Tanfaktor

Der Tanfaktor (at) ist rezessiv zum Agoutifaktor, wahrscheinlich kodominant zum Solidagoutifaktor und dominant zum Nonagoutifaktor (a).

Auch beim Tanfaktor (at) wird das Protein ASIP gebildet.

Bei diesem Allel zeigen die Tiere in einzelnen Haaren an den Flanken ein Tipping, in den ventralen Haaren am Bauch wird nur Phäomelanin gebildet, sodass ein Bauchstreifen entsteht. 

Der Bauchstreifen beim Tan/Lux/Otter/Fox soll breiter sein als beim Agouti/Argente und von der Seite sichtbar.

Außerdem sorgt das Allel at dafür, dass eine Phäomelaninfarbe um die Augen (Augenringe), um die Nase und das Kinn (Nasen-Kinneinfassung), an den Ohren (Ohrflecken), und an den Füßen (Fußzeichnung) sichtbar wird. Der Rest des Tieres zeigt ein Pigment aus der Eumelaninreihe.


Für die Farbbezeichnungen hat sich im EE-Standard auch im Deutschen die englische Bezeichnung durchgesetzt, sodass aus Schwarz ein Black, aus Schokolade ein Chocolate wird.

Kombinationen von Schwarz (Black); Slate; Lilac; Blau (Blue); Schokolade (Chocolate); Coffee und Beige mit Rot oder Gold nennt man Tan.

Black Tan

 
at. B. C. D. E. kk P. SS rnrn
Chocolate Tan

 at. bb C. D. E. kk P. SS rnrn 
Coffee Tan

at. bb C. D. E. kk prpr SS rnrn
Blue Tan

at. B. C. dd E. kk P. SS rnrn

In der Nomenklatur hat sich durchgesetzt, dass man nur bei Vorhandensein von Schwarz die Farbe aus der Phäomelaninreihe auch Rot nennt.

Es wäre also ein Schwarz-Rot-Tan, aber ein Schokolade-Gold-Tan. Siehe auch Goldagouti (Schwarz-Rot-Agouti)  im Gegensatz zu Orangeagouti (Schokolade-Gold-Agouti). 

Es gibt also keine Kombinationen aus Schokolade, Slate, Coffee, Lilac, Beige, Blau, Feh, Lavendel, Caramell, Flieder, Isabell mit Rot. Bei diesen Farben wird aus dem Rot immer ein Gold!

Kombinationen von Schwarz (Black); Slate; Lilac; Blau (Blue); Schokolade (Chocolate); Coffee und Beige mit Buff nennt man Lux.

Kombinationen von Schwarz (Black); Slate; Lilac; Blau (Blue); Schokolade (Chocolate); Coffee und Beige mit Creme nennt man Otter.

Black Otter

at. B. cdcr/cdca D. E. kk P. SS rnrn

Kombinationen von Schwarz (Black); Slate; Lilac; Blau (Blue); Schokolade (Chocolate); Coffee und Beige mit Weiß nennt man Fox.

Hier gibt es eine weitere Ausnahme: Tiere aus Schwarz und Weiß heißen nicht Black Fox, sondern Silver Fox.

Silver Fox

at. B. crcr D. E. kk P. SS rnrn

Chocolate Fox

at. bb crcr D. E. kk P. SS rnrn

Coffee Fox

at. bb crcr D. E. kk prpr SS rnrn

a =  Nonagoutifaktor

Der Nonagoutifaktor (a) ist rezessiv zu allen anderen Faktoren (A, ar, at) und kommt nur zur Ausprägung, wenn er homozygot, reinerbig also aa vorliegt.

Das Protein ASIP wird nicht gebildet und nur MSH bindet an den MC-1 Rezeptor!

Das Pigment aus der Eumelaninreihe liegt bei Vorhandensein von Allel E (MC-1 Rezeptor) ohne Ticking und Tipping und ohne Lohzeichnung vor.

Blau

aa B. C. dd E. kk P. SS rnrn
Schokolade

aa bb C. D. E. kk P. SS rnrn

Bei nicht vorhandenem MC-1 Rezeptor (Allel ee) bildet sich ein einfarbiges Meerschweinchen aus der Phäomelaninreihe.

Rot


aa B. C. D. ee kk P. SS rnrn
Buff

aa bb cdcd D. ee kk P. SS rnrn

Allel ep bewirkt das beide Pigmente, Phäomelanin und Eumelanin auf dem Tier sichbar werden.

Schildpatt

aa B. C. D. ep. kk P. SS rnrn
Magpie Schwarz

aa B. crcr D. ep. kk P. SS rnrn

 

 

Der TRP-Genlokus (B/b); Black/Brown

Das TRP-Gen mit seinen zwei Allelen (B/b) beinnhaltet den Bauplan für die Tyrosinase-verwandten Proteine (TRP= Tyrosinase-related-Protein), das TRP 1- und TRP 2-Protein.

TRP 1-Protein (5,6-Dihydroxyindol-2-carbonsäure-oxidase) ist ein Enzym aus 513 Aminosäuren, was die Reaktion von 5,6 Dihydroxyindolcarboxlysäure (DHICA) zu Indol-5,6-quinoncarboxlysäure katalysiert. Indol-5,6-quinoncarboxylsäure polymerisiert dann zu Eumelanin.

TRP 2-Protein (Dopachrom-Tautomerase) ist ein Enzym aus 498 Aminosäuren und katalysiert die Reaktion von Dopachrom in 5,6,Dihydroxyindolcarboxylsäure (DHICA). Außerdem ähnelt es der Tyrosinase und hat eventuell eigene katalytische Aktivität.

Beide Proteine stabilisieren außerdem die Tyrosinase (Toyofuka et al. 2001)

Beim dominanten Allel B wird das schwarze Eumelanin dicht und gleichmäßig in den Melanosomen angeordnet, so dass sie schwarz und eiförmig sind.

