Οι σκύλοι και οι άνθρωποι έχουν μια μακρά κοινή ιστορία, αλλά πόσο μοιάζουμε πραγματικά; Όταν ανακαλύφθηκε η δομή του DNA και αποκτήσαμε την ικανότητα να αναλύουμε την αλληλουχία τόσο του ανθρώπινου όσο και του ζωικού γονιδιώματος, δεν ήταν μεγάλη έκπληξη να μάθουμε ότι είχαμε πολλά κοινά με τους φίλους των ζώων μας. Οι άνθρωποι και τα ζώα μοιράζονται μια τεράστια ποσότητα γενετικού υλικού από κοινού. Το γεγονός ότι μοιραζόμαστε άφθονες ποσότητες DNA με πιθήκους είναι κατανοητό. Ακόμη και προβλέψιμο. Αλλά η αλήθεια είναι ότι μοιραζόμαστε επίσης τεράστιες ποσότητες DNA με άλλα μη πρωτεύοντα θηλαστικά. Στην πραγματικότητα, μπορεί να εκπλαγείτε αν μάθετε ότι οισκύλοι μοιράζονται το 84% του DNA μας! Λίγο περισσότερο από το 80% που μοιραζόμαστε με τα ποντίκια και πολύ λιγότερο από το 98% που μοιραζόμαστε με χιμπατζήδες.
Τι είναι το DNA;
Το δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ (DNA) είναι ένα οργανικό μόριο που βρίσκεται στον πυρήνα των κυττάρων. Περιέχει τις γενετικές οδηγίες για όλους τους ζωντανούς οργανισμούς. Το DNA είναι το μόριο που κωδικοποιεί τις γενετικές πληροφορίες στα κύτταρα και αποτελείται από αδενίνη, κυτοσίνη, θυμίνη και γουανίνη. Τα μόρια του DNA είναι πολύ σταθερά αφού αποτελούνται από δύο συμπληρωματικές κλώνους που σχηματίζουν μια διπλή έλικα. Κατά τη διαίρεση των κυττάρων, το DNA διπλασιάζεται και δημιουργεί πρωτεΐνες, οι οποίες είναι απαραίτητες για πολλές φυσικές λειτουργίες.
Τι είναι το γονιδίωμα;
Τα γονιδιώματα είναι αλληλουχίες DNA που περιέχουν όλες τις γενετικές οδηγίες που απαιτούνται για την κατασκευή και τη διατήρηση των ζωντανών όντων, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων. Το γονιδίωμα είναι το πλήρες σύνολο γονιδίων που υπάρχουν σε έναν οργανισμό. Περιέχει όλα τα κληρονομικά χαρακτηριστικά και καθορίζει ποια φυσικά και συμπεριφορικά χαρακτηριστικά θα έχει ένας οργανισμός. Περίπου 20.000 γονίδια συνθέτουν ένα γονιδίωμα, το οποίο αποτελείται από αλληλουχίες DNA που κωδικοποιούν τις πρωτεΐνες.
Τι είναι η αλληλουχία DNA;
Τα νουκλεοτίδια είναι οργανικά μόρια που σχηματίζουν τις δομές για γονίδια και πρωτεΐνες. Ο προσδιορισμός αλληλουχίας DNA είναι μια τεχνική για τον προσδιορισμό της αλληλουχίας των νουκλεοτιδίων σε ένα μόριο DNA. Για να γίνει αυτό, ένα μόριο DNA κόβεται σε μικρότερα κομμάτια και στη συνέχεια χρησιμοποιείται ως πρότυπο για έναν συγκεκριμένο κλώνο RNA που έχει αντιγραφεί από τον αντίστοιχο συμπληρωματικό κλώνο του DNA. Αυτό το RNA μπορεί στη συνέχεια να ταιριάζει με κάθε κομμάτι DNA και μπορεί να διαβαστεί αργά, ένα γράμμα τη φορά.
Πώς γνωρίζουμε ποιο ποσοστό του DNA μοιράζονται δύο είδη;
Ο πιο ακριβής τρόπος για να προσδιορίσετε ακριβώς το ποσοστό του DNA που μοιράζονται δύο είδη είναι να συγκρίνετε τις πλήρεις αλληλουχίες DNA τους (ή γονιδιώματα) μεταξύ τους. Ωστόσο, ο προσδιορισμός ολόκληρης της αλληλουχίας DNA ενός ζώου είναι ένα δύσκολο έργο που απαιτεί σημαντικό χρόνο και προσπάθεια. Απαιτεί μεγάλο εξοπλισμό, πόρους και χρηματοδότηση για να γίνει αυτό.
