Psi in ljudje imamo dolgo skupno zgodovino, toda kako podobni smo si v resnici? Ko so odkrili strukturo DNK in smo pridobili sposobnost zaporedja človeških in živalskih genomov, ni bilo veliko presenečenje, ko smo izvedeli, da imamo veliko skupnega z našimi živalskimi prijatelji. Ljudje in živali si delimo ogromno skupnega genskega materiala. Dejstvo, da si z opicami delimo velike količine DNK, je razumljivo. Celo predvidljivo. Toda resnica je, da si velike količine DNK delimo tudi z drugimi neprimati. Pravzaprav boste morda presenečeni, ko veste, da sipsi delijo 84 % naše DNK! Nekoliko več kot 80 %, ki si jih delimo z mišmi, in veliko manj kot 98 %, ki si jih delimo z šimpanzi.
Kaj je DNK?
Deoksiribonukleinska kislina (DNK) je organska molekula, ki jo najdemo v jedru celic. Vsebuje genetska navodila za vse žive organizme. DNK je molekula, ki kodira genetske informacije v celicah in je sestavljena iz adenina, citozina, timina in gvanina. Molekule DNK so zelo stabilne, saj so sestavljene iz dveh komplementarnih verig, ki tvorita dvojno vijačnico. Med delitvijo celic se DNK podvoji in ustvari beljakovine, ki so bistvenega pomena za številne fizične funkcije.
Kaj je genom?
Genomi so zaporedja DNK, ki vsebujejo vsa genetska navodila, potrebna za izgradnjo in vzdrževanje živih bitij, vključno z ljudmi. Genom je celoten nabor genov, ki so prisotni v organizmu. Vsebuje vse dedne lastnosti in določa, kakšne telesne in vedenjske lastnosti bo imel organizem. Približno 20.000 genov sestavlja genom, ki je sestavljen iz zaporedij DNK, ki kodirajo beljakovine.
Kaj je sekvenciranje DNK?
Nukleotidi so organske molekule, ki tvorijo strukture za gene in beljakovine. Sekvenciranje DNK je tehnika za določanje zaporedja nukleotidov v molekuli DNK. Da bi to naredili, se molekula DNK razreže na manjše kose in se nato uporabi kot predloga za določeno verigo RNK, ki je bila kopirana iz ujemajoče se komplementarne verige DNK. Ta RNK se nato lahko ujema z vsakim delom DNK in jo je mogoče prebrati počasi, eno črko naenkrat.
Kako vemo, kolikšen odstotek DNK si delita dve vrsti?
Najbolj natančen način, da točno ugotovite, kolikšen odstotek DNK si delita dve vrsti, je medsebojna primerjava njunih celotnih zaporedij DNK (ali genomov). Vendar pa je določitev celotnega zaporedja DNK živali težka naloga, ki zahteva veliko časa in truda. Za to je potrebno veliko opreme, sredstev in finančnih sredstev.
Kdaj je bil sekvenciran človeški genom?
Leta 2001 je bil po desetih letih raziskav prvič objavljen celoten človeški genom. Čeprav so genetske tehnologije od takrat postale veliko cenejše, hitrejše in boljše, določanje zaporedja DNK vrste še vedno ostaja izziv. Vsako leto preučujemo, določamo in dodajamo nove živalske genome našemu telesu znanja o življenju na tem planetu.
Kdaj je bil sekvenciran pasji genom?
Psji genom je bil prvič sekvenciran leta 2005 – določena izbrana žival je bila čistokrvna boksarka po imenu Tasha. Na splošno lahko genom psa razumemo kot načrt za izgradnjo pasjega genetskega materiala – vse lastnosti in vedenje, ki jih kaže pes, določata vrstni red in vsebina njegovih genov. Kartiranje pasjega genoma leta 2005 je bilo mejnik pri razumevanju biologije te živali, saj je omogočilo vpogled v njeno evolucijsko zgodovino in njen odnos z ljudmi.
Ali potrebujete cel genom, da bi razumeli, kako sorodni sta si dve živali?
Ni vam treba sekvencirati celotnega genoma dveh bitij, da bi dobili splošen občutek, kako sorodna sta si. Pravzaprav so znanstveniki že sestavljali napovedi o tem, kako tesno sorodni so si ljudje z drugimi živalmi, veliko preden so bili genomi sploh določeni. To je zato, ker je mogoče oceniti, kako podobna je DNK obeh vrst, ne da bi sploh poznali celotno zaporedje njune DNK.
Zakaj znanstveniki primerjajo genome različnih vrst?