Hierfür sind die TRP 1 und TRP 2-Proteine zuständig.

Das Allel B kann homozygot BB oder heterozygot Bb vorliegen.

Da B komplett dominant zu b ist, reicht ein B für die Bildung der TRP 1 und TRP 2- Proteine aus.

Bei homozygotem Vorliegen von den Allelen bb werden die Proteine TRP1 und TRP 2 nicht gebildet.

Die Melanosomen sind aufgelockert und das Eumelanin weniger dicht gepackt. Dadurch erscheint die Fellfarbe braun und auch die Augen werden heller (Feueraugen), da die oberen Schichten der Bindehaut keine Melanosomen mehr enthalten und die Melanosomen der Melanozyten der Iris ebenfalls aufgelockert sind.

Die Phäomelaninreihe (rot-gelbes Pigment) ist von B/b nicht betroffen, da die TRP 1 und TRP 2 Proteine nur für die Synthese von Eumelanosomen benötigt werden (siehe oben, Produktion von Melanosomen).            

B ist komplett dominant zu b.

BB = Schwarz; in Verbindung mit pr Slate mit p Lilac, mit d Blau

bb = Schokolade; in Verbindung mit pr Coffee, mit p Beige, mit d Feh/Braun

Bb = Schwarz; Slate, Lilac oder Blau (trägt aber Schokolade, Coffee, Beige oder Feh/Braun)

Schwarz

aa
B. C. D. E. kk P. SS rnrn 
Schokolade

aa bb C. D. E. kk P. SS rnrn
Slate

aa B. C. D. E. kk prpr SS rnrn
Coffee (nicht anerkannt)

aa bb C. D. E. kk prpr SS rnrn
Lilac

aa B. C. D. E. kk pp SS rnrn 
Beige

aa bb C. D. E. kk pp SS rnrn
Blau

aa B. C. dd E. kk P. SS rnrn
Feh/Braun (nicht anerkannt)


aa bb C. dd E. kk P. SS rnrn

Es gibt viele Hinweise dafür, dass die TRP-Proteine, insbesondere das TRP-2 Protein eine eigene katalytische Aktivität ähnlich der Tyrosinase hat und z.B. für die Eumelanosomen Produktion bei fehlendem MC-1 Rezeptor (Gentyp ee) eine Rolle spielt.

Das gilt z.B. für die Pigmentierung der Ohren bei Vorhandensein von einem dominanten Allel B bei einfarbigen Tieren der Phäomelaninreihe oder aber der Schwarzschleier bei einfarbigen Tieren der Phäomelaninreihe.

 

 

Der Tyrosinase-Genlokus (C,ck,cd,cr,ca); Colouration-oder Chinchillafaktor

Das Tyrosinase-Gen mit seinen verschiedenen Allelen (C,ck,cd,cr,ca) beinnhaltet den Bauplan für das Protein/Enzym Tyrosinase.

Tyrosinase ist ein Protein/Enzym was aus 511 Aminosäuren besteht und 1895 von Bourquelot und Bertrand entdeckt wurde.

Tyrosinase ist das Schlüsselenzym sowohl für die Phäomelaninbildung, als auch für die Eumelaninbildung, wobei die Phäomelanosomenbildung viel stärker von Veränderungen der Tyrosinase betroffen ist als die Eumelanosomenbildung, da hier:

1. Keine allosterische Verstärkung der Tyrosinase durch cAMP stattfindet (Bindung von MSH an den MC-1 Rezeptor)

2. Keine verstärkte Genexpression des Tyrosinasegens stattfindet (Bindung von MSH an den MC-1 Rezeptor).

Veränderungen in der Menge an gebildeter Tyrosinase (Allele cd, cr, ca) wirken sich also in erster Linie auf die Bildung von Phäomelanosomen aus, weniger auf die Bildung von Eumelanosomen.

Kann genetisch bedingt keine Tyrosinase gebildet werden (Genotyp: bb caca ee kk) entsteht ein weißes Tier mit roten Augen, d.h. es wird kein Pigment mehr in den Melanozyten gebildet, weder Eumelanin noch Phäomelanin, die Melanozyten sind aber sehr wohl vorhanden.

Lediglich bei Vorhandensein von TRP-1 und TRP-2 Proteinen (Genlokus B) kann es zu leichter Pigmentierung an den Ohren kommen, da in den Ohren das Temperaturoptimum der Tyrosinase 35 C° herrscht und entweder Restaktivitäten der Tyrosinase zusammen mit TRP-1 und TRP-2 Eumelanin bilden können, oder TRP-1 und TRP-2 Proteine alleine Eumelanin bilden können. Dieser Sachverhalt ist aber noch nicht vollständig geklärt.

Genotyp: ?? B. caca D. ee kk P. S. rnrn

Weiß, rote Augen

?? bb caca D./dd ee kk P./pr/p SS/ss rnrn/Rnrn

Weiß ist das Fehlen jeglichen Pigments sowohl aus der Phäomelanin- als auch aus der Eumelaninreihe. Weiß ist im Grunde keine Farbe, Weiß entsteht bei uns im Auge, wenn alle farbsensitiven Sinneszellen aktiviert werden, da Weiß kein Licht absorbiert, sondern alle Wellenlängen des Lichts reflektiert.

Die rosa Haut und Krallenfarbe und die roten Augen dieser Meerschweinchen entsteht durch Hämoglobin, der rote Blutfarbstoff in den Erythrozyten (rote Blutzellen), aber nicht durch ein Pigment in den Melanozyten, denn dort wird kein Pigment gebildet!

Ein weniger funktionsfähiges Enzym Tyrosinase kann in Abstufungen zum Teilverlust von Pigmentierung in der Phäomelaninreihe führen.

