Nima uchun odamlar va cho'chqalar juda ko'p o'xshashliklarga ega? Zamonaviy genomikaning yutuqlari: cho'chqaning odamga o'xshashligi
PostNauka ilmiy afsonalarni rad etadi va keng tarqalgan noto'g'ri tushunchalarga qarshi kurashadi. Mutaxassislarimizdan genlarning inson organizmidagi o‘rni va irsiyat mexanizmlari to‘g‘risida aniq tasdiqlangan g‘oyalarga izoh berishni so‘radik.
Genetik jihatdan, cho'chqa odamlarga eng yaqin.
Bu yolg'on.
Bu savolni tekshirish juda oson: siz shunchaki odamlar va boshqa sutemizuvchilarning genomlari ketma-ketligini olasiz va ular kimga ko'proq o'xshashligini ko'rasiz. U erda hech qanday mo''jiza sodir bo'lmaydi. Eng muhimi, odam - gorilla, boshqa primatlar, keyin kemiruvchilar. Cho'chqa u erda yoki yaqinida emas.
Agar bu ishni ko'rib chiqsak, natija kulgili bo'ladi, chunki cho'chqaning eng yaqin qarindoshlari gippos va kitlardir. Bu molekulyar evolyutsion biologiyaning muvaffaqiyati, chunki kitlar shunchalik o'zgarganki morfologik xususiyatlar ularning kimga o'xshashligini tushunish juda qiyin edi.
Afsonaning mumkin bo'lgan manbai cho'chqada to'qimalarni inson immunitet tizimi tomonidan tanib olinadigan ba'zi oqsillarning etishmasligi bo'lishi mumkin. Cho'chqa go'shti organlari haqiqatan ham sutemizuvchilar orasida ularni odamlarga ko'chirib o'tkazish uchun eng yaxshisidir, ayniqsa bu genetik jihatdan o'zgartirilgan cho'chqa bo'lsa, unda ba'zi genlar qo'shimcha ravishda bostiriladi. Shimpanzelar ko'proq mos keladi, lekin hech kim odamni qutqarish uchun shimpanzelarni qiynoqqa solishga yo'l qo'ymaydi.
Har holda, "genetik" juda to'g'ri atama emas. Masalan, genetik jihatdan amakivachchalar to'rtinchi amakivachchalarga qaraganda bir-biriga yaqinroq deb aytish mumkin. Bir-biri bilan chatishmagan hayvonlarni solishtirsangiz, unda genetika yo'q. Genetika - bu ikki shaxs kesishganida naslda nima sodir bo'lishini aytadigan fan. To'g'ri atama "filogenetik", ya'ni kelib chiqishini aks ettiruvchi bo'ladi. Va umumiy kelib chiqishi nuqtai nazaridan, cho'chqa odamlardan ko'ra itlarga yaqinroqdir.
Mixail Gelfand
Biologiya fanlari doktori, professor, "Skoltech" hayot fanlari markazi, Rossiya Fanlar akademiyasining Axborot uzatish muammolari instituti direktorining o'rinbosari, Evropa akademiyasining a'zosi, mukofot laureati A. A. Baeva, Ta’lim va fan vazirligi Jamoatchilik kengashi a’zosi
Genlar insonning barcha individual xususiyatlarini aniqlaydi
Bu haqiqat, lekin qisman.
Bu genlar qanday ishlashi muhim va bu ishga ko'plab omillar ta'sir qilishi mumkin. Masalan, bitta nukleotid polimorfizmi yoki SNP deb ataladigan DNK ketma-ketligidagi individual farqlar. Ushbu SNPlarning 120 ga yaqini har birimizni ota-onadan, aka-uka va opa-singillarimizdan ajratib turadi. Bundan tashqari, epigenetik, ya'ni supragenetik deb ataladigan, DNK ketma-ketligiga ta'sir qilmaydigan, lekin genlarning ishiga ta'sir qiluvchi ko'plab genom modifikatsiyalari mavjud. Bundan tashqari, atrof-muhitning ma'lum genlarning ifodalanishiga juda katta ta'sirini inkor etib bo'lmaydi. Ko'pchilik illyustrativ misol- genomlari bir-biriga iloji boricha yaqin bo'lgan bir xil egizaklar, ammo biz fiziologik va xulq-atvorda aniq farqlarni ko'rishimiz mumkin. Bu genomning, epigenetikaning va ta'sirini juda yaxshi ko'rsatadi tashqi omillar chorshanba.
