سگ ها و انسان ها تاریخ مشترک طولانی دارند، اما واقعا چقدر شبیه هم هستیم؟ هنگامی که ساختار DNA کشف شد و ما توانایی تعیین توالی ژنوم انسان و حیوان را به دست آوردیم، تعجبی نداشت که بدانیم ما با دوستان حیوان خود اشتراکات زیادی داریم. انسان ها و حیوانات مقدار عظیمی از مواد ژنتیکی مشترک دارند. این واقعیت که ما مقادیر فراوانی از DNA را با میمون ها به اشتراک می گذاریم قابل درک است. حتی قابل پیش بینی اما حقیقت این است که ما مقادیر زیادی از DNA را با دیگر غیرپریمات‌ها نیز به اشتراک می‌گذاریم. در واقع، ممکن است تعجب کنید اگر بدانید کهسگ ها 84 درصد از DNA ما را به اشتراک می گذارند! شامپانزه ها
DNA چیست؟
دئوکسی ریبونوکلئیک اسید (DNA) یک مولکول آلی است که در هسته سلول ها یافت می شود. این شامل دستورالعمل های ژنتیکی برای همه موجودات زنده است. DNA مولکولی است که اطلاعات ژنتیکی را در سلول ها کد می کند و از آدنین، سیتوزین، تیمین و گوانین تشکیل شده است. مولکول های DNA بسیار پایدار هستند زیرا از دو رشته مکمل تشکیل شده اند که یک مارپیچ دوگانه را تشکیل می دهند. در طول تقسیم سلولی، DNA خود را تکثیر می کند و پروتئین هایی ایجاد می کند که برای بسیاری از عملکردهای فیزیکی ضروری هستند.
ژنوم چیست؟
ژنوم ها توالی هایی از DNA هستند که حاوی تمام دستورالعمل های ژنتیکی مورد نیاز برای ساخت و نگهداری موجودات زنده از جمله انسان هستند. ژنوم مجموعه کاملی از ژن های موجود در یک موجود زنده است. این شامل تمام صفات ارثی است و مشخص می کند که یک ارگانیسم چه ویژگی های فیزیکی و رفتاری خواهد داشت. حدود 20000 ژن یک ژنوم را تشکیل می دهند که از توالی های DNA تشکیل شده است که پروتئین ها را کد می کنند.
توالی‌یابی DNA چیست؟
نوکلئوتیدها مولکول‌های آلی هستند که ساختار ژن‌ها و پروتئین‌ها را تشکیل می‌دهند. توالی یابی DNA تکنیکی برای تعیین توالی نوکلئوتیدها در یک مولکول DNA است. برای انجام این کار، یک مولکول DNA به قطعات کوچکتر بریده می شود و سپس به عنوان الگوی یک رشته خاص از RNA که از رشته مکمل منطبق DNA کپی شده است، استفاده می شود. سپس این RNA می تواند با هر قطعه DNA مطابقت داشته باشد و می تواند به آرامی، یک حرف در یک زمان خوانده شود.
چگونه بفهمیم چند درصد از DNA دو گونه مشترک است؟
دقیق ترین راه برای شناسایی دقیقاً چند درصد از DNA مشترک بین دو گونه، مقایسه توالی DNA (یا ژنوم) کامل آنها با یکدیگر است. با این حال، تعیین کل توالی DNA یک حیوان کار دشواری است که زمان و تلاش قابل توجهی را می طلبد. برای انجام این کار به تجهیزات، منابع و بودجه زیادی نیاز است.
چه زمانی ژنوم انسان توالی یابی شد؟
در سال 2001، پس از ده سال تحقیق، برای اولین بار ژنوم کامل انسان منتشر شد. اگرچه فناوری‌های ژنتیکی از آن زمان بسیار ارزان‌تر، سریع‌تر و بهتر شده‌اند، تعیین توالی DNA یک گونه همچنان یک چالش است. هر سال، ژنوم های جانوری جدید مورد مطالعه، توالی یابی و به مجموعه دانش ما از زندگی در این سیاره اضافه می شود.