Buff

?? bb cdcd D. ee kk P. SS rnrn
Creme, dunkle Augen

?? bb cdcr/cdca D. ee kk P. SS rnrn
Weiß, dunkle Augen

?? bb crcr/crca D. ee kk P. SS rnrn  

Sewall Wright definierte 1925 die Allele des Tyrosinase-Genlokus (C-Reihe) beim Meerschweinchen (Wright, 1925):

C = volle Farbe

ck und cd = Verdünnung der vollen Farbe

cr = weiß

ca = Albino (entspricht dem c beim Kaninchen, beim Hund hört die C-Reihe ebenfalls beim ca auf)

 

 

Der Tyrisinase-Genlokus (C-Reihe) in Bezug auf die Phäomelaninreihe

C =  volle Farbe, Rot oder Gold.

Rot gibt es nur in Kombination mit Schwarz, also BB oder Bb.

Bei bb (Schokolade) wird es immer Gold genannt.

Auch bei den Farben Slate, Blau, Lilac, Coffee, Beige, Lavendel, Caramell, Flieder und Isabell wird aus dem Rot ein Gold.

C ist komplett dominant zu allen anderen Allelen (Wright, 1925).

CC = reinerbig Rot oder Gold

Ccd = Rot oder Gold; trägt aber Buff/Safran

Ccr = Rot oder Gold; trägt aber Weiß

Cca = Rot oder Gold; trägt aber Weiß

Trägereigenschaften kommen bei Dominanz von C nicht zur Geltung!

Da es aber auch innerhalb des Allels C zu Variationen kommen kann, die sich ein einem matten Farbton oder einer Aufhellung bemerkbar machen, ist insbesondere bei Rot und Gold sehr darauf zu achten, das man mit farbintensiven Tieren züchtet, die ein „starkes“ C haben.

Ein helles Gold oder helles Rot hat nichts mit Trägereigenschaften zu tun, denn C ist immer komplett dominant zu allen anderen Allelen!

Rot

?? B. C. D. ee kk P. SS rnrn

Gold, dunkle Augen

 ?? bb C. D. ee kk P. SS rnrn
Gold, rote Augen

?? bb C. D. ee kk pp SS rnrn

Die Allele ck, cd, cr und ca folgen alle einen intermediärem Erbgang, d.h. ohne C kommt es immer zu einem Teilverlust von Pigmentierung der Phäomelaninreihe durch ein mehr oder weniger funktionierendes Enzym Tyrosinase.

Die Farben werden also im Gegensatz zu Rot und Gold immer aufgehellter.

Das Allel ck scheint zu dem Allel cd beim Meerschweinchen keinen sichtbaren Effekt auf die Phäomelaninreihe zu haben (Wright, 1925). Deshalb wird es hier nicht weiter erwähnt.

cdcd ee= Buff; in Verbindung mit p: Safran;  (Aktivität von Tyrosinase, aber abgeschwächt)

cdcr ee= Creme; in Verbindung mit p: Creme, rote Augen;  (Aktivität von Tyrosinase, aber abgeschwächt)

cdca ee= Creme; in Verbindung mit p: Creme, rote Augen; (Aktivität von Tyrosinase, aber abgeschwächt)  

crcr ee= Weiß, dunkle Augen; (Aktivität der Tyrosinase nur noch in den Melanozyten des Auges messbar bei Genotyp bb, ee, kk)

crca eeWeiß mit fast roten Augen oder leicht bläulichen Augen

caca ee= Weiß, rote Augen (nur in Kombination mit bb (fehlenden TRP-Proteine), ee (fehlender MC-1 Rezeptor) und kk (fehlendem Maskenfaktor)); keine Tyrosinaseaktivität mehr messbar; Okulocutaner Albinismus Typ 1a (OCA1a).

Buff

?? bb cdcd D. ee kk P. SS rnrn
Safran

?? bb cdcd D. ee kk pp SS rnrn
Creme, dunkle Augen

?? bb cdcr/cdca D. ee kk P. SS rnrn    
Creme, rote Augen

?? bb cdcr/cdca D. ee kk pp SS rnrn
Weiß, dunkle Augen

?? bb crcr/crca D. ee kk P. SS rnrn  
Weiß, rote Augen

 ?? bb caca D. ee kk P. SS rnrn oder ?? bb crcr D. ee kk pp SS rnrn

Ein Tier, was nur eine Farbe der Phäomelaninreihe zeigt muss vom Genotyp her ee sein, d.h. es wird kein MC-1 Rezeptor gebildet, MSH kann nicht binden und die für die Eumelaninproduktion wichtige Signalkaskade mit Bildung von cAMP findet nicht statt.

Ist jetzt das Enzym Tyrosinase durch die Allele cd, cr und ca in seiner Funktion eingeschränkt, bilden sich die aufgehellten Farben Buff/Safran, Creme und Weiß der Phäomelaninreihe.



Wie aber weiter oben bereits beschrieben, liegt der optimale pH-Wert für die Tyrosinase bei 7,0 und die optimale Temperatur bei 35 C°. (Zaidi et al. 2015). Diese Temperatur liegt üblicherweise in den Akren (Nase, Ohren, Füße) vor.

Beim Himalaya Meerschweinchen spielt dieses Temperaturoptimum eine große Rolle. Hier findet sich zwar bedingt durch das homozygote Vorliegen des Allels caca keine messbare Aktivität der Tyrosinase mehr, dies gilt aber nur für die nicht-apikale Haut (Körper).