Znanstveniki pogosto primerjajo genome različnih vrst, da ugotovijo, ali obstaja skupni prednik ali je ena vrsta genetsko bližja drugi. Primerjava med ljudmi in neandertalci, na primer, je morda primerna, ker se domneva, da so ljudje potomci neandertalcev. Znanstveniki uporabljajo primerjavo za sklepanje o prednikih in evoluciji. Preučevanje genomov lahko pomaga raziskovalcem razumeti, kako geni vplivajo na lastnosti. Primerjava človeških genov s podobnimi živalskimi geni lahko pomaga določiti njihovo funkcijo. Te informacije lahko nato uporabimo za učenje o boleznih te vrste in tudi pri ljudeh.
Kaj nas naučijo podobnosti in razlike v DNK?
O evoluciji se lahko naučimo tudi s preučevanjem podobnosti ali razlik v DNK med vrstami in posledično lahko vidimo, kateri geni ostajajo enaki in kateri se sčasoma spreminjajo. Primerjava DNK nam pove o evoluciji naše vrste. Ko se življenjske oblike razvijajo, se njihov DNK spreminja. Te spremembe povzročijo mutacije, ki nastanejo, ko se DNK podvoji. Podobnost lahko kaže na tesno sorodstvo med dvema organizmoma in nam lahko tudi pove, ali imata dva organizma skupnega prednika.
Kaj smo se naučili o psih in ljudeh z raziskavo DNK?
Psi in ljudje si delijo 84 % DNK, zaradi česar so psi idealne živali za preučevanje človeških bolezni. Raziskovalce še posebej zanimajo bolezni, ki prizadenejo tako pse kot ljudi - ljudi in njihove pasje prijatelje prizadenejo bolezni mrežnice, siva mrena in pigmentni retinitis. Znanstveniki preučujejo in raziskujejo načine zdravljenja teh bolezni pri psih v upanju, da bodo koristna tudi za ljudi.
Pse prav tako preučujejo in zdravijo raka, epilepsijo in alergije, da bi razvili uspešnejše zdravljenje ljudi. Zanimivo je, da je več kot 58 % genetskih bolezni, prisotnih pri psih, neposrednih ekvivalentov človeških bolezni, ki jih povzročajo mutacije v istih genih.
Kateri so nekateri geni, ki si jih delijo psi in ljudje?
Dva primera udomačitve psov sta se zgodila med 10.000 in 30.000 leti, ko so ljudje ukrotili volkove in jih spremenili v pse različnih pasem, tiste z najvišjo stopnjo socialnosti pa obdržali za nadaljnjo vzrejo. Zdaj vemo, da si nekateri geni, povezani s socialnim vedenjem, delijo psi in ljudje, s preučevanjem pasjih modelov pa znanstveniki upajo, da bodo bolje razumeli nekatere socialne motnje pri ljudeh.
Ali so mačke ali psi bolj povezani z ljudmi?
V obeh primerih so ta bitja razvila visoko raven inteligence, ki jim je omogočila, da stoletja živijo skupaj z ljudmi. Čeprav bi morda mislili, da so psi evolucijsko bližje človeku, se izkaže, da si mačke dejansko delijo 90,2 % našega DNK. Čeprav se vam morda zdi, da nas psi globlje razumejo, so nam mačke presenetljivo genetsko bližje.
S katerimi vrstami si delimo največ DNK?
Naši najbližji sorodniki so velike opice iz družine Hominidae. V to družino spadajo orangutani, šimpanzi, gorile in bonobi. Ljudje si delimo 98,8 % DNK z bonobi in šimpanzi, medtem ko imamo gorile in ljudje 98,4 % iste DNK. Vendar pa se razlike v DNK povečajo, ko začnemo opazovati opice, ki niso avtohtone v Afriki. Na primer, le 96,9 % DNK pri ljudeh in orangutanih je enakih. Šimpanze in bonobe so kot najbližje živeče sorodnike človeka obsežno preučevali v različnih raziskovalnih okoljih.
Sklep
Za zaključek, raziskave DNK živali so nastajajoče področje, ki bo zagotovilo neverjeten vpogled v razvoj življenja na tem planetu. Če se počutite blizu svojega psa, to ni presenečenje! Psi in hominidi so se skupaj razvijali tisočletja in s svojim ljubljenčkom si delite neverjetnih 84 % svoje DNK. Psi že veliko naredijo za nas in zdaj določanje zaporedja pasje DNK daje znanstvenikom nove poglede na raziskave bolezni, genomike, genetike in evolucije.
