Psy a ľudia majú dlhú spoločnú históriu, ale nakoľko sme si v skutočnosti podobní? Keď bola objavená štruktúra DNA a my sme získali schopnosť sekvenovať ľudské aj zvieracie genómy, nebolo veľkým prekvapením, keď sme sa dozvedeli, že s našimi zvieracími priateľmi máme veľa spoločného. Ľudia a zvieratá majú spoločné obrovské množstvo genetického materiálu. To, že s ľudoopmi zdieľame veľké množstvo DNA, je pochopiteľné. Dokonca predvídateľné. Pravdou však je, že obrovské množstvo DNA zdieľame aj s inými neprimátmi. V skutočnosti vás možno prekvapí, žepsi zdieľajú 84% našej DNA! O niečo viac ako 80%, ktoré zdieľame s myšami a oveľa menej ako 98%, ktoré zdieľame s šimpanzy.
Čo je DNA?
Deoxyribonukleová kyselina (DNA) je organická molekula nachádzajúca sa v jadre buniek. Obsahuje genetické inštrukcie pre všetky živé organizmy. DNA je molekula, ktorá kóduje genetickú informáciu v bunkách a skladá sa z adenínu, cytozínu, tymínu a guanínu. Molekuly DNA sú vysoko stabilné, pretože sa skladajú z dvoch komplementárnych vlákien, ktoré tvoria dvojitú špirálu. Počas delenia buniek sa DNA duplikuje a vytvára proteíny, ktoré sú nevyhnutné pre mnohé fyzické funkcie.
Čo je to genóm?
Genómy sú sekvencie DNA, ktoré obsahujú všetky genetické inštrukcie potrebné na stavbu a udržiavanie živých vecí, vrátane ľudí. Genóm je kompletný súbor génov prítomných v organizme. Obsahuje všetky dedičné znaky a určuje, aké fyzické a behaviorálne vlastnosti bude mať organizmus. Asi 20 000 génov tvorí genóm, ktorý sa skladá zo sekvencií DNA, ktoré kódujú proteíny.
Čo je sekvenovanie DNA?
Nukleotidy sú organické molekuly, ktoré tvoria štruktúry pre gény a proteíny. Sekvenovanie DNA je technika na určenie sekvencie nukleotidov v molekule DNA. Na tento účel sa molekula DNA rozreže na menšie kúsky a potom sa použije ako templát pre konkrétny reťazec RNA, ktorý bol skopírovaný z zodpovedajúceho komplementárneho reťazca DNA. Táto RNA sa potom dokáže zhodovať s každým kúskom DNA a dá sa pomaly prečítať, po jednom písmene.
Ako vieme, aké percento DNA zdieľajú dva druhy?
Najpresnejší spôsob, ako presne určiť, aké percento DNA zdieľajú dva druhy, je porovnať ich kompletné sekvencie DNA (alebo genómy) medzi sebou. Určenie celej sekvencie DNA zvieraťa je však náročná úloha, ktorá si vyžaduje značný čas a úsilie. Vyžaduje si to veľké množstvo vybavenia, zdrojov a financií.
Kedy bol sekvenovaný ľudský genóm?
V roku 2001, po desiatich rokoch výskumu, bol prvýkrát zverejnený kompletný ľudský genóm. Aj keď sa genetické technológie odvtedy stali oveľa lacnejšími, rýchlejšími a lepšími, sekvenovanie DNA určitého druhu stále zostáva výzvou. Každý rok sa študujú nové živočíšne genómy, sekvenujú sa a pridávajú do našich vedomostí o živote na tejto planéte.
Kedy bol sekvenovaný genóm psa?
Genóm psa bol prvýkrát sekvenovaný v roku 2005 – vybrané zviera bola čistokrvná boxerka menom Tasha. Vo všeobecnosti možno psí genóm vnímať ako plán na vytvorenie genetického materiálu psa – všetky vlastnosti a správanie, ktoré pes prejavuje, sú určené poradím a obsahom jeho génov. Mapovanie psieho genómu v roku 2005 bolo medzníkom v pochopení biológie tohto zvieraťa, pretože poskytlo pohľad na jeho evolučnú históriu a jeho vzťah s ľuďmi.
Potrebujete celý genóm, aby ste pochopili, ako súvisia dve zvieratá?
Nemusíte mať sekvenovaný celý genóm dvoch tvorov, aby ste získali všeobecný prehľad o tom, ako sú príbuzní. V skutočnosti vedci už dávali dohromady predpovede o tom, ako blízko sú ľudia príbuzní s inými zvieratami, dávno predtým, než boli sekvenované akékoľvek genómy. Je to preto, že je možné odhadnúť, nakoľko podobná je DNA týchto dvoch druhov bez toho, aby sme poznali úplnú sekvenciu ich DNA.
Prečo vedci porovnávajú genómy rôznych druhov?
