A kutyáknak és az embereknek hosszú közös története van, de mennyire vagyunk egyformák valójában? Amikor felfedezték a DNS szerkezetét, és képessé váltunk emberi és állati genom szekvenálására, nem volt nagy meglepetés, amikor megtudtuk, hogy sok közös vonásunk van állatbarátainkkal. Az emberek és az állatok óriási mennyiségű közös genetikai anyagon osztoznak. Az a tény, hogy nagy mennyiségű DNS-t osztunk meg a majmokkal, érthető. Méghozzá kiszámítható. De az igazság az, hogy hatalmas mennyiségű DNS-t megosztunk más nem főemlősökkel is. Valójában meglepheti, hogya kutyák osztoznak DNS-ünk 84%-án! Valamivel több, mint az egerekkel közös 80%, és sokkal kevesebb, mint a 98% csimpánzok.
Mi az a DNS?
A dezoxiribonukleinsav (DNS) a sejtek magjában található szerves molekula. Minden élő szervezet genetikai utasításait tartalmazza. A DNS az a molekula, amely a sejtekben genetikai információt kódol, és adeninből, citozinból, timinből és guaninból áll. A DNS-molekulák nagyon stabilak, mivel két komplementer szálból állnak, amelyek kettős hélixet alkotnak. A sejtosztódás során a DNS megkettőződik, és fehérjéket hoz létre, amelyek számos fizikai funkcióhoz nélkülözhetetlenek.
Mi az a genom?
A genomok olyan DNS-szekvenciák, amelyek tartalmazzák az élőlények felépítéséhez és fenntartásához szükséges összes genetikai utasítást, beleértve az embereket is. A genom a szervezetben jelenlévő gének teljes halmaza. Minden örökletes tulajdonságot tartalmaz, és meghatározza, hogy egy szervezet milyen fizikai és viselkedési jellemzőkkel rendelkezik. Körülbelül 20 000 gén alkotja a genomot, amely fehérjéket kódoló DNS-szekvenciákból áll.
Mi az a DNS-szekvenálás?
A nukleotidok olyan szerves molekulák, amelyek gének és fehérjék szerkezetét alkotják. A DNS-szekvenálás a DNS-molekulában lévő nukleotidok szekvenciájának meghatározására szolgáló technika. Ehhez egy DNS-molekulát kisebb darabokra vágnak, majd templátként használják egy adott RNS-szálhoz, amelyet a DNS-hez illeszkedő komplementer szálról másoltak le. Ez az RNS ezután képes illeszkedni minden DNS-darabhoz, és lassan, egy-egy betűvel leolvasható.
Honnan tudhatjuk, hogy két faj DNS-ének hány százaléka osztozik?
A legpontosabb módszer annak meghatározására, hogy a DNS hány százaléka osztozik két faj között, ha összehasonlítjuk a teljes DNS-szekvenciáikat (vagy genomjukat) egymással. Egy állat teljes DNS-szekvenciájának meghatározása azonban nehéz feladat, amely jelentős időt és erőfeszítést igényel. Ehhez rengeteg felszerelésre, erőforrásra és finanszírozásra van szükség.
Mikor szekvenálták az emberi genomot?
2001-ben, tíz évnyi kutatás után először publikáltak egy teljes emberi genomot. Bár a genetikai technológiák azóta sokkal olcsóbbak, gyorsabbak és jobbak lettek, egy faj DNS-ének szekvenálása továbbra is kihívást jelent. Minden évben új állatgenomokat tanulmányozunk, szekvenálunk, és adunk hozzá tudásunkhoz a bolygó életéről.
Mikor szekvenálták a kutya genomját?
A kutya genomját először 2005-ben szekvenálták – a kiválasztott állat egy Tasha nevű fajtatiszta nőstény boxer volt. Általánosságban elmondható, hogy a kutya genomja a kutya genetikai anyagának felépítésének tervrajza – a kutya által mutatott összes tulajdonságot és viselkedést a génjei sorrendje és tartalma határozza meg. A kutya genomjának 2005-ös feltérképezése mérföldkő volt ezen állat biológiájának megértésében, mivel betekintést nyújtott evolúciós történetébe és az emberekkel való kapcsolatába.
Szükséged van egy teljes genomra, hogy megértsd, milyen kapcsolatban van két állat?
Nem kell két lény teljes genomját szekvenálnod ahhoz, hogy általános képet kapj a rokonságról. Ami azt illeti, a tudósok már jóval azelőtt előrejelzéseket készítettek, hogy az emberek milyen közeli rokonságban állnak más állatokkal, jóval azelőtt, hogy a genomokat még szekvenálták volna. Ennek az az oka, hogy megbecsülhető, hogy a két faj DNS-e mennyire hasonló a DNS-ük teljes szekvenciájának ismerete nélkül.
Miért hasonlítják össze a tudósok a különböző fajok genomjait?