Siz ma'lum bir xususiyatning namoyon bo'lishiga genetika va tashqi omillarning hissasini baholashga harakat qilishingiz mumkin. Agar biz Daun sindromi kabi juda og'ir genetik sindromlarga olib keladigan kasallikni keltirib chiqaradigan mutatsiyalar haqida gapiradigan bo'lsak, unda genlarning hissasi yuz foizni tashkil qiladi. Parkinson kasalligi, turli xil saraton turlari bilan bog'liq "kichik" buzilishlar uchun, ma'lum bir mutatsiyaga uchragan odamlar qanchalik tez-tez mos keladigan sindromni ko'rsatishi haqida taxminlar mavjud va ular bir necha foizdan bir necha o'n foizgacha o'zgarishi mumkin. Agar biz bir vaqtning o'zida ko'plab genlarning ishini o'z ichiga olgan murakkab xususiyatlar haqida gapiradigan bo'lsak, masalan, xulq-atvor xususiyatlari, bu, masalan, genetik jihatdan qo'yilishi mumkin bo'lgan gormonlar darajasiga ta'sir qiladi, ammo ijtimoiy muhit ham muhim rol o'ynaydi. roli. Shuning uchun, foiz juda aniq emas va o'ziga xos xususiyatga kuchli bog'liq.
Bu afsona qisman to'g'ri: biz bir-birimizdan DNK ketma-ketligi bilan farq qilishimizni hamma biladi, ma'lum bir polimorfizm (mutatsiya) ko'z rangi, jingalak va tez yugurish qobiliyati bilan bog'liqligi haqida ko'plab ilmiy maqolalar mavjud. Lekin har bir kishi supragenetik omillarning hissasi haqida o'ylamaydi va tashqi muhit har qanday xususiyatni ifodalashda, bundan tashqari, bu hissani baholash juda qiyin. Ko'rinib turibdiki, bu kabi afsonaning paydo bo'lishiga sabab bo'lgan.
Mariya Shutova
biologiya fanlari nomzodi, Tadqiqotchi Rossiya Fanlar akademiyasi Umumiy genetika instituti Hujayra texnologiyalarining genetik asoslari laboratoriyasi
Genom tahlili etnik kelib chiqishini aniqlashi mumkin
Bu yolg'on.
Biriga yoki boshqasiga tegishli etnik guruh genlar emas, balki madaniyat bilan belgilanadi. Oila insonning qaysi etnik guruhga (yoki ota-onasi boshqa millatga mansub bo'lsa, guruhlarga) bog'lanishiga ta'sir qiladi. Lekin bu ta’sir genlar bilan emas, balki tarbiya, inson ulg‘aygan jamiyat an’analari, u gapiradigan til va madaniyatning boshqa ko‘plab xususiyatlari bilan belgilanadi.
Albatta, har bir kishi ota-onasidan nafaqat til va tarbiya, balki genlarni ham oladi. Bolaning qaysi ota-ona genlarini meros qilib olishi sperma va tuxumning birlashishi bilan belgilanadi. Aynan shu daqiqada shaxsning genomi - hamma narsaning umumiyligi shakllanadi irsiy ma'lumotlar, bu atrof-muhit bilan o'zaro ta'sirda organizmning keyingi rivojlanishini belgilaydi.
Migratsiya va xalqlarning aralashib ketishi bilan aralashgan alohida guruhlarning izolyatsiyasi jarayonlari genetik "izlar" qoldiradi. Agar guruh ichidagi nikohlar soni tashqaridan keladigan genlar oqimidan ortiq bo'lsa, unda bunday guruhda gen variantlari to'planadi, ular spektri va paydo bo'lish chastotasi bo'yicha uni qo'shnilaridan ajratib turadi.
Bunday farqlar dunyoning turli mintaqalarida yashovchi va turli millatga ega bo'lgan aholi guruhlarini o'rganishda aniqlandi. Shuning uchun genom tahlili insonning qarindoshlari va ajdodlari qaysi guruhga tegishli ekanligini ko'rsatishi mumkin - agar bu ko'proq yoki kamroq uzoq qarindoshlar populyatsiya genetikasi tomonidan o'rganilgan bo'lsa va tadqiqot davomida ular o'zlarining etnik kelib chiqishini ko'rsatgan bo'lsalar. Ammo bu tahlil tahlil qilinayotgan genom egasining millati yoki etnik kelib chiqishini bildirmaydi - bu millat uning qarindoshlariniki bilan bir xil bo'lishi mumkin (ayniqsa, ular yaqin qarindoshlar bo'lsa), lekin u butunlay boshqacha bo'lishi mumkin.
Xalqaro olimlar konsorsiumi hayvonlarning genetik kodini ochishda navbatdagi muvaffaqiyatni e'lon qildi. Bu gal uy cho‘chqasi (Sus scrofa domesticus) va uning yaqin qarindoshi yovvoyi cho‘chqa (Sus scrofa) genomlari to‘liq ketma-ketlashtirildi. Yangi tadqiqotning dastlabki tafsilotlari Nature jurnalida chop etildi.
Nebraska universitetining tadqiqot hammuallifi Ronni Green, "Biz cho'chqa genomini ochishimiz va bu ma'lumotni ommaga ochiq qilishimiz juda muhim", dedi.