In der apikalen Haut (Akren; Nase; Ohren; Füße) befindet sich das Temperaturoptimum von 35°C für die Tyrosinase und bei vorhandenem MC-1 Rezeptor (E) kommt es nach Bindung von MSH an den MC-1 Rezeptor zu einem 2-5 fachen Anstiegs der Transkription des Tyrosinase Gen Allels ca. Durch diesen Anstieg der Transkription des Gens caca kommt es zu kleinen Restbildungen des Enzyms Tyrosinase. Diese Restbildungen werden jetzt weiterhin durch die Bindung von MSH an den MC-1 Rezeptor durch die Bildung von cAMP aktiviert, was zu einer 6-50 fachen Aktivierung der "Resttyrosinase" führt. 

Es kann Eumelanin gebildet werden, sogar Schokolade (bb), wo auch genetisch bedingt die TRP-Proteine fehlen!

Diese Verstärkung von Restaktivitäten (Transkriptionssteigerung des Gens) des Enzyms Tyrosinase durch cAMP und das Temperaturoptimum von 35 C° reichen offensichtlich aus, um die Eumelaninproduktion in den Akren beim Himalaya Meerschweinchen hervorzurufen.

Das Himalaya Meerschweinchen entspricht der Definition eines Temperatur-sensitivem Oculocutanem Albinismus Typ1TS (OCA-1TS), hier bildet sich Tyrosinase, welche bei zentraler Körpertemperatur inaktiv ist, bei etwas tieferen Temperaturen aber eine Restaktivität aufweist und in den kälteren Regionen zu einer Eumelaninproduktion führt.
Himalaya Schwarz

aa B. caca D. E. kk P. S. rnrn                             
Himalaya Schokolade

aa bb caca D. E. kk P. S. rnrn

Der vorhandene MC-1 Rezeptor mit Bindung von MSH und Freisetzung von cAMP, was katalytisch auf die Restaktivität der Tyrosinase wirkt, ist beim Himalaya Meerschweinchen ganz entscheidend für die Eumelaninproduktion.

Ohne vorhandenen MC-1 Rezeptor (ee), d.h. ohne Signalkaskade und Freisetzung von cAMP und und ohne TRP-Proteine (bb) und ohne Maskenfaktor (kk) ist bei dem Genotyp caca keine Tyrosinaseaktivität mehr messbar, trotz Temperaturoptimum in den Akren. Das Meerschweinchen bleibt weiß, die Augen sind rot, es werden keinerlei Pigmente gebildet, die rosa Hautfarbe und die roten Augen entstehen durch den roten Blutfarbstoff Hämoglobin.

Weiß, rote Augen

?? bb caca D./dd ee kk P./pr/p SS/ss rnrn/Rnrn

Eine nicht messbare Tyrosinaseaktivität entspricht der Definition eines Oculocutanem Albinismus Typ1a (OCA-1a), ein sogenannter Tyrosinase negativer Albinismus! Bei diesem Albinismustyp ist zeitlebens keine Phäomelanin- und Eumelaninbildung möglich. 

 

 

Der Tyrosinase-Genlokus (C-Reihe) in Bezug auf die Eumelaninreihe

Bindung von MSH an den MC-1 Rezeptor (MC-1 Gen; E-Genlokus) führt zu Bildung von cAMP und allosterischer Aktivierung des Enzyms Tyrosinase, das jetzt eine 6-50 Mal höhere Aktivität besitzt (Iozumi et al. 1993, Robbins et al. 1993).

Bindung von MSH an den Rezeptor induziert ebenfalls einen 2-5 fachen Anstieg der Transkription des Tyrosinase-Gens (C-Genlokus) (Robbins et al. 1993). Anstieg der Transkription heißt, dass dieses Gen jetzt viel öfter abgelesen wird und damit viel mehr von dem Enzym Tyrosinase gebildet wird.


Es steht also jetzt viel mehr Tyrosinase zur Verfügung (Erhöhung der Transkription) und zu dem ist das Enzym durch cAMP aktiviert, was ihm selber eine 6-50 Mal höhere Aktivität verleiht. Sind diese Vorausetzungen geschaffen, kommt es nun nach Hydroxilierung von Tyrosin zu L-DOPA  und anschließender Oxidation zu Dopaquinon durch das Enzym Tyrosinase nicht zur Anlagerung von Cystein (Phäomelaninbildung), sondern zu Bildung von Dopachrom und unter Einwirkung verschiedener anderer Proteine (Enzyme) kann nun über verschiedene Schritte Eumelanin hergestellt werden.

Für die Bildung von Eumelanin in Eumelanosomen sind mehrere zusätzliche Schlüsselenzyme außer Tyrosinase notwendig:

P-Protein: (wird über die verschiedenen Faktoren des P-Genlokus (P, pr, p) bestimmt); reguliert den pH-Wert in Melanosomen und ist am Transport verschiedener Proteine beteiligt (Sturm, 2006); Aktivierung und Stabilisierung der Tyrosinase.

Tyrosinase-verwandte Proteine: (TRP=Tyrosinase-related-Protein), das TRP-1 und TRP-2 Protein (wird über die verschiedenen Faktoren des B-Genlokus (B,b) bestimmt); TRP-2 katalysiert die Reaktion von Dopachrom in Dihydroxyindolcarboxylsäure (DHICA); TRP-1 katalysiert die Reaktion Dihydroxyindolcarboxlysäure (DHICA) zu Indol-5,6-quinoncarboxlysäure; außerdem Stabilisierung der Tyrosinase (Toyofuka et al. 2001), aber auch eigene katalytische Funktion, da 40% Struktur Homologie mit Tyrosinase.

AIM-1 Protein: (Genlokus beim Meerschweinchen meines Wissens noch nicht bekannt); Regulation des TRP-1 Proteins.

OA-1 Protein: (Genlokus beim Meerschweinchen meines Wissens noch nicht bekannt); Organisation des Eumelanosomes, Sensor für die Größe der Melanosomen.

MAT-Protein: (Genlokus beim Meerschweinchen meines Wissens noch nicht bekannt; beim Menschen das SLC45A2-Gen); Transport der Tyrosinase in die Melanosomen und Aufrechterhaltung es melanosomalen pH-Wertes.