چه زمانی ژنوم سگ توالی یابی شد؟
ژنوم سگ برای اولین بار در سال 2005 توالی یابی شد - حیوان خاص انتخاب شده یک بوکسور ماده اصیل به نام تاشا بود. به طور کلی، ژنوم سگ را می توان به عنوان طرحی برای ساختن ماده ژنتیکی سگ در نظر گرفت - تمام صفات و رفتارهایی که سگ نشان می دهد با ترتیب و محتوای ژن های آن تعیین می شود. نقشه برداری از ژنوم سگ در سال 2005 نقطه عطفی در درک زیست شناسی این حیوان بود زیرا بینشی از تاریخچه تکاملی آن و رابطه آن با انسان ارائه کرد.
آیا برای درک اینکه دو حیوان چقدر به هم مرتبط هستند به یک ژنوم کامل نیاز دارید؟
نیازی نیست کل ژنوم دو موجود را توالی یابی کرده باشید تا درک کلی از ارتباط آنها پیدا کنید. در واقع، دانشمندان پیش‌بینی‌هایی را درباره ارتباط نزدیک انسان با حیوانات دیگر مدت‌ها قبل از تعیین توالی ژنوم انجام می‌دادند. این به این دلیل است که می توان تخمین زد که DNA دو گونه حتی بدون دانستن توالی کامل DNA آنها چقدر شبیه است.
چرا دانشمندان ژنوم گونه های مختلف را مقایسه می کنند؟
دانشمندان اغلب ژنوم گونه های مختلف را برای تعیین اینکه آیا یک اجداد مشترک وجود دارد یا اینکه یک گونه از نظر ژنتیکی به گونه دیگر نزدیکتر است، مقایسه می کنند. برای مثال، مقایسه بین انسان ها و نئاندرتال ها ممکن است مناسب باشد زیرا این فرضیه وجود دارد که انسان ها از نسل نئاندرتال ها هستند.دانشمندان از این مقایسه برای استنباط اصل و نسب و تکامل استفاده می کنند. مطالعه ژنوم ها می تواند به محققان کمک کند تا بفهمند ژن ها چگونه بر صفات تأثیر می گذارند. مقایسه ژن های انسانی با ژن های حیوانی مشابه می تواند به تعیین عملکرد آنها کمک کند. سپس می‌توانیم از این اطلاعات برای آگاهی از بیماری‌ها در آن گونه و همچنین در انسان استفاده کنیم.
شباهت ها و تفاوت ها در DNA به ما چه می آموزد؟
همچنین می‌توانیم با بررسی شباهت‌ها یا تفاوت‌های موجود در DNA بین گونه‌ها، در مورد تکامل بیاموزیم و در نتیجه می‌توانیم ببینیم کدام ژن‌ها ثابت می‌مانند و کدام ژن در طول زمان تغییر می‌کند. مقایسه DNA به ما در مورد تکامل گونه ما می گوید. با تکامل اشکال حیات، DNA آنها تغییر می کند. جهش‌هایی که هنگام تکثیر DNA رخ می‌دهند، باعث این تغییرات می‌شوند. یک شباهت می تواند نشان دهنده رابطه نزدیک بین دو موجود باشد، و همچنین می تواند به ما بگوید که آیا دو جاندار جد مشترک دارند یا خیر.
چه چیزی در مورد سگ و انسان از طریق تحقیقات DNA آموخته ایم؟
سگ ها و انسان ها 84 درصد از DNA خود را به اشتراک می گذارند، که سگ ها را به حیواناتی ایده آل برای مطالعه فرآیندهای بیماری انسان تبدیل می کند.محققان به ویژه به بیماری‌هایی که هم سگ‌ها و هم انسان‌ها را مبتلا می‌کنند علاقه‌مند هستند-انسان و سگ سگ‌های آنها هر دو تحت تأثیر بیماری شبکیه، آب مروارید و رتینیت پیگمانتوزا هستند. دانشمندان روش های درمانی این بیماری ها را در سگ ها مطالعه و تحقیق می کنند به این امید که برای انسان نیز مفید باشد.
