Šunys ir žmonės turi ilgą bendrą istoriją, bet kuo mes iš tikrųjų panašūs? Kai buvo atrasta DNR struktūra ir įgijome galimybę sekti tiek žmonių, tiek gyvūnų genomus, nebuvo labai netikėta sužinoti, kad su draugais gyvūnais turime daug bendro. Žmonės ir gyvūnai turi milžinišką bendrą genetinės medžiagos kiekį. Suprantama, kad su beždžionėmis dalijamės daugybe DNR. Netgi nuspėjama. Tačiau tiesa ta, kad mes taip pat dalijamės dideliais DNR kiekiais su kitais ne primatais. Tiesą sakant, galite nustebti sužinoję, kadšunys dalijasi 84 % mūsų DNR! Šiek tiek daugiau nei 80 %, kuriais dalijamės su pelėmis ir daug mažiau nei 98 %, su kuriais dalijamės šimpanzės.
Kas yra DNR?
Deoksiribonukleorūgštis (DNR) yra organinė molekulė, randama ląstelių branduolyje. Jame yra visų gyvų organizmų genetinės instrukcijos. DNR yra molekulė, koduojanti genetinę informaciją ląstelėse ir sudaryta iš adenino, citozino, timino ir guanino. DNR molekulės yra labai stabilios, nes jas sudaro dvi viena kitą papildančios grandinės, kurios sudaro dvigubą spiralę. Ląstelių dalijimosi metu DNR dubliuojasi ir sukuria b altymus, kurie yra būtini daugeliui fizinių funkcijų.
Kas yra genomas?
Genomai yra DNR sekos, kuriose yra visos genetinės instrukcijos, reikalingos gyviems daiktams, įskaitant žmones, kurti ir išlaikyti. Genomas yra visas organizme esančių genų rinkinys. Jame yra visi paveldimi bruožai ir priklauso, kokias fizines ir elgesio savybes turės organizmas. Apie 20 000 genų sudaro genomą, kurį sudaro DNR sekos, koduojančios b altymus.
Kas yra DNR sekos nustatymas?
Nukleotidai yra organinės molekulės, kurios sudaro genų ir b altymų struktūras. DNR sekos nustatymas yra metodas, leidžiantis nustatyti nukleotidų seką DNR molekulėje. Norėdami tai padaryti, DNR molekulė supjaustoma į mažesnius gabalus ir naudojama kaip šablonas tam tikrai RNR grandinei, kuri buvo nukopijuota iš DNR atitinkančios papildomos grandinės. Tada ši RNR gali sutapti su kiekviena DNR dalimi ir ją galima nuskaityti lėtai, po vieną raidę.
Kaip mes žinome, kiek procentų DNR dalijasi dvi rūšys?
Tiksliausias būdas tiksliai nustatyti, kiek procentų DNR dalijasi dvi rūšys, yra palyginti visas jų DNR sekas (arba genomus) tarpusavyje. Tačiau visos gyvūno DNR sekos nustatymas yra sunki užduotis, reikalaujanti daug laiko ir pastangų. Tam reikia daug įrangos, išteklių ir finansavimo.
Kada buvo nustatyta žmogaus genomo seka?
2001 m., po dešimties metų tyrimų, pirmą kartą buvo paskelbtas visas žmogaus genomas. Nors nuo to laiko genetinės technologijos tapo daug pigesnės, greitesnės ir geresnės, rūšies DNR sekos nustatymas vis dar yra iššūkis. Kiekvienais metais tiriami, sekvenuojami ir papildomi mūsų žinių apie gyvenimą šioje planetoje visuma nauji gyvūnų genomai.
Kada buvo nustatyta šuns genomo seka?
Šuns genomas pirmą kartą buvo sekvenuotas 2005 m. – pasirinktas konkretus gyvūnas buvo grynaveislė boksininkė Taša. Apskritai, šuns genomą galima vertinti kaip šuns genetinės medžiagos kūrimo planą – visus šuns bruožus ir elgesį lemia jo genų tvarka ir turinys. Šunų genomo kartografavimas 2005 m. buvo orientyras siekiant suprasti šio gyvūno biologiją, nes jis suteikė įžvalgos apie jo evoliucijos istoriją ir ryšį su žmonėmis.
Ar jums reikia viso genomo, kad suprastumėte, kaip susiję du gyvūnai?
Nereikia sekvenuoti viso dviejų būtybių genomo, kad susidarytumėte bendrą supratimą apie jų giminingumą. Tiesą sakant, mokslininkai jau rengė prognozes apie tai, kaip glaudžiai susiję žmonės buvo su kitais gyvūnais, dar ilgai prieš tai, kai buvo nustatyti genomai. Taip yra todėl, kad galima įvertinti, kiek panaši dviejų rūšių DNR yra net nežinant visos jų DNR sekos.
Kodėl mokslininkai lygina skirtingų rūšių genomus?