A tudósok gyakran hasonlítják össze a különböző fajok genomjait, hogy megállapítsák, van-e közös őse, vagy hogy az egyik faj genetikailag közelebb áll-e a másikhoz. Az emberek és a neandervölgyiek összehasonlítása például megfelelő lehet, mert feltételezik, hogy az emberek a neandervölgyiek leszármazottai. A tudósok az összehasonlítást arra használják, hogy következtessenek a származásra és az evolúcióra. A genomok tanulmányozása segíthet a kutatóknak megérteni, hogy a gének hogyan befolyásolják a tulajdonságokat. Az emberi gének összehasonlítása hasonló állati génekkel segíthet meghatározni működésüket. Ezt az információt felhasználhatjuk az adott faj és az ember betegségeinek megismerésére.
Mire tanítanak minket a DNS hasonlóságai és különbségei?
Az evolúciót is megismerhetjük, ha megvizsgáljuk a fajok közötti DNS hasonlóságokat vagy különbségeket, és ennek eredményeként láthatjuk, hogy mely gének maradnak változatlanok és melyek változnak az idő múlásával. A DNS összehasonlítása elárulja fajunk evolúcióját. Ahogy az életformák fejlődnek, DNS-ük megváltozik. A DNS replikációja során fellépő mutációk okozzák ezeket a változásokat. A hasonlóság két organizmus közötti szoros kapcsolatra utalhat, és azt is megmondhatja, hogy két szervezetnek van-e közös őse.
Mit tudtunk meg a kutyákról és az emberekről a DNS-kutatás révén?
A kutyák és az emberek a DNS-ük 84%-án osztoznak, így a kutyák ideális állatok az emberi betegségek folyamatainak tanulmányozására. A kutatókat különösen a kutyákat és az embereket egyaránt érintő betegségek érdeklik – az embereket és kutyás barátaikat egyaránt érinti a retinabetegség, a szürkehályog és a retinitis pigmentosa. A tudósok tanulmányozzák és kutatják ezeknek a betegségeknek a kezelését kutyákon, abban a reményben, hogy ezek az emberek számára is hasznosak lesznek.
A kutyákat rák, epilepszia és allergia miatt is tanulmányozzák és kezelik annak érdekében, hogy sikeresebb kezelést fejlesszenek ki az emberek számára. Érdekes megjegyezni, hogy a kutyákban előforduló genetikai betegségek több mint 58%-a közvetlen megfelelője az ugyanazon gének mutációi által okozott emberi betegségeknek.
Milyen gének osztoznak a kutyák és az emberek között?
Két kutyás háziasításra került sor 10 000 és 30 000 évvel ezelőtt, amikor az emberek megszelídítették a farkasokat, és különféle fajtájú kutyákká változtatták belőlük, így a legmagasabb fokú szocialitású kutyákat megtartották további tenyésztésre. Ma már tudjuk, hogy a társas viselkedéshez kapcsolódó gének egy része a kutyák és az emberek között is megoszlik, és a kutyás modellek tanulmányozása révén a tudósok azt remélik, hogy jobban megértik az emberek bizonyos szociális rendellenességeit.
A macskák vagy a kutyák közelebbi kapcsolatban állnak az emberekkel?
Mindkét esetben ezek a lények olyan magas szintű intelligenciát fejlesztettek ki, amely lehetővé tette számukra, hogy évszázadok óta együtt éljenek az emberekkel. Bár azt gondolhatnánk, hogy a kutyák az evolúció szempontjából közelebb állnak az emberhez, kiderül, hogy a macskák valójában a DNS-ünk 90,2%-án osztoznak. Bár úgy érezheti, hogy a kutyák mélyebben megértenek bennünket, meglepő módon genetikailag a macskák állnak közelebb hozzánk.
Milyen fajjal osztjuk meg a legtöbb DNS-t?
Legközelebbi rokonaink a Hominidae családba tartozó majmok. Ebbe a családba tartoznak az orangutánok, csimpánzok, gorillák és bonobók. Az emberek DNS-ük 98,8%-án osztoznak a bonobókkal és csimpánzokkal, míg a gorillák és az emberek 98,4%-ban ugyanazt a DNS-t tartalmazzák. A DNS-beli különbségek azonban nőnek, ha elkezdjük megvizsgálni azokat a majmokat, amelyek nem Afrikában őshonosak. Például az emberek és az orangutánok DNS-ének csak 96,9%-a azonos. Az emberek legközelebbi élő rokonaiként a csimpánzokat és a bonobókat alaposan tanulmányozták különböző kutatási körülmények között.
Következtetés
Összefoglalva, az állatok DNS-kutatása egy feltörekvő terület, amely hihetetlen betekintést nyújt a bolygó életének fejlődésébe. Ha közel érzi magát a kutyájához, az nem meglepő! A szemfogak és az emberszabásúak együtt fejlődtek évezredek óta, és Ön megosztja kedvencével DNS-ének 84%-át. A kutyák már most is sokat tesznek értünk, és most a kutya DNS szekvenálása új perspektívákat ad a tudósoknak a betegségek, a genomika, a genetika és az evolúció kutatásában.