Die Bildung von Eumelanosomen ist von den Veränderungen im Tyrosinase-Gen viel weniger betroffen, als die Bildung von Phäomelanosomen, da durch die Bindung von MSH an den MC-1 Rezeptor eine Verstärkung der Tyrosinase stattfindet und andere Proteine (TRP Proteine und P Protein) ebenfalls an der Bildung von Eumelanosomen beteiligt sind.

C ist komplett dominant zu allen anderen Allelen (Wright, 1925).

CC = volle Farbe Eumelanin 

Ccd = volle Farbe Eumelanin; trägt aber abgeschwächte Aktivität der Tyrosinase

Ccr = volle Farbe Eumelanin; trägt aber abgeschwächte Aktivität der Tyrosinase    

Cca = voll Farbe Eumelanin; trägt aber abgeschwächte Aktivität der Tyrosinase

Trägereigenschaften kommen bei Dominanz von C nicht zur Geltung!

Die Allele ck, cd, cr und ca folgen alle einen intermediärem Erbgang, d.h. ohne C kommt es immer zu einem mehr oder weniger funtionierendem Enzym Tyrosinase.

Die Farben der Eumelaninreihe werden also im Gegensatz zu voller Farbe (C) häufig etwas aufgehellter, was man vor allem in der Unterfarbe sieht.

cdcd E.= volle Farbe Eumelanin; evtl. Unterfarbe insbesondere bei Schwarz heller (Aktivität von Tyrosinase, aber abgeschwächt)

cdcr E.=  wahrscheinlich aufgehellte Farbe Eumelanin; Unterfarbe insbesondere bei Schwarz sehr wahrscheinlich heller 

cdca E.= wahrscheinlich aufgehellte Farbe Eumelanin; Unterfarbe insbesondere bei Schwarz sehr wahrscheinlich heller 

crcr E.=  wahrscheinlich aufgehellte Farbe Eumelanin; Unterfarbe insbesondere bei Schwarz sehr wahrscheinlich heller    

crca E.Marder/Sable (aufgehellte Grundfarbe der Eumelaninreihe mit dunklerer Maske, Ohren und Pfoten, da hier in den Akren das Temperaturoptimum der Tyrosinase herrscht)

caca E.= Himalaya (nur noch in den Akren (Nase, Ohren, Füße) kann aufgrund des Temperaturoptimums der Tyrosinase Eumelanin hergestellt werden,  in den Melanozyten der nicht apikalen Haut wird kein Melanin  (weder Phäomelanin noch Eumelanin) gebildet.

Aufgehellte schwarze Tiere, verursacht durch abgeschwächte Aktivität der Tyrosinase (cd, cr, ca) werden auch als Sepia (helles Schwarz) bezeichnet.

Bei Tieren, die phänotypisch sowohl eine Farbe der Eumelaninreihe, als auch eine Farbe der Phäomelaninreihe zeigen, sieht man sehr deutlich, dass die Bildung von Phäomelanosomen viel mehr von den Allelen cd, cr und ca betroffen ist, als die Bildung von Eumelanosomen.

Bei der Eumelaninfarbe ist meist lediglich eine hellere Unterfarbe zu erkennen, die Phäomelaninfarbe dagegen ist deutlich aufgehellt (Buff, Creme, Weiß).

Harlekin Schwarz-Creme

aa B. cdcr/cdca D. ep. kk P. SS rnrn   
Schwarz-Creme-Weiß

aa B. cdcr/cdca D. ep. kk P. ss rnrn
Magpie Schwarz-Weiß

aa B. crcr D. ep. kk P. SS rnrn
Himalaya Schwarz

aa B. caca D. E. kk P. SS rnrn

Grauagouti (Schwarz-Buff-Agouti)

A. B. cdcd D. E. kk P. SS rnrn  
Lemonagouti (Schwarz-Creme-Agouti)

A. B. cdcr/cdca D. E. kk P. SS rnrn 
Silberagouti (Schwarz-Weiß-Agouti)

A. B. crcr D. E. kk P. SS rnrn 

Black Otter

at. B. cdcr/cdca D. E. kk P. SS rnrn  
Silver Fox

at. B. crcr D. E. kk P. SS rnrn

 




Der Myosin Va/MLPH/Rab-27-Genlokus (D/d) Dilution = Verdünnung

Dieses Gen beinnhaltet den Bauplan für die Proteine MLPH (Melanophilin)Rab27 und Myosin Va, wobei entweder nur eins der Proteine betroffen sein kann oder mehrere oder alle.

Myosin Va ist ein Protein, was zur Gruppe der Aktin-basierten Motorproteinen gehört. Myosin kann mit Aktin interagieren und ist in den Melanozyten am Transport der fertigen Melanosomen zu den Dendriten beteiligt. Myosin Va bildet einen Komplex mit MLPH und Rab-27.

Melanophilin (MLPH) ist ein Transportprotein welches einen Komplex mit Myosin Va und Rab 27 bildet und Melanosomen transportiert.

Rab-27 ist ebenfalls ein Transportprotein, welches zusammen mit MLPH und Myosin Va am Transport der Melanosomen im Melanozyten beteiligt ist.



Liegt ein Allel D vor, wird dieser Komplex einwandfrei gebildet, die Eumelanosomen und Phäomelanosomen können problemlos an die Aktinfilamente verteilt werden und zu den Dendriten der Melanozyten gelangen, um dort an umliegende Hautzellen verteilt zu werden.

Beim homozygoten Vorliegen der Allele dd kommt es zu Störungen entweder aller Moleküle, oder einzelner Moleküle, wie z.B. nur dem Myosin Va, was wahrscheinlich beim Meerschweinchen und beim Kaninchen der Fall ist.