Πότε έγινε η αλληλουχία του ανθρώπινου γονιδιώματος;
Το 2001, μετά από δέκα χρόνια έρευνας, δημοσιεύτηκε για πρώτη φορά ένα πλήρες ανθρώπινο γονιδίωμα. Παρόλο που οι γενετικές τεχνολογίες έχουν γίνει πολύ φθηνότερες, ταχύτερες και καλύτερες από τότε, η αλληλούχιση του DNA ενός είδους εξακολουθεί να αποτελεί πρόκληση. Κάθε χρόνο, νέα ζωικά γονιδιώματα μελετώνται, αλληλουχούνται και προστίθενται στο σύνολο των γνώσεών μας για τη ζωή σε αυτόν τον πλανήτη.
Πότε έγινε η αλληλουχία του γονιδιώματος του σκύλου;
Το γονιδίωμα του σκύλου αναλύθηκε για πρώτη φορά το 2005 - το συγκεκριμένο ζώο που επιλέχθηκε ήταν μια καθαρόαιμη θηλυκή μπόξερ που ονομαζόταν Tasha. Γενικά, το γονιδίωμα του σκύλου μπορεί να θεωρηθεί ως ένα προσχέδιο για την οικοδόμηση του γενετικού υλικού του σκύλου - όλα τα χαρακτηριστικά και οι συμπεριφορές που παρουσιάζονται από έναν σκύλο καθορίζονται από τη σειρά και το περιεχόμενο των γονιδίων του. Η χαρτογράφηση του γονιδιώματος του σκύλου το 2005 ήταν ορόσημο για την κατανόηση της βιολογίας αυτού του ζώου, καθώς παρείχε πληροφορίες για την εξελικτική του ιστορία και τη σχέση του με τους ανθρώπους.
Χρειάζεστε ένα ολόκληρο γονιδίωμα για να καταλάβετε πόσο σχετίζονται δύο ζώα;
Δεν χρειάζεται να έχετε αναλύσει την αλληλουχία ολόκληρου του γονιδιώματος δύο πλασμάτων για να έχετε μια γενική αίσθηση του πόσο συγγενικά είναι. Στην πραγματικότητα, οι επιστήμονες είχαν ήδη συντάξει προβλέψεις σχετικά με το πόσο στενά συνδεδεμένοι ήταν οι άνθρωποι με άλλα ζώα πολύ πριν καν προσδιοριστεί η αλληλουχία οποιουδήποτε γονιδιώματος. Αυτό συμβαίνει επειδή είναι δυνατό να εκτιμηθεί πόσο παρόμοιο είναι το DNA των δύο ειδών χωρίς καν να γνωρίζουμε την πλήρη αλληλουχία του DNA τους.
Γιατί οι επιστήμονες συγκρίνουν τα γονιδιώματα διαφορετικών ειδών;
Οι επιστήμονες συχνά συγκρίνουν γονιδιώματα διαφορετικών ειδών για να προσδιορίσουν εάν υπάρχει ένας κοινός πρόγονος ή εάν ένα είδος είναι γενετικά πιο κοντά σε ένα άλλο. Μια σύγκριση μεταξύ ανθρώπων και Νεάντερταλ, για παράδειγμα, μπορεί να είναι κατάλληλη επειδή υποτίθεται ότι οι άνθρωποι κατάγονται από τους Νεάντερταλ. Οι επιστήμονες χρησιμοποιούν τη σύγκριση για να συμπεράνουν την καταγωγή και την εξέλιξη. Η μελέτη των γονιδιωμάτων μπορεί να βοηθήσει τους ερευνητές να κατανοήσουν πώς τα γονίδια επηρεάζουν τα χαρακτηριστικά. Η σύγκριση ανθρώπινων γονιδίων με παρόμοια ζωικά γονίδια μπορεί να βοηθήσει στον προσδιορισμό της λειτουργίας τους. Στη συνέχεια, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε αυτές τις πληροφορίες για να μάθουμε για ασθένειες σε αυτό το είδος αλλά και στους ανθρώπους.
Τι μας διδάσκουν οι ομοιότητες και οι διαφορές στο DNA;
Μπορούμε επίσης να μάθουμε για την εξέλιξη εξετάζοντας τις ομοιότητες ή τις διαφορές στο DNA μεταξύ των ειδών και ως αποτέλεσμα, μπορούμε να δούμε ποια γονίδια παραμένουν ίδια και ποια αλλάζουν με την πάροδο του χρόνου. Η σύγκριση του DNA μας λέει για την εξέλιξη του είδους μας. Καθώς οι μορφές ζωής εξελίσσονται, το DNA τους αλλάζει. Οι μεταλλάξεις, που συμβαίνουν όταν το DNA αντιγράφεται, προκαλούν αυτές τις αλλαγές. Μια ομοιότητα μπορεί να υποδηλώνει μια στενή σχέση μεταξύ δύο οργανισμών και μπορεί επίσης να μας πει εάν δύο οργανισμοί έχουν κοινό πρόγονο.