Mokslininkai dažnai lygina skirtingų rūšių genomus, kad nustatytų, ar yra bendras protėvis, ar viena rūšis yra genetiškai artimesnė kitai. Pavyzdžiui, žmonių ir neandertaliečių palyginimas gali būti tinkamas, nes yra hipotezė, kad žmonės kilę iš neandertaliečių. Mokslininkai naudoja palyginimą, norėdami nustatyti protėvius ir evoliuciją. Genomų tyrimas gali padėti mokslininkams suprasti, kaip genai veikia bruožus. Žmogaus genų palyginimas su panašiais gyvūnų genais gali padėti nustatyti jų funkciją. Tada galime naudoti šią informaciją, norėdami sužinoti apie tos rūšies ir žmonių ligas.
Ko mus moko DNR panašumai ir skirtumai?
Mes taip pat galime sužinoti apie evoliuciją, nagrinėdami DNR panašumus ar skirtumus tarp rūšių ir dėl to galime pamatyti, kurie genai išlieka tokie patys, o kurie keičiasi laikui bėgant. Palyginus DNR, sužinome apie mūsų rūšies evoliuciją. Vystantis gyvybės formoms keičiasi jų DNR. Šiuos pokyčius sukelia mutacijos, kurios atsiranda, kai DNR replikuojasi. Panašumas gali rodyti glaudų ryšį tarp dviejų organizmų, taip pat gali pasakyti, ar du organizmai turi bendrą protėvį.
Ką sužinojome apie šunis ir žmones per DNR tyrimus?
Šunys ir žmonės dalijasi 84 % savo DNR, todėl šunys yra idealūs gyvūnai žmonių ligų procesams tirti. Mokslininkus ypač domina ligos, kuriomis serga ir šunys, ir žmonės – žmonės ir jų draugai šunys kenčia nuo tinklainės ligų, kataraktos ir pigmentinio retinito. Mokslininkai tiria ir tiria šių šunų ligų gydymo būdus, tikėdamiesi, kad jie bus naudingi ir žmonėms.
Šunys taip pat tiriami ir gydomi nuo vėžio, epilepsijos ir alergijų, kad būtų sukurtas sėkmingesnis gydymas žmonėms. Įdomu pastebėti, kad daugiau nei 58 % šunų genetinių ligų yra tiesioginės žmonių ligų, kurias sukelia tų pačių genų mutacijos, ekvivalentai.
Kokie genai yra bendri šunims ir žmonėms?
Du šunų prijaukinimo atvejai įvyko prieš 10 000–30 000 metų, kai žmonės prisijaukino vilkus ir pavertė juos įvairių veislių šunimis, o tuos, kurių socialumas buvo aukščiausias, pasilikdavo tolesniam veisimui. Dabar žinome, kad kai kuriuos su socialiniu elgesiu susijusius genus dalijasi šunys ir žmonės, o tyrinėdami šunų modelius mokslininkai tikisi geriau suprasti tam tikrus žmonių socialinius sutrikimus.
Ar katės ar šunys yra labiau susiję su žmonėmis?
Abiem atvejais šie padarai išvystė aukštą intelekto lygį, kuris leido jiems šimtmečius gyventi kartu su žmonėmis. Nors galite manyti, kad evoliucijos požiūriu šunys yra arčiau žmonių, pasirodo, kad katės iš tikrųjų dalijasi 90,2% mūsų DNR. Nors jums gali atrodyti, kad šunys mus supranta giliau, stebėtinai genetiškai arčiau mūsų yra katės.
Su kokiomis rūšimis dažniausiai dalijamės DNR?
Mūsų artimiausi giminaičiai yra Hominidae šeimos didžiosios beždžionės. Šiai šeimai priklauso orangutanai, šimpanzės, gorilos ir bonobos. Žmonės 98,8% savo DNR dalijasi su bonobais ir šimpanzėmis, o gorilos ir žmonės turi 98,4% tos pačios DNR. Tačiau DNR skirtumai didėja, kai pradedame žiūrėti į beždžiones, kurių gimtinė nėra Afrika. Pavyzdžiui, tik 96,9% žmonių ir orangutanų DNR yra vienodi. Šimpanzės ir bonobos, kaip artimiausi gyvi žmonių giminaičiai, buvo plačiai tiriamos įvairiose tyrimų vietose.
Išvada
Apibendrinant galima pasakyti, kad gyvūnų DNR tyrimai yra nauja sritis, kuri suteiks neįtikėtiną įžvalgą apie gyvybės evoliuciją šioje planetoje. Jei jaučiatės artimi savo šuniui, tai nenuostabu! Šunys ir hominidai kartu vystėsi tūkstantmečius, o jūs su savo augintiniu dalijatės 84% savo DNR. Šunys jau tiek daug dėl mūsų daro, o dabar šunų DNR sekos nustatymas suteikia mokslininkams naujų perspektyvų ligų, genomikos, genetikos ir evoliucijos tyrimams.