Durch Störungen im Mysin Va (Genotyp dd) verklumpen die Eumelanosomen bei der Übergabe an Aktinfilamente, es kommt ebenfalls zu Verklumpungen der Eumelanosomen in der Haarrinde.



Durch die Konzentration in unregelmäßigen Gruppierungen wird die Lichtabsorption vermindert und schwarzes Fell erscheint grau. Aus Schwarz wird Blau, aus Slate wird Lavendel.

Schwarz

aa B. C. D. E. kk P. SS rnrn 
Blau

aa B. C. dd E. kk P. SS rnrn 
Slate

aa B. C. D. E. kk prpr SS rnrn 
Lavendel

aa B. C. dd E. kk prpr SS rnrn 
 
Da die Eumelanosomen viel größer sind als die Phäomelanosomen, verklumpen sie auch viel eher als die kleinen Phäomelanosomen, weshalb bei alleiniger Störung des Proteins Myosin Va eine Aufhellung der Farben der Phäomelaninreihe unwahrscheinlich ist, oder es nur zu minimalen Veränderungen (Farbe wirkt matter) der Phäomelanosomen kommt.

Der Verein MFD (Meerschweinchenfreunde Deutschland) bezeichnet die Farben der Phäomelaninreihe im MFD Standard bei homozygotem Vorliegen von den Allelen dd foldendermaßen:

Aus Rot/Gold wird Amber
Aus Buff/Safran wird Mandarine
Aus Creme wird Champagner

Im EE Standard steht bei zweifarbigen Meerschweinchen, dass zwei standardisierte Farben auf dem Tier zu sehen sein müssen.

Da die Farbe Amber, Mandarine oder Champagner im EE-Standard nicht standardisiert sind, würde man hier Blau mit Gold, Buff oder Creme kombinieren, da Rot ausschließlich in Kombination mit Schwarz benutzt wird.

Blau-Gold

aa B. C. dd ep. kk P. S. rnrn

Es bleibt also abzuwarten, ob die Phäomelaninreihe auch im EE-Standard bei Vorhandensein von dd anders bezeichnet werden wird.


Bei Katzen verursacht das veränderte Gen auch eine Mutation von MLPH, es sind drei Allele bekannt (D, Dm, d).
Bei Veränderungen des Moleküls MLPH verklumpen bei der Katze auch die kleinen Phäomelanosomen, aus Rot wird Creme. Diese Variationen scheinen aber beim Meerschweinchen keine Rolle zu spielen, denn Amber (MFD-Bezeichnung) unterscheidet sich nur minimal von Gold. (Farbe wirkt etwas matter).

Beim Hund scheint ebenfalls das MLPH Transportprotein betroffen zu sein und hellt die Farbe Schwarz zu Blau auf.  Bei einem Teil der durch das Dilute-Gen aufgehellten Tiere (dd) ist die Mutation mit Haarausfall und Veränderungen der Haarwurzeln verbunden (siehe auch Blue-dog-Syndrom). Da nicht alle Rassen, bei denen das homozygote Gen dd vorkommt betroffen ist, wird vermutet, dass  noch eine weiteres, bisher unbekanntes Allel des MLPH-Gens vorliegen muss.

Beim Menschen verursacht das Vorliegen des homozygoten Alles dd das Griscelli-Syndrom.



Der Melanocortin 1 Rezeptor (MC-1)-Genlokus (E/ep/e) Extension = Ausbreitung

Dieses Gen beinnhaltet den Bauplan für das Transmembranprotein Melanocortin-1-Rezeptor (MC-1-Rezeptor). Melanocortinrezeptoren sind eine Gruppe von G-Protein-gekoppelten Rezeptoren, die die Wirkungen der Melanocortine (MSH) und Adrenocortine (ACTH)- weitervermitteln.

Der MC-1 Rezeptor besteht aus 317 Aminosäuren und befindet sich nur in der Membran von Melanozyten.



Zwei Proteine können an den MC-1 Rezeptor binden:

MSH (Melanozyten-stimulierendes Hormon) aus der Adenphypophyse. Bindung von MSH löst eine komplexe Signalkaskade aus, die zur Aktivierung von Tyrosinase in Melanosomen führt und damit zur Bildung von Eumelanosomen führt.

ASIP (Agouti-signaling-Protein) aus Keratinozyten (Hautzellen). Wird gebildet bei Vorliegen der Allele A, ar und at. Bindung von ASIP an den Rezeptor löst keine Signalkaskade aus und führt nicht zu einer weiteren Aktivierung der Tyrosinase und führt damit zur Bildung von Phäomelanosomen.


Es sind drei Allele des MC-1 Gens beim Meerschweinchen bekannt:

E = volle Ausbildung des Rezeptors auf Membranen der Melanozyten in der Haut und in der Haarpapille

ep = nicht alle Melanozyten der Haut und der Haarpapille haben den Rezeptor

e = der Rezeptor ist auf Melanozyten in der Haut und in der Haarpapille nicht vorhanden

Die Melanozyten im Auge haben hier offensichtlich eine "Sonderpositon", da auch bei Vorliegem des Genotyps ee Eumelanin in den Melanozyten im Auge gebildet werden kann. Die genauen molekularen Zusammenhänge sind hier nicht vollständig untersucht.




E = volle Ausbildung des MC-1-Rezeptors

E ist komplett dominant zu ep und e, daher sollte bei Unklarheiten im Genotyp immer ein Punkt hinter dem E gesetzt werden


EE = volle Ausbildung des MC-1 Rezeptors


Eep = volle Ausbildung des MC-1 Rezeptors, trägt aber das Gen für "nicht volle Ausprägung" des Rezeptors


Ee = volle Ausbildung des MC-1 Rezeptors, trägt aber das Gen für "keine" Rezeptorbildung


Schwarz

aa B. C. D. E. kk P. SS rnrn
Goldagouti (Schwarz-Rot-Agouti)

A. B. C. D. E. kk P. SS rnrn
Schimmel Schwarz

aa B. C. D. E. kk P. SS Rnrn

Bei Vorliegen von einem Allel E kommt es zur MC-1 Rezeptor Bildung auf Melanozytenmembranen der Melanozyten in der Haut und in der Haarpapille.

