Собаки и люди имеют долгую общую историю, но насколько мы похожи на самом деле? Когда была открыта структура ДНК и мы получили возможность секвенировать геномы человека и животных, неудивительно было узнать, что у нас много общего с нашими друзьями-животными. Люди и животные имеют огромное количество общего генетического материала. Тот факт, что мы разделяем большое количество ДНК с обезьянами, понятен. Даже предсказуемо. Но правда в том, что у нас также есть огромное количество ДНК других животных, не являющихся приматами. На самом деле, вы можете быть удивлены, узнав, что собаки разделяют 84% нашей ДНК! Чуть больше, чем 80%, которые мы разделяем с мышами, и намного меньше, чем 98%, которые мы делим с шимпанзе.
Что такое ДНК?
Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) представляет собой органическую молекулу, обнаруженную в ядре клеток. Он содержит генетические инструкции для всех живых организмов. ДНК — это молекула, которая кодирует генетическую информацию в клетках и состоит из аденина, цитозина, тимина и гуанина. Молекулы ДНК очень стабильны, поскольку состоят из двух комплементарных нитей, образующих двойную спираль. Во время клеточного деления ДНК дублирует себя и создает белки, необходимые для многих физических функций.
Что такое геном?
Геномы — это последовательности ДНК, содержащие все генетические инструкции, необходимые для создания и поддержания живых существ, включая человека. Геном – это полный набор генов, присутствующих в организме. Он содержит все наследственные признаки и определяет, какими физическими и поведенческими особенностями будет обладать организм. Около 20 000 генов составляют геном, состоящий из последовательностей ДНК, кодирующих белки.
Что такое секвенирование ДНК?
Нуклеотиды представляют собой органические молекулы, которые образуют структуры для генов и белков. Секвенирование ДНК — это метод определения последовательности нуклеотидов в молекуле ДНК. Для этого молекула ДНК разрезается на более мелкие фрагменты, а затем используется в качестве матрицы для конкретной цепи РНК, которая была скопирована с соответствующей комплементарной цепи ДНК. Затем эта РНК может сопоставляться с каждым фрагментом ДНК и может считываться медленно, по одной букве за раз.
Самый точный способ точно определить, какой процент ДНК является общим для двух видов, — это сравнить их полные последовательности ДНК (или геномы) друг с другом. Однако определение всей последовательности ДНК животного — сложная задача, требующая значительного времени и усилий. Для этого требуется большое количество оборудования, ресурсов и финансовых средств.
Когда был секвенирован геном человека?
В 2001 году после десяти лет исследований впервые был опубликован полный геном человека. Несмотря на то, что с тех пор генетические технологии стали намного дешевле, быстрее и лучше, секвенирование ДНК вида по-прежнему остается сложной задачей. Каждый год новые геномы животных изучаются, секвенируются и добавляются к нашим знаниям о жизни на этой планете.
Когда был секвенирован геном собаки?
Геном собаки был впервые секвенирован в 2005 году. В качестве конкретного животного была выбрана чистокровная боксерша по имени Таша. В общем, геном собаки можно рассматривать как план для построения генетического материала собаки — все черты и поведение, проявляемые собакой, определяются порядком и содержанием ее генов. Картирование генома собаки в 2005 году стало важной вехой в понимании биологии этого животного, поскольку оно дало представление об истории его эволюции и его отношениях с людьми.
Нужен ли вам полный геном, чтобы понять, насколько родственны два животных?
Вам не нужно секвенировать весь геном двух существ, чтобы получить общее представление об их родстве. На самом деле ученые уже делали прогнозы о том, насколько близко люди связаны с другими животными, задолго до того, как были секвенированы какие-либо геномы. Это потому, что можно оценить, насколько похожи ДНК двух видов, даже не зная полной последовательности их ДНК.
Почему ученые сравнивают геномы разных видов?
