Psi a lidé mají dlouhou společnou historii, ale jak moc jsme si vlastně podobní? Když byla objevena struktura DNA a my jsme získali schopnost sekvenovat jak lidské, tak zvířecí genomy, nebylo velkým překvapením, když jsme zjistili, že máme mnoho společného s našimi zvířecími přáteli. Lidé a zvířata mají společné obrovské množství genetického materiálu. Skutečnost, že sdílíme velké množství DNA s lidoopy, je pochopitelná. Dokonce předvídatelné. Ale pravdou je, že také sdílíme obrovské množství DNA s jinými neprimáty. Ve skutečnosti vás možná překvapí, žepsi sdílejí 84% naší DNA! O něco více než 80%, které sdílíme s myšmi, a mnohem méně než 98%, které sdílíme s šimpanzi.
Co je DNA?
Deoxyribonukleová kyselina (DNA) je organická molekula nacházející se v jádře buněk. Obsahuje genetické instrukce pro všechny živé organismy. DNA je molekula, která kóduje genetickou informaci v buňkách a je tvořena adeninem, cytosinem, thyminem a guaninem. Molekuly DNA jsou vysoce stabilní, protože se skládají ze dvou komplementárních řetězců, které tvoří dvojitou šroubovici. Během buněčného dělení se DNA duplikuje a vytváří proteiny, které jsou nezbytné pro mnoho fyzických funkcí.
Co je to genom?
Genomy jsou sekvence DNA, které obsahují všechny genetické instrukce potřebné k budování a udržování živých tvorů, včetně lidí. Genom je kompletní sada genů přítomných v organismu. Obsahuje všechny dědičné znaky a určuje, jaké fyzické a behaviorální rysy bude mít organismus. Asi 20 000 genů tvoří genom, který se skládá ze sekvencí DNA, které kódují proteiny.
Co je sekvenování DNA?
Nukleotidy jsou organické molekuly, které tvoří struktury pro geny a proteiny. Sekvenování DNA je technika k určení sekvence nukleotidů v molekule DNA. Za tímto účelem je molekula DNA rozřezána na menší kousky a poté použita jako templát pro konkrétní řetězec RNA, který byl zkopírován z odpovídajícího komplementárního řetězce DNA. Tato RNA je pak schopna se shodovat s každým kouskem DNA a lze ji číst pomalu, jedno písmeno po druhém.
Jak víme, jaké procento DNA sdílejí dva druhy?
Nejpřesnější způsob, jak přesně určit, jaké procento DNA sdílejí dva druhy, je porovnat jejich kompletní sekvence DNA (nebo genomy) mezi sebou. Určení celé sekvence DNA zvířete je však obtížný úkol, který vyžaduje značný čas a úsilí. Vyžaduje to velké množství vybavení, zdrojů a financí.
Kdy byl sekvenován lidský genom?
V roce 2001, po deseti letech výzkumu, byl poprvé zveřejněn kompletní lidský genom. I když se genetické technologie od té doby staly mnohem levnějšími, rychlejšími a lepšími, sekvenování DNA určitého druhu stále zůstává výzvou. Každý rok se studují nové zvířecí genomy, sekvenují se a přidávají do našich znalostí o životě na této planetě.
Kdy byl sekvenován psí genom?
Psí genom byl poprvé sekvenován v roce 2005 – konkrétní vybrané zvíře byla čistokrevná boxerka jménem Tasha. Obecně lze na psí genom pohlížet jako na plán pro vytvoření genetického materiálu psa – všechny vlastnosti a chování, které pes vykazuje, jsou určeny pořadím a obsahem jeho genů. Mapování psího genomu v roce 2005 bylo mezníkem v pochopení biologie tohoto zvířete, protože poskytlo vhled do jeho evoluční historie a jeho vztahu s lidmi.
Potřebujete celý genom, abyste pochopili, jak jsou dvě zvířata příbuzná?
Nepotřebujete sekvenovat celý genom dvou tvorů, abyste získali obecný přehled o tom, jak jsou příbuzní. Ve skutečnosti již vědci dávali dohromady předpovědi o tom, jak blízcí jsou lidé s jinými zvířaty, dlouho předtím, než byly vůbec sekvenovány jakékoli genomy. Je to proto, že je možné odhadnout, jak podobná je DNA těchto dvou druhů, aniž bychom znali úplnou sekvenci jejich DNA.