MSH (Melanozyten stimulierendes Hormon) kann binden und führt zur Aktivierung von Tyrosinase (C-Genlokus) und es kommt zur Produktion von Eumelanosomen, z.B. ein einfarbig schwarzes Meerschweinchen.

Bei Vorliegen der Allele A, ar, at konkurriert MSH (Melanozyten stimulierendes Hormon) mit ASIP (Agouti-signaling Protein) an dem MC-1 Rezeptor der Melanozyten in der Haarpapille. Die Melanozyten der Haarpapille produzieren abwechselnd Eumelanin und Phäomelanin, was zu einer Bänderung der Haare führt, z.B. ein Goldagouti (Schwarz-Rot-Agouti).

Bei Vorliegen des Roan Faktors (Rn) wandern in einzelne Haarpapillen und einzelne Hautareale keine Melanozyten ein. In diesen Arealen kann kein Pigment (weder Eumelanin noch Phäomelanin) gebildet werden. Wo Melanoyzten in der Haut und in den Haarpapillen vorkommen (Kopf und Füße), da liegt auch ein MC-1 Rezeptor auf der Melanozytenmembran vor und Eumelanin kann gebildet werden, z.B. ein Schimmel Schwarz.


Holländer Schwarz

aa B. C. D. E. kk P. ss rnrn

Einfarbige Meerschweinchen der Eumelaninreihe kann man auch zusammen mit dem Scheckungsfaktor ss zusammen züchten, dann entstehen zweifarbige Meerschweinchen, die eine Eumelaninfarbe haben und durch den Scheckungsfaktor bedingt weiße Farbfelder haben.

Eine ganz besondere Variante dieser zweifarbigen Meerschweinchen nennt sich Holländerzeichnung, die sich aus den Kopfplatten, der Bandzeichnung und den Manschetten zusammen setzt. Die Kopfplatten sollen an beiden Seiten oval Auge und Ohr umfassen. Im Nacken sollen sich beide Kopfplatten berühren, die Form der Blesse wird von den Kopfplatten bestimmt. Die Bandzeichnung beginnt möglichst in der Körpermitte. Die Trennlinie zwischen den beiden Farben soll in einer geraden Linie rundum den Körper laufen und scharf angegrenzt sein. Manschettehn nennt man die Weißzeichnung der Hinterfüße, optimalerweise bis zur Fußmitte.




ep = keine volle Ausbildung des MC-1-Rezeptors auf allen Melanozyten

ep ist rezessiv zu E, aber komplett dominant zu e

epep = nicht alle Melanozyten tragen den MC-1 Rezeptor

epe = nicht alle Melanozyten tragen den MC-1 Rezeptor, trägt Allel für "keine" Rezeptorbildung


Im Allel ep steht das e für Eumelaninproduktion und das p für Phäomelaninproduktion.

Die Melanozyten in der Haut und in der Haarpapille, die Eumelanin produzieren tragen den MC-1 Rezeptor, die Melanozyten, die Melanozyten, die Phäomelanin produzieren, tragen ihn nicht.

Dadurch ergeben sich "zweifarbige" Meerschweinchen", die sowohl eine Farbe der Eumelaninreihe (schwarz-braun) als auch eine der Phäomelaninreihe (rot-gelb) zeigen.


Dabei gibt es drei Erscheinungsvarianten:

Brindle: das Tier zeigt immer ein Haar der Eumelaninreihe neben einem Haar der Phäomelaninreihe und idealerweise keine Farbfelder

Schildpattmuster (Farbfelder): gleichmäßige Verteilung von scharfbegrenzten, möglichst gleich großen Feldern in beiden Farben (Eumelanin und Phäomelanin). Idealerweise sollte von der Nase bis zur Hinterhand eine gedachte Linie sowohl über den Rücken, als auch am Bauch erkennbar sein, an der sich möglichst immer zwei andersfarbige Felder gegenüberstehen. Möglichst kein Brindle.

Magpie/Harlekin: gleichmäßige Verteilung von scharf begrenzten, möglichst gleich großen Feldern in beiden Farben (Eumelanin und Phäomelanin) und beide Farben auch als Brindle. Idealerweise sollte von der Nase bis zur Hinterhand eine gedachte Linie sowohl über den Rücken als auch am Bauch erkennbar sein, an der sich möglichst immer zwei andersfarbige Felder gegenüberstehen.


Brindle Schwarz Rot
aa B. C. D. ep. kk P. SS rnrn
Schildpatt (Schwarz Rot)

aa B. C. D. ep. kk P. SS rnrn
Harlekin (Schwarz Creme)
aa B. cdcr/cdca D. ep. kk P. SS rnrn
Magpie Schwarz

aa B. crcr D. ep. kk P. SS rnrn

Da diese Erscheinungsvarianten genetisch immer gleich sind, ist gerade bei diesen Tieren genau zu selektieren.

Wenn Brindle gewünscht ist, kreuze ich keine Tiere mit Farbfelder ein und umgekehrt!

Magpies und Harlekins, die phänotypisch Beides (Brindle und Farbfelder) mit einer gedachten Mittellinie zeigen sind extrem schwer zu züchten, können aber optisch sehr imponieren, so wie das unten gezeigte Tier.

Magpie Schwarz



aa B. crcr D. ep. kk P. SS rnrn

Bei Magpie ist die Phäomelaninfarbe immer weiß, die Eumelaninfarbe kann theoretisch alle Farben der Eumelaninreihe zeigen, besonders häufig sieht man Magpie Schwarz und Magpie Schokolade, aber möglich wäre natürlich auch ein Magpie Blau oder Magpie Slate.

