Кучетата и хората имат дълга обща история, но колко си приличаме всъщност? Когато беше открита структурата на ДНК и придобихме способността да секвенираме както човешки, така и животински геноми, не беше голяма изненада да научим, че имаме много общо с нашите приятели животни. Хората и животните споделят огромно количество общ генетичен материал. Фактът, че споделяме големи количества ДНК с маймуните, е разбираем. Дори предсказуемо. Но истината е, че споделяме огромни количества ДНК и с други, които не са примати. Всъщност може да се изненадате да разберете, чекучетата споделят 84% от нашето ДНК! Малко повече от 80%, които споделяме с мишките, и много по-малко от 98%, които споделяме с шимпанзета.
Какво е ДНК?
Дезоксирибонуклеиновата киселина (ДНК) е органична молекула, намираща се в ядрото на клетките. Той съдържа генетичните инструкции за всички живи организми. ДНК е молекулата, която кодира генетичната информация в клетките и се състои от аденин, цитозин, тимин и гуанин. ДНК молекулите са много стабилни, тъй като са изградени от две допълващи се вериги, които образуват двойна спирала. По време на клетъчното делене ДНК се дублира и създава протеини, които са от съществено значение за много физически функции.
Какво е геном?
Геномите са последователности от ДНК, които съдържат всички генетични инструкции, необходими за изграждане и поддържане на живи същества, включително хора. Геномът е пълният набор от гени, присъстващи в даден организъм. Той съдържа всички наследствени черти и определя какви физически и поведенчески характеристики ще има един организъм. Около 20 000 гена образуват геном, който се състои от ДНК последователности, които кодират протеини.
Какво е секвениране на ДНК?
Нуклеотидите са органични молекули, които образуват структурите за гени и протеини. ДНК секвенирането е техника за определяне на последователността на нуклеотидите в ДНК молекула. За да направите това, една ДНК молекула се нарязва на по-малки парчета и след това се използва като шаблон за определена верига от РНК, която е копирана от съвпадащата допълнителна верига на ДНК. След това тази РНК може да съвпадне с всяка част от ДНК и може да бъде разчетена бавно, буква по буква.
Как да разберем какъв процент от ДНК споделят два вида?
Най-точният начин да се определи какъв точно процент от ДНК се споделя от два вида е да се сравнят техните пълни ДНК последователности (или геноми) един с друг. Определянето на цялата ДНК последователност на животно обаче е трудна задача, която отнема значително време и усилия. Изисква много оборудване, ресурси и финансиране за това.
Кога е секвениран човешкият геном?
През 2001 г., след десет години изследвания, за първи път беше публикуван пълен човешки геном. Въпреки че оттогава генетичните технологии са станали много по-евтини, по-бързи и по-добри, секвенирането на ДНК на даден вид все още остава предизвикателство. Всяка година нови животински геноми се изучават, секвенират и добавят към нашите знания за живота на тази планета.
Кога е секвениран геномът на кучето?
Геномът на кучето беше секвениран за първи път през 2005 г. - конкретното избрано животно беше чистокръвна женска боксьорка на име Таша. Като цяло геномът на кучето може да се разглежда като план за изграждане на генетичния материал на кучето - всички черти и поведение, които се проявяват от кучето, се определят от реда и съдържанието на неговите гени. Картографирането на кучешкия геном през 2005 г. беше забележителност в разбирането на биологията на това животно, тъй като даде представа за неговата еволюционна история и връзката му с хората.
Нуждаете ли се от цял геном, за да разберете доколко са свързани две животни?
Не е нужно да сте секвенирали целия геном на две същества, за да получите обща представа за това колко са свързани. В интерес на истината, учените вече събираха прогнози за това колко тясно са свързани хората с други животни много преди геномите дори да бъдат секвенирани. Това е така, защото е възможно да се оцени колко сходна е ДНК на двата вида, без дори да се знае пълната последователност на тяхната ДНК.
Защо учените сравняват геномите на различни видове?
