Psy i ludzie mają długą wspólną historię, ale jak bardzo jesteśmy do siebie podobni? Kiedy odkryto strukturę DNA i uzyskaliśmy umiejętność sekwencjonowania genomów zarówno ludzkich, jak i zwierzęcych, nie było wielkim zaskoczeniem, gdy okazało się, że mamy wiele wspólnego z naszymi zwierzęcymi przyjaciółmi. Ludzie i zwierzęta mają ze sobą ogromną ilość wspólnego materiału genetycznego. Fakt, że dzielimy duże ilości DNA z małpami, jest zrozumiały. Nawet przewidywalny. Ale prawda jest taka, że dzielimy ogromne ilości DNA z innymi naczelnymi. W rzeczywistości możesz być zaskoczony, wiedząc, żepsy mają 84% naszego DNA! Nieco więcej niż 80%, które dzielimy z myszami i znacznie mniej niż 98%, które dzielimy z myszami szympansy.
Co to jest DNA?
Kwas dezoksyrybonukleinowy (DNA) to cząsteczka organiczna występująca w jądrze komórkowym. Zawiera instrukcje genetyczne dla wszystkich żywych organizmów. DNA jest cząsteczką, która koduje informację genetyczną w komórkach i składa się z adeniny, cytozyny, tyminy i guaniny. Cząsteczki DNA są bardzo stabilne, ponieważ składają się z dwóch uzupełniających się nici, które tworzą podwójną helisę. Podczas podziału komórki DNA powiela się i tworzy białka, które są niezbędne do wielu funkcji fizycznych.
Co to jest genom?
Genomy to sekwencje DNA, które zawierają wszystkie instrukcje genetyczne potrzebne do budowy i utrzymania żywych organizmów, w tym ludzi. Genom to kompletny zestaw genów obecnych w organizmie. Zawiera wszystkie cechy dziedziczne i określa, jakie cechy fizyczne i behawioralne będzie miał organizm. Około 20 000 genów tworzy genom, który składa się z sekwencji DNA kodujących białka.
Co to jest sekwencjonowanie DNA?
Nukleotydy to cząsteczki organiczne, które tworzą struktury genów i białek. Sekwencjonowanie DNA to technika określania sekwencji nukleotydów w cząsteczce DNA. W tym celu cząsteczka DNA jest cięta na mniejsze kawałki, a następnie używana jako matryca dla określonej nici RNA, która została skopiowana z pasującej komplementarnej nici DNA. Ten RNA jest następnie w stanie dopasować się do każdego fragmentu DNA i można go powoli odczytać, jedna litera na raz.
Skąd wiemy, jaki procent DNA mają dwa gatunki?
Najdokładniejszym sposobem dokładnego określenia, jaki procent DNA jest wspólny dla dwóch gatunków, jest porównanie ich kompletnych sekwencji DNA (lub genomów) między sobą. Jednak określenie całej sekwencji DNA zwierzęcia jest trudnym zadaniem, które wymaga znacznego czasu i wysiłku. Wymaga to ogromnej ilości sprzętu, zasobów i funduszy.
Kiedy zsekwencjonowano ludzki genom?
W 2001 roku, po dziesięciu latach badań, po raz pierwszy opublikowano kompletny ludzki genom. Mimo że od tego czasu technologie genetyczne stały się znacznie tańsze, szybsze i lepsze, sekwencjonowanie DNA gatunku nadal pozostaje wyzwaniem. Każdego roku nowe genomy zwierząt są badane, sekwencjonowane i dodawane do naszej wiedzy o życiu na tej planecie.
Kiedy zsekwencjonowano genom psa?
Genom psa został po raz pierwszy zsekwencjonowany w 2005 roku – wybranym zwierzęciem była rasowa bokserka o imieniu Tasha. Ogólnie rzecz biorąc, genom psa można postrzegać jako plan budowy materiału genetycznego psa - wszystkie cechy i zachowania psa są określone przez kolejność i zawartość jego genów. Mapowanie psiego genomu w 2005 roku było kamieniem milowym w zrozumieniu biologii tego zwierzęcia, ponieważ dostarczyło wglądu w jego historię ewolucyjną i związek z ludźmi.
Czy potrzebujesz całego genomu, aby zrozumieć, jak spokrewnione są dwa zwierzęta?
Nie musisz sekwencjonować całego genomu dwóch stworzeń, aby uzyskać ogólne pojęcie o ich pokrewieństwie. W rzeczywistości naukowcy już zbierali prognozy dotyczące tego, jak blisko spokrewnieni byli ludzie z innymi zwierzętami na długo przed sekwencjonowaniem jakichkolwiek genomów. Dzieje się tak dlatego, że można oszacować, jak podobne jest DNA obu gatunków, nie znając nawet pełnej sekwencji ich DNA.
