Psi i ljudi imaju dugu zajedničku povijest, ali koliko smo zapravo slični? Kada je struktura DNK otkrivena i kada smo stekli sposobnost sekvenciranja ljudskog i životinjskog genoma, nije bilo veliko iznenađenje saznati da imamo mnogo toga zajedničkog s našim životinjskim prijateljima. Ljudi i životinje dijele ogromnu količinu zajedničkog genetskog materijala. Činjenica da dijelimo velike količine DNK s majmunima je razumljiva. Čak i predvidljivo. Ali istina je da također dijelimo ogromne količine DNK s drugim neprimatima. Zapravo, možda ćete se iznenaditi kada znate dapsi dijele 84% našeg DNK! Nešto više od 80% koje dijelimo s miševima i daleko manje od 98% koje dijelimo s čimpanze.
Što je DNK?
Deoksiribonukleinska kiselina (DNK) je organska molekula koja se nalazi u jezgri stanica. Sadrži genetske upute za sve žive organizme. DNK je molekula koja kodira genetske informacije u stanicama i sastoji se od adenina, citozina, timina i gvanina. Molekule DNK vrlo su stabilne jer se sastoje od dva komplementarna lanca koji tvore dvostruku spiralu. Tijekom diobe stanica, DNK se duplicira i stvara proteine koji su neophodni za mnoge fizičke funkcije.
Što je genom?
Genomi su sekvence DNK koje sadrže sve genetske upute potrebne za izgradnju i održavanje živih bića, uključujući ljude. Genom je kompletan skup gena prisutnih u organizmu. Sadrži sve nasljedne osobine i određuje koje će fizičke i bihevioralne značajke imati organizam. Oko 20 000 gena čini genom koji se sastoji od sekvenci DNK koje kodiraju proteine.
Što je DNK sekvenciranje?
Nukleotidi su organske molekule koje tvore strukture za gene i proteine. Sekvenciranje DNA je tehnika za određivanje slijeda nukleotida u molekuli DNA. Da bi se to postiglo, molekula DNK se reže na manje dijelove i zatim koristi kao predložak za određeni lanac RNA koji je kopiran iz odgovarajućeg komplementarnog lanca DNK. Ta se RNK tada može uskladiti sa svakim dijelom DNK i može se polako očitati, jedno po jedno slovo.
Kako da znamo koliki postotak DNK dijele dvije vrste?
Najprecizniji način da točno odredite koliki postotak DNK dijele dvije vrste je međusobna usporedba njihovih kompletnih DNK sekvenci (ili genoma). Međutim, određivanje cijelog slijeda DNK životinje težak je zadatak koji zahtijeva dosta vremena i truda. Za to je potrebna velika količina opreme, resursa i financijskih sredstava.
Kada je sekvenciran ljudski genom?
2001. godine, nakon deset godina istraživanja, prvi put je objavljen potpuni ljudski genom. Iako su genetske tehnologije od tada postale puno jeftinije, brže i bolje, sekvenciranje DNK vrste i dalje ostaje izazov. Svake godine novi životinjski genomi se proučavaju, sekvencioniraju i dodaju našem tijelu znanja o životu na ovoj planeti.
Kada je sekvenciran pseći genom?
Pseći genom je prvi put sekvencioniran 2005. - određena životinja bila je čistokrvna boksačica po imenu Tasha. Općenito, genom psa može se promatrati kao nacrt za izgradnju psećeg genetskog materijala - sve osobine i ponašanja koja pas pokazuje određeni su redoslijedom i sadržajem njegovih gena. Mapiranje psećeg genoma 2005. bilo je prekretnica u razumijevanju biologije ove životinje budući da je pružilo uvid u njezinu evolucijsku povijest i odnos s ljudima.
Trebate li cijeli genom da biste razumjeli koliko su dvije životinje povezane?
Ne morate imati sekvencioniranje cijelog genoma dvaju stvorenja da biste dobili opći dojam o njihovom srodstvu. Zapravo, znanstvenici su već sastavljali predviđanja o tome koliko su ljudi blisko povezani s drugim životinjama mnogo prije nego što je bilo koji genom uopće sekvenciran. To je zato što je moguće procijeniti koliko je slična DNK dviju vrsta čak i bez poznavanja potpune sekvence njihove DNK.
Zašto znanstvenici uspoređuju genome različitih vrsta?