Учените често сравняват геноми на различни видове, за да определят дали има общ прародител или дали един вид е генетично по-близък до друг. Сравнението между хората и неандерталците, например, може да е подходящо, защото се предполага, че хората са произлезли от неандерталците. Учените използват сравнението, за да направят извод за произхода и еволюцията. Изучаването на геномите може да помогне на изследователите да разберат как гените влияят върху чертите. Сравняването на човешки гени с подобни животински гени може да помогне да се определи тяхната функция. След това можем да използваме тази информация, за да научим за болестите при този вид, а също и при хората.
На какво ни учат приликите и разликите в ДНК?
Можем също да научим за еволюцията, като изследваме приликите или разликите в ДНК между видовете и в резултат на това можем да видим кои гени остават същите и кои се променят с времето. Сравняването на ДНК ни разказва за еволюцията на нашия вид. С развитието на формите на живот тяхната ДНК се променя. Мутациите, които възникват, когато ДНК се репликира, причиняват тези промени. Приликата може да подскаже тясна връзка между два организма и може също да ни каже дали два организма имат общ прародител.
Какво научихме за кучетата и хората чрез изследване на ДНК?
Кучетата и хората споделят 84% от своята ДНК, което прави кучетата идеални животни за изучаване на човешки болестни процеси. Изследователите са особено заинтересовани от заболявания, които засягат както кучетата, така и хората - хората и техните приятели кучета са засегнати от заболяване на ретината, катаракта и пигментен ретинит. Учените изучават и изследват лечения за тези заболявания при кучета с надеждата, че ще бъдат полезни и за хората.
Кучетата също се изследват и лекуват за рак, епилепсия и алергии, за да се разработи по-успешно лечение за хората. Интересно е да се отбележи, че повече от 58% от генетичните заболявания, присъстващи при кучета, са директни еквиваленти на човешки заболявания, причинени от мутации в същите гени.
Кои са някои от общите гени на кучетата и хората?
Два случая на опитомяване на кучета се случиха преди 10 000 и 30 000 години, когато хората опитомиха вълци и ги превърнаха в кучета от различни породи, като запазиха тези с най-висока степен на социалност за по-нататъшно размножаване. Сега знаем, че някои от гените, свързани със социалното поведение, се споделят от кучетата и хората и чрез изследването на кучешки модели учените се надяват да разберат по-добре определени социални разстройства при хората.
Котките или кучетата по-тясно ли са с хората?
И в двата случая тези същества са развили високо ниво на интелигентност, което им е позволило да живеят редом с хората от векове. Въпреки че може би си мислите, че кучетата са по-близо до хората по отношение на еволюцията, се оказва, че котките всъщност споделят 90,2% от нашето ДНК. Въпреки че може да смятате, че кучетата ни разбират по-дълбоко, котките са тези, които са изненадващо генетично по-близки до нас.
С кои видове споделяме най-много ДНК?
Нашите най-близки роднини са човекоподобните маймуни от семейство Hominidae. Към това семейство принадлежат орангутани, шимпанзета, горили и бонобо. Хората споделят 98,8% от своята ДНК с бонобо и шимпанзета, докато горилите и хората имат 98,4% от една и съща ДНК. Разликите в ДНК обаче се увеличават, след като започнем да разглеждаме маймуни, които не са местни в Африка. Например, само 96,9% от ДНК на хората и орангутаните е една и съща. Като най-близки живи роднини на хората, шимпанзетата и бонобото са изследвани обстойно в различни изследователски среди.
Заключение
В заключение, изследванията на ДНК на животни са нововъзникваща област, която ще предостави невероятна представа за еволюцията на живота на тази планета. Ако се чувствате близо до кучето си, не е изненада! Кучетата и хоминидите са еволюирали заедно в продължение на хилядолетия и вие споделяте цели 84% от вашето ДНК с вашия домашен любимец. Кучетата вече правят толкова много за нас и сега секвенирането на кучешката ДНК дава на учените нови перспективи за изследванията в областта на болестите, геномиката, генетиката и еволюцията.