Dlaczego naukowcy porównują genomy różnych gatunków?
Naukowcy często porównują genomy różnych gatunków, aby ustalić, czy istnieje wspólny przodek lub czy jeden gatunek jest genetycznie bliższy drugiemu. Na przykład porównanie między ludźmi a neandertalczykami może być odpowiednie, ponieważ zakłada się, że ludzie pochodzą od neandertalczyków. Naukowcy używają porównania, aby wywnioskować o pochodzeniu i ewolucji. Badanie genomów może pomóc naukowcom zrozumieć, w jaki sposób geny wpływają na cechy. Porównanie ludzkich genów z podobnymi genami zwierzęcymi może pomóc w określeniu ich funkcji. Możemy następnie wykorzystać te informacje, aby dowiedzieć się o chorobach tego gatunku, a także ludzi.
Czego uczą nas podobieństwa i różnice w DNA?
Możemy również dowiedzieć się o ewolucji, badając podobieństwa lub różnice w DNA między gatunkami, dzięki czemu możemy zobaczyć, które geny pozostają takie same, a które zmieniają się w czasie. Porównanie DNA mówi nam o ewolucji naszego gatunku. Wraz z ewolucją form życia zmienia się ich DNA. Mutacje, które występują podczas replikacji DNA, powodują te zmiany. Podobieństwo może sugerować bliski związek między dwoma organizmami, a także może nam powiedzieć, czy dwa organizmy mają wspólnego przodka.
Czego dowiedzieliśmy się o psach i ludziach dzięki badaniom DNA?
Psy i ludzie mają wspólne 84% DNA, co czyni psy idealnymi zwierzętami do badania procesów chorobowych u ludzi. Naukowcy są szczególnie zainteresowani chorobami, które dotykają zarówno psy, jak i ludzi - ludzie i ich psi przyjaciele cierpią na choroby siatkówki, zaćmę i barwnikowe zwyrodnienie siatkówki. Naukowcy badają i badają metody leczenia tych chorób u psów w nadziei, że będą one korzystne również dla ludzi.
Psy są również badane i leczone pod kątem raka, epilepsji i alergii, aby opracować skuteczniejsze leczenie ludzi. Warto zauważyć, że ponad 58% chorób genetycznych występujących u psów to bezpośrednie odpowiedniki chorób ludzkich spowodowanych mutacjami w tych samych genach.
Jakie geny mają psy i ludzie?
Dwa przypadki udomowienia psów miały miejsce między 10 000 a 30 000 lat temu, kiedy ludzie oswoili wilki i zamienili je w psy różnych ras, zachowując te o najwyższym stopniu uspołecznienia do dalszej hodowli. Teraz wiemy, że niektóre geny związane z zachowaniami społecznymi są wspólne dla psów i ludzi, a dzięki badaniu psich modeli naukowcy mają nadzieję lepiej zrozumieć pewne zaburzenia społeczne u ludzi.
Czy koty czy psy są bliżej spokrewnione z ludźmi?
W obu przypadkach te stworzenia rozwinęły wysoki poziom inteligencji, który umożliwił im życie obok ludzi przez wieki. Chociaż można by pomyśleć, że psy są bliższe ludziom pod względem ewolucji, okazuje się, że koty w rzeczywistości dzielą 90,2% naszego DNA. Choć można odnieść wrażenie, że psy rozumieją nas głębiej, to właśnie koty są nam, o dziwo, genetycznie bliższe.
Z jakimi gatunkami dzielimy najwięcej DNA?
Naszymi najbliższymi krewnymi są małpy człekokształtne z rodziny Hominidae. Do tej rodziny należą orangutany, szympansy, goryle i bonobo. Ludzie dzielą 98,8% swojego DNA z bonobo i szympansami, podczas gdy goryle i ludzie mają 98,4% tego samego DNA. Jednak różnice w DNA zwiększają się, gdy zaczniemy przyglądać się małpom człekokształtnym, które nie pochodzą z Afryki. Na przykład tylko 96,9% DNA ludzi i orangutanów jest takie samo. Jako najbliżsi żyjący krewni ludzi, szympansy i bonobo były szeroko badane w różnych warunkach badawczych.
Zakończenie
Podsumowując, badania DNA zwierząt to nowa dziedzina, która zapewni niesamowity wgląd w ewolucję życia na tej planecie. Jeśli czujesz się blisko ze swoim psem, nie ma w tym nic dziwnego! Psy i hominidy wspólnie ewoluowały przez tysiąclecia, a ty dzielisz aż 84% swojego DNA ze swoim zwierzakiem. Psy już tak wiele dla nas robią, a teraz sekwencjonowanie psiego DNA daje naukowcom nowe perspektywy w badaniach nad chorobami, genomiką, genetyką i ewolucją.