Vedci často porovnávajú genómy rôznych druhov, aby zistili, či existuje spoločný predok, alebo či je jeden druh geneticky bližší druhému. Porovnanie medzi ľuďmi a neandertálcami môže byť napríklad vhodné, pretože existuje hypotéza, že ľudia pochádzajú z neandertálcov. Vedci používajú porovnanie na odvodenie predkov a evolúcie. Štúdium genómov môže pomôcť výskumníkom pochopiť, ako gény ovplyvňujú vlastnosti. Porovnanie ľudských génov s podobnými zvieracími génmi môže pomôcť určiť ich funkciu. Tieto informácie potom môžeme použiť na to, aby sme sa dozvedeli o chorobách tohto druhu a tiež ľudí.
Čo nás učia podobnosti a rozdiely v DNA?
O evolúcii sa môžeme dozvedieť aj skúmaním podobností alebo rozdielov v DNA medzi druhmi a výsledkom je, že môžeme vidieť, ktoré gény zostávajú rovnaké a ktoré sa časom menia. Porovnanie DNA nám hovorí o vývoji nášho druhu. Ako sa formy života vyvíjajú, mení sa ich DNA. Tieto zmeny spôsobujú mutácie, ku ktorým dochádza pri replikácii DNA. Podobnosť môže naznačovať úzky vzťah medzi dvoma organizmami a môže nám tiež povedať, či dva organizmy zdieľajú spoločného predka.
Čo sme sa naučili o psoch a ľuďoch prostredníctvom výskumu DNA?
Psy a ľudia zdieľajú 84 % svojej DNA, vďaka čomu sú psy ideálne zvieratá na štúdium ľudských chorobných procesov. Výskumníci sa obzvlášť zaujímajú o choroby, ktoré postihujú psov aj ľudí – ľudia a ich psí priatelia sú postihnutí ochorením sietnice, šedým zákalom a retinitis pigmentosa. Vedci študujú a skúmajú liečbu týchto chorôb u psov v nádeji, že budú prospešné aj pre ľudí.
Psy sa tiež skúmajú a liečia na rakovinu, epilepsiu a alergie, aby sa vyvinula úspešnejšia liečba pre ľudí. Je zaujímavé poznamenať, že viac ako 58% genetických chorôb prítomných u psov je priamym ekvivalentom ľudských chorôb spôsobených mutáciami v rovnakých génoch.
Aké sú niektoré z génov, ktoré zdieľajú psy a ľudia?
Pred 10 000 až 30 000 rokmi došlo k dvom prípadom domestikácie psov, keď ľudia skrotili vlkov a premenili ich na psov rôznych plemien, pričom tých s najvyšším stupňom sociality si nechali pre ďalší chov. Teraz vieme, že niektoré gény spojené so sociálnym správaním zdieľajú psy a ľudia a vedci dúfajú, že prostredníctvom štúdia psích modelov lepšie pochopia určité sociálne poruchy u ľudí.
Sú mačky alebo psy užšie príbuzné ľuďom?
V oboch prípadoch si tieto stvorenia vyvinuli vysokú úroveň inteligencie, ktorá im umožnila žiť po stáročia spolu s ľuďmi. Hoci si možno myslíte, že psy sú z hľadiska evolúcie bližšie k ľuďom, ukázalo sa, že mačky v skutočnosti zdieľajú 90,2 % našej DNA. Aj keď možno máte pocit, že psy nám rozumejú hlbšie, práve mačky sú nám, prekvapivo, geneticky bližšie.
S akými druhmi zdieľame najviac DNA?
Našimi najbližšími príbuznými sú ľudoopice z čeľade Hominidae. Do tejto rodiny patria orangutany, šimpanzy, gorily a bonobovia. Ľudia zdieľajú 98,8 % svojej DNA s bonobami a šimpanzmi, zatiaľ čo gorily a ľudia majú 98,4 % rovnakej DNA. Rozdiely v DNA sa však zväčšujú, keď sa začneme pozerať na opice, ktoré nepochádzajú z Afriky. Napríklad len 96,9 % DNA u ľudí a orangutanov je rovnakých. Ako najbližší žijúci príbuzní ľudí boli šimpanzy a bonobovia rozsiahlo skúmané v rôznych výskumných prostrediach.
Záver
Na záver, výskum DNA zvierat je novovznikajúcou oblasťou, ktorá poskytne neuveriteľný pohľad na vývoj života na tejto planéte. Ak sa cítite blízko svojho psa, nie je to žiadne prekvapenie! Psy a hominidi sa spolu vyvíjali po tisícročia a so svojím miláčikom zdieľate neuveriteľných 84 % svojej DNA. Psy už pre nás robia tak veľa a teraz sekvenovanie psej DNA dáva vedcom nové pohľady na výskum chorôb, genomiky, genetiky a evolúcie.
