Câinii și oamenii au o lungă istorie comună, dar cât de asemănători ne asemănăm cu adevărat? Când a fost descoperită structura ADN-ului și am câștigat capacitatea de a secvenționa atât genomurile umane, cât și cele ale animalelor, nu a fost o mare surpriză să aflăm că aveam multe în comun cu prietenii noștri animale. Oamenii și animalele au în comun o cantitate gigantică de material genetic. Faptul că împărtășim cantități mari de ADN cu maimuțele este de înțeles. Chiar previzibil. Dar adevărul este că împărtășim și cantități mari de ADN cu alte non-primate. De fapt, s-ar putea să fii surprins să afli căcâinii împărtășesc 84% din ADN-ul nostru! Puțin mai mult decât 80% pe care îl împărtășim cu șoarecii și mult mai puțin decât 98% cu care îi împărtășim cimpanzei.
Ce este ADN-ul?
Acidul dezoxiribonucleic (ADN) este o moleculă organică care se găsește în nucleul celulelor. Conține instrucțiunile genetice pentru toate organismele vii. ADN-ul este molecula care codifică informația genetică în celule și este alcătuită din adenină, citozină, timină și guanină. Moleculele de ADN sunt foarte stabile, deoarece sunt formate din două catene complementare care formează o dublă helix. În timpul diviziunii celulare, ADN-ul se dublează și creează proteine, care sunt esențiale pentru multe funcții fizice.
Ce este un genom?
Genomii sunt secvențe de ADN care conțin toate instrucțiunile genetice necesare pentru construirea și întreținerea viețuitoarelor, inclusiv a oamenilor. Genomul este ansamblul complet de gene prezente într-un organism. Conține toate trăsăturile ereditare și determină ce trăsături fizice și comportamentale va avea un organism. Aproximativ 20.000 de gene alcătuiesc un genom, care este compus din secvențe de ADN care codifică proteine.
Ce este secvențierea ADN-ului?
Nucleotidele sunt molecule organice care formează structurile pentru gene și proteine. Secvențierea ADN-ului este o tehnică de determinare a secvenței nucleotidelor dintr-o moleculă de ADN. Pentru a face acest lucru, o moleculă de ADN este tăiată în bucăți mai mici și apoi folosită ca șablon pentru o anumită catenă de ARN care a fost copiată din catena complementară care se potrivește ADN-ului. Acest ARN este apoi capabil să se potrivească cu fiecare bucată de ADN și poate fi citit încet, câte o literă.
Cum știm ce procent de ADN au două specii?
Cea mai precisă modalitate de a identifica exact ce procent de ADN este împărtășit de două specii este de a compara secvențele lor complete de ADN (sau genomurile) între ele. Cu toate acestea, determinarea întregii secvențe de ADN a unui animal este o sarcină dificilă care necesită timp și efort semnificativ. Este nevoie de o mulțime de echipamente, resurse și finanțare pentru a face acest lucru.
Când a fost secvențiat genomul uman?
În 2001, după zece ani de cercetări, a fost publicat pentru prima dată un genom uman complet. Chiar dacă tehnologiile genetice au devenit mult mai ieftine, mai rapide și mai bune de atunci, secvențierea ADN-ului unei specii rămâne încă o provocare. În fiecare an, noi genomuri de animale sunt studiate, secvențiate și adăugate la corpul nostru de cunoștințe despre viața de pe această planetă.
Când a fost secvențiat genomul câinelui?
Genomul câinelui a fost secvențiat pentru prima dată în 2005 - animalul ales a fost o femelă boxer de rasă pură pe nume Tasha. În general, genomul câinelui poate fi văzut ca un model pentru construirea materialului genetic al câinelui - toate trăsăturile și comportamentele care sunt prezentate de un câine sunt determinate de ordinea și conținutul genelor sale. Cartografierea genomului canin în 2005 a fost un reper în înțelegerea biologiei acestui animal, deoarece a oferit o perspectivă asupra istoriei sale evolutive și a relației sale cu oamenii.
Ai nevoie de un genom întreg pentru a înțelege cât de înrudite sunt două animale?
Nu trebuie să fi secvențiat întregul genom a două creaturi pentru a obține o idee generală a cât de înrudite sunt. De fapt, oamenii de știință puneau deja laol altă predicții despre cât de strâns legați oamenii de alte animale cu mult înainte ca orice genom să fi fost secvențial. Acest lucru se datorează faptului că este posibil să se estimeze cât de asemănător este ADN-ul celor două specii fără a cunoaște măcar secvența completă a ADN-ului lor.
De ce oamenii de știință compară genomul diferitelor specii?