Wenn der Agouti/Argentefaktor vorhanden ist, wird in den Eumelaninhaaren zusätzlich noch Phäomelanin durch ASIP (Agouti-signaling-Protein) gebildet.

Es entsteht z.B. ein Magpie Silberagouti (Magpie Schwarz-Weiß-Agouti)  oder ein Magpie Cinnamonagouti (Magpie Schokolade-Weiß-Agouti)




Harlekin Schwarz Creme

aa B. cdcr/cdca D. ep. kk P. SS rnrn
Harlekin Schwarz Creme

aa B. cdcr/cdca D. ep. kk P. SS rnrn

Bei Harlekin können zwei im EE Standard standardisierte Farben (eine Eumelaninfarbe und eine Phäomelaninfarbe) außer weiß vorliegen, besonders häufig sieht man Harlekin Schwarz Creme und Harlekin Schwarz Buff.

Wenn der Agouti/Argentefaktor vorhanden ist, wird in den Eumelaninhaaren zusätzlich noch Phäomelanin durch ASIP (Agouti-signaling-Protein) gebildet.

Es entsteht z.B. ein Harlekin Cremeagouti (Harlekin Schokolade-Creme-Agouti)  oder ein
Harlekin Slate-Gold-Argente.



Zweifarbige Meerschweinchen mit genetischem Hintergrund ep züchtet man auch gerne zusammen mit dem Scheckungsfaktor ss, sodass dreifarbige Meerschweinchen entstehen.

Dies allerdings nicht bei Brindle und auch nicht bei Magpie oder Harlekin,
sondern nur bei den Meerschweinchen mit Schildpatt/Farbfeldermuster.

Schildpatt Weiß  (Schwarz-Rot-Weiß)
aa B. C. D. ep. kk P. ss rnrn
Lilac-Safran-Weiß

aa B. cdcd D. ep. kk pp ss rnrn
Schokolade-Gold-Weiß

aa bb C. D. ep. kk pp ss rnrn
Goldagouti-Rot-Weiß

A. B. C. D. ep. kk P. ss rnrn
Slate-Gold-Weiß

aa B. C. D. ep. kk prpr ss rnrn
Solid Slate-Gold-Argente-Gold-Weiß

ar. B. C. D. ep. kk prpr ss rnrn






e = keine Ausbildung des MC-1 Rezeptors auf Melanozyten der Haare und der Haarpapille

e ist rezessiv zu E und rezessiv zu ep und kommt nur zur Ausprägung, wenn das Allel homozygot ee vorliegt.

ee = keine Ausbildung des MC-1 Rezeptors auf Melanozyten der Haut und der Haarpapille.

Die Melanozyten im Auge können Eumelanin bilden, die genauen molekularen Zusammenhänge sind hier noch nicht geklärt.

Wenn kein MC-1 Rezeptor auf der Melanozytenmembran vorhanden ist, kann MSH (Melanozyten stimulierendes Hormon) nicht binden, die Tyrosinase kann nicht weiter aktiviert werden, an Dopachinon wird Cystein gebunden, es bildet sich eine Farbe aus der Phäomelaninreihe (rot-gelbe Farbreihe).

Liegt zusätzlich eine Variation im Tyrosinase Gen (C-Genlokus) vor, kommt es zu abgeschwächter Aktivität der Tyrosinase und zu Aufhellungen im Phäomelanin (Buff/Creme) bis hin zum Fehlen von Phäomelanin (Weiß)

Rot

?? B. C. D. ee kk P. SS rnrn
Gold, d.e.

?? bb C. D. ee kk P. SS rnrn
Buff

?? bb cdcd D. ee kk P. SS rnrn
Creme, d.e.

?? bb cdcr/cdca D. ee kk P. SS rnrn
Weiß, d.e.
?? bb crcr D. ee kk P. SS rnrn

Warum schreibt man im Genotyp bei einfarbigen Meerschweinchen der Phäomelaninreihe bei den Allelen der A-Reihe gerne ein Fragezeichen?

Weil man den Genotyp im Phänotyp nicht erkennen kann.

Einfarbige Meerschweinchen der Phäomelaninreihe können theoretisch jedes Allel der A-Reihe dort stehen haben, also sowohl A, als auch ar, als auch at oder a. Sie sehen phänotypisch alle gleich aus!

Das kommt daher, das bei den Allelen A, ar und at zwar ASIP (Agouti-signaling-Protein) gebildet wird, dieses Protein aber ja auch an den MC-1 Rezeptor bindet und dieser Rezeptor ist bei den einfarbigen Meerschweinchen der Phäomelaninreihe nicht vorhanden.

Die Allele A, ar und at der A-Reihe sieht man nur, wenn ein MC-1 Rezeptor auf den Melanozyten vorhanden ist, also bei Allel E oder ep. Nur dann kann auch Eumelanin gebildet werden und die Bänderung der Haare wird sichtbar.

Deshalb sagt man bei einfarbigen Tieren der Phäomelaninreihe auch gerne, dass sie "verdeckte Agouti-/Argentes, verdeckte Solid Agouti-/Argentes oder verdeckte Tans sein können, da man diese Allele im Phänotyp nicht sieht.

Gold-Weiß

?? bb C. D. ee kk P. ss rnrn

Einfarbige Tiere der Phäomelaninreihe züchtet man auch gerne zusammen mit dem Scheckungsfaktor ss, dann erhält man zweifarbige Tiere, die eine Farbe der Phäomelaninreihe zeigen und weiße Farbfelder, die durch den Scheckungsfaktor verursacht werden, z.B. Gold-Weiß. Selbstverständlich können auch diese zweifarbigen Tiere "verdeckte Agoutis" sein.