سگ ها نیز برای سرطان، صرع و آلرژی مورد مطالعه و درمان قرار می گیرند تا درمان موفق تری برای انسان ایجاد شود. جالب است بدانید که بیش از 58 درصد بیماری‌های ژنتیکی موجود در سگ‌ها معادل مستقیم بیماری‌های انسانی هستند که در اثر جهش در ژن‌های مشابه ایجاد می‌شوند.
برخی از ژن هایی که سگ ها و انسان ها به اشتراک می گذارند کدامند؟
دو مورد اهلی کردن سگ بین 10000 تا 30000 سال پیش زمانی رخ داد که انسان ها گرگ ها را اهلی کردند و آنها را به سگ هایی از نژادهای مختلف تبدیل کردند و سگ هایی را که بالاترین درجه اجتماعی را داشتند برای پرورش بیشتر نگه داشتند.اکنون می دانیم که برخی از ژن های مرتبط با رفتار اجتماعی بین سگ ها و انسان ها مشترک است و دانشمندان امیدوارند از طریق مطالعه مدل های سگ، درک بهتری از برخی اختلالات اجتماعی در انسان به دست آورند.
آیا گربه‌ها یا سگ‌ها با انسان‌ها ارتباط نزدیک‌تری دارند؟
در هر دو مورد، این موجودات دارای سطح بالایی از هوش هستند که آنها را قادر می سازد قرن ها در کنار انسان ها زندگی کنند. اگرچه ممکن است فکر کنید که سگ ها از نظر تکامل به انسان نزدیک تر هستند، اما به نظر می رسد که گربه ها در واقع 90.2 درصد از DNA ما را به اشتراک می گذارند. اگرچه ممکن است احساس کنید که سگ‌ها ما را عمیق‌تر درک می‌کنند، اما در کمال تعجب، این گربه‌ها هستند که از نظر ژنتیکی به ما نزدیکتر هستند.
بیشتر DNA را با چه گونه هایی به اشتراک می گذاریم؟
نزدیک ترین خویشاوندان ما میمون های بزرگ خانواده انسان سانان هستند. اورانگوتان ها، شامپانزه ها، گوریل ها و بونوبوها از این خانواده هستند.انسان ها 98.8 درصد از DNA خود را با بونوبوها و شامپانزه ها به اشتراک می گذارند، در حالی که گوریل ها و انسان ها 98.4 درصد از DNA یکسان را دارند. با این حال، زمانی که ما شروع به بررسی میمون هایی می کنیم که بومی آفریقا نیستند، تفاوت ها در DNA افزایش می یابد. به عنوان مثال، تنها 96.9 درصد از DNA در انسان و اورانگوتان یکسان است. شامپانزه‌ها و بونوبوها به‌عنوان نزدیک‌ترین خویشاوندان زنده انسان‌ها به‌طور گسترده در محیط‌های تحقیقاتی مختلف مورد مطالعه قرار گرفته‌اند.
نتیجه گیری
در نتیجه، تحقیقات DNA حیوانی یک زمینه نوظهور است که بینش باورنکردنی را در مورد تکامل حیات در این سیاره ارائه می دهد. اگر احساس می کنید به سگ خود نزدیک هستید، جای تعجب نیست! سگ‌ها و انسان‌ها هزاره‌ها با هم تکامل یافته‌اند و شما 84 درصد از DNA خود را با حیوان خانگی خود به اشتراک می‌گذارید. سگ‌ها در حال حاضر کارهای زیادی برای ما انجام می‌دهند، و اکنون توالی‌بندی DNA سگ دیدگاه‌های جدیدی را در مورد تحقیقات در زمینه بیماری، ژنومیک، ژنتیک و تکامل به دانشمندان می‌دهد.