Ученые часто сравнивают геномы разных видов, чтобы определить, есть ли у них общий предок или один вид генетически ближе к другому. Например, сравнение между людьми и неандертальцами может быть уместным, поскольку предполагается, что люди произошли от неандертальцев. Ученые используют это сравнение, чтобы сделать вывод о происхождении и эволюции. Изучение геномов может помочь исследователям понять, как гены влияют на черты. Сравнение генов человека с аналогичными генами животных может помочь определить их функцию. Затем мы можем использовать эту информацию, чтобы узнать о болезнях у этого вида, а также у людей.
Чему нас учат сходства и различия в ДНК?
Мы также можем узнать об эволюции, изучая сходства или различия в ДНК между видами, и в результате мы можем увидеть, какие гены остаются неизменными, а какие меняются со временем. Сравнение ДНК говорит нам об эволюции нашего вида. По мере развития форм жизни их ДНК меняется. Мутации, возникающие при репликации ДНК, вызывают эти изменения. Сходство может указывать на тесную связь между двумя организмами, а также может сказать нам, имеют ли два организма общего предка.
Что мы узнали о собаках и людях благодаря исследованиям ДНК?
Собаки и люди имеют 84% общей ДНК, что делает собак идеальными животными для изучения процессов заболеваний человека. Исследователей особенно интересуют болезни, которые поражают как собак, так и людей: люди и их собачьи друзья страдают от заболеваний сетчатки, катаракты и пигментного ретинита. Ученые изучают и исследуют методы лечения этих заболеваний у собак в надежде, что они будут полезны и для людей.
Собак также изучают и лечат от рака, эпилепсии и аллергии, чтобы разработать более эффективное лечение для людей. Интересно отметить, что более 58% генетических заболеваний, присутствующих у собак, являются прямыми аналогами болезней человека, вызванных мутациями в тех же генах.
Два случая одомашнивания собак произошли между 10 000 и 30 000 лет назад, когда люди приручили волков и превратили их в собак разных пород, оставив тех, кто обладает наивысшей степенью общительности, для дальнейшего разведения. Теперь мы знаем, что некоторые гены, связанные с социальным поведением, являются общими для собак и людей, и благодаря изучению собачьих моделей ученые надеются лучше понять определенные социальные расстройства у людей.
Кошки или собаки более тесно связаны с людьми?
В обоих случаях эти существа развили высокий уровень интеллекта, который позволил им веками жить рядом с людьми. Хотя вы можете подумать, что собаки ближе к людям с точки зрения эволюции, оказывается, что кошки на самом деле разделяют 90,2% нашей ДНК. Хотя вам может казаться, что собаки понимают нас глубже, именно кошки, как ни странно, генетически ближе к нам.
Нашими ближайшими родственниками являются человекообразные обезьяны семейства Hominidae. К этому семейству принадлежат орангутанги, шимпанзе, гориллы и бонобо. У людей 98,8% ДНК совпадает с ДНК бонобо и шимпанзе, а у горилл и людей — 98,4% ДНК. Однако различия в ДНК увеличиваются, когда мы начинаем рассматривать человекообразных обезьян, не являющихся аборигенами Африки. Например, только 96,9% ДНК у человека и орангутана совпадают. Как ближайшие из ныне живущих родственников человека, шимпанзе и бонобо широко изучались в различных условиях.
Заключение
В заключение, исследования ДНК животных — это развивающаяся область, которая даст невероятное представление об эволюции жизни на этой планете. Если вы чувствуете себя рядом со своей собакой, это не удивительно! Собаки и гоминиды эволюционировали вместе на протяжении тысячелетий, и у вас с вашим питомцем колоссальные 84% ДНК. Собаки уже так много делают для нас, и теперь секвенирование собачьей ДНК открывает перед учеными новые перспективы в исследованиях болезней, геномики, генетики и эволюции.
Авторы избранных изображений: Дэниел Майджонс, Shutterstock