Znanstvenici često uspoređuju genome različitih vrsta kako bi utvrdili postoji li zajednički predak ili je jedna vrsta genetski bliža drugoj. Usporedba između ljudi i neandertalaca, na primjer, može biti prikladna jer postoji hipoteza da ljudi potječu od neandertalaca. Znanstvenici koriste tu usporedbu kako bi zaključili o podrijetlu i evoluciji. Proučavanje genoma može pomoći istraživačima da razumiju kako geni utječu na osobine. Usporedba ljudskih gena sa sličnim životinjskim genima može pomoći u određivanju njihove funkcije. Zatim možemo upotrijebiti te informacije kako bismo naučili o bolestima kod te vrste i kod ljudi.
Čemu nas uče sličnosti i razlike u DNK?
Također možemo učiti o evoluciji ispitivanjem sličnosti ili razlika u DNK između vrsta i kao rezultat toga možemo vidjeti koji geni ostaju isti, a koji se mijenjaju tijekom vremena. Usporedba DNK nam govori o evoluciji naše vrste. Kako se životni oblici razvijaju, njihov se DNK mijenja. Mutacije, koje se javljaju kada se DNK replicira, uzrokuju ove promjene. Sličnost može sugerirati blizak odnos između dva organizma, a također nam može reći imaju li dva organizma zajedničkog pretka.
Što smo naučili o psima i ljudima kroz istraživanje DNK?
Psi i ljudi dijele 84% svoje DNK, što pse čini idealnim životinjama za proučavanje procesa bolesti kod ljudi. Istraživači su posebno zainteresirani za bolesti koje pogađaju i pse i ljude - ljudi i njihovi prijatelji psi oboljeli su od bolesti mrežnice, katarakte i retinitis pigmentosa. Znanstvenici proučavaju i istražuju načine liječenja ovih bolesti kod pasa u nadi da će biti korisni i za ljude.
Psi se također proučavaju i liječe od raka, epilepsije i alergija, kako bi se razvilo uspješnije liječenje za ljude. Zanimljivo je primijetiti da je više od 58% genetskih bolesti prisutnih kod pasa izravni ekvivalent ljudskih bolesti uzrokovanih mutacijama u istim genima.
Koji su neki od gena koje dijele psi i ljudi?
Dva slučaja pripitomljavanja pasa dogodila su se prije 10 000 do 30 000 godina kada su ljudi pripitomili vukove i pretvorili ih u pse različitih pasmina, zadržavajući one s najvećim stupnjem društvenosti za daljnji uzgoj. Sada znamo da su neki geni povezani s društvenim ponašanjem zajednički psima i ljudima, a proučavanjem psećih modela znanstvenici se nadaju da će bolje razumjeti određene društvene poremećaje kod ljudi.
Jesu li mačke ili psi bliži ljudima?
U oba slučaja, ova su stvorenja razvila visoku razinu inteligencije koja im je omogućila da stoljećima žive uz ljude. Iako možda mislite da su psi evolucijski bliži ljudima, ispada da mačke zapravo dijele 90,2% našeg DNK. Iako možda mislite da nas psi dublje razumiju, mačke su te koje su nam, iznenađujuće, genetski bliže.
S kojim vrstama dijelimo najviše DNK?
Naši najbliži rođaci su veliki čovjekoliki majmuni iz obitelji Hominidae. Ovoj obitelji pripadaju orangutani, čimpanze, gorile i bonoboi. Ljudi dijele 98,8% svoje DNK s bonoboima i čimpanzama, dok gorile i ljudi imaju 98,4% iste DNK. Međutim, razlike u DNK se povećavaju kada počnemo promatrati majmune koji nisu porijeklom iz Afrike. Na primjer, samo 96,9% DNK kod ljudi i orangutana je isto. Kao najbliži živući srodnici ljudi, čimpanze i bonoboi opsežno su proučavani u različitim istraživačkim okruženjima.
Zaključak
U zaključku, istraživanje DNK životinja novo je polje koje će pružiti nevjerojatan uvid u evoluciju života na ovoj planeti. Ako se osjećate blisko sa svojim psom, to nije iznenađenje! Očnjaci i hominidi zajedno su evoluirali tisućljećima i vi dijelite nevjerojatnih 84% svoje DNK sa svojim ljubimcem. Psi već čine toliko toga za nas, a sada sekvenciranje pseće DNK daje znanstvenicima nove perspektive u istraživanju bolesti, genomike, genetike i evolucije.