Τι μάθαμε για τους σκύλους και τους ανθρώπους μέσω της έρευνας DNA;
Οι σκύλοι και οι άνθρωποι μοιράζονται το 84% του DNA τους, γεγονός που καθιστά τους σκύλους ιδανικά ζώα για τη μελέτη των διαδικασιών ανθρώπινων ασθενειών. Οι ερευνητές ενδιαφέρονται ιδιαίτερα για ασθένειες που επηρεάζουν τόσο τους σκύλους όσο και τους ανθρώπους-άνθρωποι και οι σκύλοι φίλοι τους επηρεάζονται και οι δύο από νόσο του αμφιβληστροειδούς, καταρράκτη και μελαγχρωστική αμφιβληστροειδίτιδα. Οι επιστήμονες μελετούν και ερευνούν θεραπείες για αυτές τις ασθένειες σε σκύλους με την ελπίδα ότι θα είναι ευεργετικές και για τον άνθρωπο.
Οι σκύλοι μελετώνται και θεραπεύονται επίσης για καρκίνο, επιληψία και αλλεργίες, προκειμένου να αναπτυχθεί μια πιο επιτυχημένη θεραπεία για τον άνθρωπο. Είναι ενδιαφέρον να σημειωθεί ότι περισσότερο από το 58% των γενετικών ασθενειών που υπάρχουν στους σκύλους είναι άμεσα ισοδύναμα των ανθρώπινων ασθενειών που προκαλούνται από μεταλλάξεις στα ίδια γονίδια.
Ποια είναι μερικά από τα γονίδια που μοιράζονται οι σκύλοι και οι άνθρωποι;
Δύο περιπτώσεις εξημέρωσης σκύλων συνέβησαν μεταξύ 10.000 και 30.000 ετών, όταν οι άνθρωποι εξημέρωσαν τους λύκους και τους μετέτρεψαν σε σκύλους διαφόρων φυλών, κρατώντας αυτούς με τον υψηλότερο βαθμό κοινωνικότητας για περαιτέρω αναπαραγωγή. Τώρα γνωρίζουμε ότι ορισμένα από τα γονίδια που σχετίζονται με την κοινωνική συμπεριφορά κοινοποιούνται μεταξύ των σκύλων και των ανθρώπων και μέσω της μελέτης μοντέλων σκύλων, οι επιστήμονες ελπίζουν να κατανοήσουν καλύτερα ορισμένες κοινωνικές διαταραχές στους ανθρώπους.
Οι γάτες ή οι σκύλοι σχετίζονται πιο στενά με τους ανθρώπους;
Και στις δύο περιπτώσεις, αυτά τα πλάσματα έχουν εξελίξει υψηλό επίπεδο νοημοσύνης που τους έχει δώσει τη δυνατότητα να ζουν δίπλα στους ανθρώπους για αιώνες. Αν και μπορεί να πιστεύετε ότι οι σκύλοι είναι πιο κοντά στους ανθρώπους όσον αφορά την εξέλιξη, αποδεικνύεται ότι οι γάτες μοιράζονται στην πραγματικότητα το 90,2% του DNA μας. Αν και μπορεί να αισθάνεστε ότι οι σκύλοι μας καταλαβαίνουν πιο βαθιά, οι γάτες είναι, παραδόξως, γενετικά πιο κοντά μας.
Με ποια είδη μοιραζόμαστε το περισσότερο DNA;
Οι πιο στενοί συγγενείς μας είναι οι μεγάλοι πίθηκοι της οικογένειας των Hominidae. Ουρακοτάγκοι, χιμπατζήδες, γορίλες και μπονόμπο ανήκουν σε αυτή την οικογένεια. Οι άνθρωποι μοιράζονται το 98,8% του DNA τους με μπονόμπο και χιμπατζήδες, ενώ οι γορίλες και οι άνθρωποι έχουν το 98,4% του ίδιου DNA. Ωστόσο, οι διαφορές στο DNA αυξάνονται μόλις αρχίσουμε να εξετάζουμε πιθήκους που δεν είναι εγγενείς στην Αφρική. Για παράδειγμα, μόνο το 96,9% του DNA σε ανθρώπους και ουρακοτάγκους είναι το ίδιο. Ως οι πλησιέστεροι εν ζωή συγγενείς των ανθρώπων, οι χιμπατζήδες και τα μπονόμπο έχουν μελετηθεί εκτενώς σε διαφορετικά ερευνητικά περιβάλλοντα.
Συμπέρασμα
Συμπερασματικά, η έρευνα του DNA των ζώων είναι ένα αναδυόμενο πεδίο που θα προσφέρει απίστευτη εικόνα για την εξέλιξη της ζωής σε αυτόν τον πλανήτη. Αν νιώθετε κοντά στον σκύλο σας, δεν αποτελεί έκπληξη! Οι κυνόδοντες και οι ανθρωποειδείς έχουν συν-εξελιχθεί μαζί για χιλιετίες και μοιράζεστε ένα τεράστιο 84% του DNA σας με το κατοικίδιό σας. Τα σκυλιά κάνουν ήδη τόσα πολλά για εμάς, και τώρα η αλληλουχία του DNA του σκύλου δίνει στους επιστήμονες νέες προοπτικές για την έρευνα σε ασθένειες, γονιδιωματική, γενετική και εξέλιξη.