Proč vědci porovnávají genomy různých druhů?
Vědci často porovnávají genomy různých druhů, aby zjistili, zda existuje společný předek, nebo zda je jeden druh geneticky blíže druhému. Srovnání mezi lidmi a neandrtálci může být například vhodné, protože se předpokládá, že lidé pocházejí z neandrtálců. Vědci používají srovnání k odvození předků a evoluce. Studium genomů může výzkumníkům pomoci pochopit, jak geny ovlivňují vlastnosti. Porovnání lidských genů s podobnými zvířecími geny může pomoci určit jejich funkci. Tyto informace pak můžeme použít k tomu, abychom se dozvěděli o nemocech u tohoto druhu a také u lidí.
Co nás podobnosti a rozdíly v DNA učí?
O evoluci se můžeme dozvědět také zkoumáním podobností nebo rozdílů v DNA mezi druhy a v důsledku toho můžeme vidět, které geny zůstávají stejné a které se v průběhu času mění. Srovnání DNA nám říká o vývoji našeho druhu. Jak se formy života vyvíjejí, mění se jejich DNA. Tyto změny způsobují mutace, ke kterým dochází při replikaci DNA. Podobnost může naznačovat úzký vztah mezi dvěma organismy a může nám také říci, zda dva organismy sdílejí společného předka.
Co jsme se díky výzkumu DNA naučili o psech a lidech?
Psi a lidé sdílejí 84 % své DNA, což ze psů dělá ideální zvířata pro studium lidských chorobných procesů. Vědci se zajímají zejména o nemoci, které postihují psy i lidi – lidé a jejich psí přátelé jsou oba postiženi onemocněním sítnice, šedým zákalem a retinitis pigmentosa. Vědci studují a zkoumají léčbu těchto nemocí u psů v naději, že budou prospěšné i pro lidi.
Psi jsou také studováni a léčeni na rakovinu, epilepsii a alergie, aby se vyvinula úspěšnější léčba pro lidi. Je zajímavé poznamenat, že více než 58 % genetických onemocnění přítomných u psů je přímým ekvivalentem lidských onemocnění způsobených mutacemi ve stejných genech.
Jaké jsou některé geny, které sdílejí psi a lidé?
Před 10 000 až 30 000 lety došlo ke dvěma případům domestikace psů, kdy lidé zkrotili vlky a udělali z nich psy různých plemen, přičemž ty s nejvyšší mírou sociality si nechali pro další chov. Nyní víme, že některé geny spojené se sociálním chováním sdílejí psi a lidé a vědci doufají, že prostřednictvím studia psích modelů lépe porozumí některým sociálním poruchám u lidí.
Jsou kočky nebo psi blíže příbuzní lidem?
V obou případech se u těchto tvorů vyvinula vysoká úroveň inteligence, která jim umožnila žít po staletí vedle lidí. I když si možná myslíte, že psi jsou z hlediska evoluce blíže lidem, ukazuje se, že kočky ve skutečnosti sdílejí 90,2 % naší DNA. I když možná máte pocit, že nám psi rozumí hlouběji, jsou to kočky, které jsou nám překvapivě geneticky bližší.
S jakými druhy sdílíme nejvíce DNA?
Naši nejbližší příbuzní jsou lidoopi z čeledi Hominidae. Do této rodiny patří orangutani, šimpanzi, gorily a bonobové. Lidé sdílejí 98,8 % své DNA s bonoby a šimpanzi, zatímco gorily a lidé mají 98,4 % stejné DNA. Rozdíly v DNA se však zvětšují, jakmile se začneme dívat na lidoopy, které nepocházejí z Afriky. Například pouze 96,9 % DNA u lidí a orangutanů je stejných. Jako nejbližší žijící příbuzní lidí byli šimpanzi a bonobové rozsáhle studováni v různých výzkumných prostředích.
Závěr
Na závěr, výzkum zvířecí DNA je nově vznikající obor, který poskytne neuvěřitelný vhled do vývoje života na této planetě. Pokud se cítíte blízko svého psa, není to žádné překvapení! Špičáci a hominidi se společně vyvíjeli po tisíciletí a se svým mazlíčkem sdílíte neuvěřitelných 84 % své DNA. Psi už pro nás dělají tolik a nyní sekvenování psí DNA dává vědcům nové pohledy na výzkum nemocí, genomiky, genetiky a evoluce.