Oamenii de știință compară adesea genomul diferitelor specii pentru a determina dacă există un strămoș comun sau dacă o specie este mai aproape genetic de alta. O comparație între oameni și oamenii de Neanderthal, de exemplu, poate fi adecvată, deoarece se presupune că oamenii au descins din Neanderthalieni. Oamenii de știință folosesc comparația pentru a deduce strămoși și evoluție. Studierea genomului poate ajuta cercetătorii să înțeleagă modul în care genele influențează trăsăturile. Compararea genelor umane cu gene animale similare poate ajuta la determinarea funcției acestora. Apoi putem folosi aceste informații pentru a afla despre bolile respectivei specii și, de asemenea, la oameni.
Ce ne învață asemănările și diferențele în ADN?
De asemenea, putem învăța despre evoluție examinând asemănările sau diferențele de ADN între specii și, ca urmare, putem vedea care gene rămân aceleași și care se schimbă în timp. Compararea ADN-ului ne spune despre evoluția speciei noastre. Pe măsură ce formele de viață evoluează, ADN-ul lor se schimbă. Mutațiile, care apar atunci când ADN-ul se replic, provoacă aceste modificări. O asemănare poate sugera o relație strânsă între două organisme și, de asemenea, ne poate spune dacă două organisme au un strămoș comun.
Ce am învățat despre câini și oameni prin cercetarea ADN-ului?
Câinii și oamenii au în comun 84% din ADN-ul lor, ceea ce face ca câinii animale ideale pentru studiul proceselor bolii umane. Cercetătorii sunt interesați în special de bolile care afectează atât câinii, cât și oamenii - oameni, iar prietenii lor canini sunt ambii afectați de boli retiniene, cataractă și retinită pigmentară. Oamenii de știință studiază și cercetează tratamente pentru aceste boli la câini în speranța că vor fi benefice și pentru oameni.
Câinii sunt, de asemenea, studiați și tratați pentru cancer, epilepsie și alergii, pentru a dezvolta un tratament mai de succes pentru oameni. Este interesant de observat că mai mult de 58% dintre bolile genetice prezente la câini sunt echivalente directe ale bolilor umane cauzate de mutații ale acelorași gene.
Care sunt unele dintre genele pe care le împărtășesc câinii și oamenii?
Două cazuri de domesticire canină au avut loc între 10.000 și 30.000 de ani în urmă, când oamenii îmblânzeau lupii și i-au transformat în câini de diferite rase, păstrându-i pe cei cu cel mai în alt grad de socialitate pentru reproducere ulterioară. Știm acum că unele dintre genele asociate cu comportamentul social sunt împărtășite de câini și oameni și, prin studiul modelelor canine, oamenii de știință speră să dobândească o mai bună înțelegere a anumitor tulburări sociale la oameni.
Pisicile sau câinii sunt mai strâns legați de oameni?
În ambele cazuri, aceste creaturi au dezvoltat un nivel ridicat de inteligență care le-a permis să trăiască alături de oameni timp de secole. Deși ați putea crede că câinii sunt mai aproape de oameni în ceea ce privește evoluția, se dovedește că pisicile au de fapt 90,2% din ADN-ul nostru. Deși s-ar putea să simți că câinii ne înțeleg mai profund, pisicile sunt, în mod surprinzător, mai aproape genetic de noi.
Cu ce specie împărtășim cel mai mult ADN?
Rudele noastre cele mai apropiate sunt marile maimuțe din familia Hominidae. Urangutanii, cimpanzeii, gorilele și bonoboi aparțin acestei familii. Oamenii împart 98,8% din ADN-ul lor cu bonobo și cimpanzei, în timp ce gorilele și oamenii au 98,4% din același ADN. Cu toate acestea, diferențele de ADN cresc odată ce începem să privim maimuțele care nu sunt originare din Africa. De exemplu, doar 96,9% din ADN-ul la oameni și urangutani este același. Fiind cele mai apropiate rude vii ale oamenilor, cimpanzeii și bonoboi au fost studiati pe larg în diferite medii de cercetare.
Concluzie
În concluzie, cercetarea ADN-ului animal este un domeniu în curs de dezvoltare care va oferi o perspectivă incredibilă asupra evoluției vieții pe această planetă. Dacă te simți aproape de câinele tău, nu este o surpriză! Caninii și hominidele au evoluat împreună de milenii și împărtășiți 84% din ADN-ul dvs. cu animalul dvs. de companie. Câinii fac deja atât de mult pentru noi, iar acum secvențierea ADN-ului câinilor oferă oamenilor de știință noi perspective asupra cercetării în boli, genomice, genetică și evoluție.