Cho'chqa DNKsi 2,6 milliard tayanch juftlikdan iborat va deyarli 22 ming genni o'z ichiga oladi. Olimlar cho‘chqa genetik kodining alohida bo‘limlarini odamlar, sichqonlar, itlar, otlar va sigirlarning genomlari bilan solishtirgan. Bu cho'chqalar evolyutsiyasining yangi tafsilotlarini aniqlash va ochish imkonini berdi qiziqarli xususiyatlar ularning fiziologiyasi.
Tadqiqotchilar Yevropa va Osiyoning turli mintaqalaridan kelgan o‘nta yovvoyi cho‘chqa turlarining genetik kodini taqqoslab, ularning qadimgi ajdodlarining Yevroosiyo bo‘ylab ko‘chishi tasvirini ham tikladilar. Ma'lum bo'lishicha, Evropa va Osiyo chiziqlari deyarli million yil oldin ajralib ketgan.
Illinoys universitetidan Lorens Shook: "Bu shoxlar shunchalik uzoq vaqt oldin ajralib ketganki, biz ularni kichik turlar deb aytishimiz mumkin," deydi Illinoys universitetidan. "Biz Sharqiy va G'arbiy cho'chqa zotlari o'rtasida bir xil farqni topdik. Bu cho'chqalar mustaqil ravishda xonakilashtirilganligini aniq ko'rsatadi. g'arbiy Evroosiyo va Sharqiy Osiyoda."
Olimlar uy cho'chqalarining ba'zi gen guruhlari juda tez evolyutsion o'zgarishlarga uchraganligini aniqladilar. Bu, ayniqsa, immunitet va hid hissi uchun mas'ul bo'lgan genlarga tegishli. Masalan, ular viruslarga qarshi turadigan interferon oqsilini kodlovchi 39 ta genni topdilar. Bu odamlarnikidan ikki baravar ko'p.
Qizig'i shundaki, yaxshi rivojlangan hid hissi bilan cho'chqalar yomon ta'mga ega. Shunday qilib, ularda achchiq ta'm retseptorlari uchun mas'ul bo'lgan juda kam genlar mavjud. Bu ularga odamga jirkanch bo'lgan narsalarni xursandchilik bilan eyishga imkon beradi. Shirin va sho'r ovqatlarni ajratib turuvchi retseptorlarda ham sezilarli farqlar topilgan.
Olimlarning fikricha, bu xususiyatlar cho'chqalar nima uchun odamlar tomonidan uy hayvonlari sifatida tanlanganligini tushuntirishi mumkin. Ular odamlar yemaydigan narsalar bilan oziqlanishi mumkin.
Cho'chqalarga bo'lgan zamonaviy talabga kelsak, cho'chqalar va odamlarning alohida a'zolari va to'qimalari anatomiyasidagi ajoyib o'xshashlik rol o'ynadi. Buning sharofati bilan cho'chqalar inson kasalliklarini o'rganishning asosiy ob'ektiga aylandi. Va bu borada DNK ketma-ketligi paytida olingan ma'lumotlar bunday ish uchun haqiqiy xazinadir.
"Biz odamlarda semizlik, diabet, Parkinson va Altsgeymer kabi kasalliklar bilan bog'liq bo'lgan ko'plab genlarni topdik", deydi Vageningen universiteti ish menejeri Martien Groenen.
Oxirgi tadqiqotlar nafaqat shifokorlarga, balki fermerlarga ham foyda keltiradi. Uy cho'chqalarining (cho'chqalarning) yovvoyi amakivachchalari hali ham ko'p yovvoyi tabiat... Bu shuni anglatadiki, tadqiqotchilar uy hayvonlariga yangi fazilatlarni berish uchun naslchilik maqsadlarida ishlatilishi mumkin bo'lgan genlarni tabiatda izlashlari mumkin.
Misol uchun, genetik vositalardan foydalanish ishlab chiqarilgan cho'chqa go'shti sifatini, ozuqa samaradorligini va hayvonlarning kasalliklarga chidamliligini oshirishi mumkin.
Hayvonning organini odamga ko'chirib o'tkazish unchalik oson emas. Transplantatsiya qilinadigan organ retsipientning yoshi, tana turi va vazniga mos bo'lishi kerak, genetik moslik talab qilinadi. Hatto inson donor ham juda ehtiyotkorlik bilan tanlanadi, boshqa turdagi mavjudot haqida nima deyish mumkin.
Biroq, tibbiy amaliyotning ehtiyojlari o'z shartlarini belgilaydi. Insonga eng yaqin mavjudot - shimpanze organ donoriga aylanadi, deb taxmin qilish mantiqan to'g'ri keladi, ammo transplantologlar ko'zlarini ... cho'chqaga qaratdilar. Ilm-fandan yiroq odamlar bu borada hatto Darvin nazariyasini ham shubha ostiga olishga shoshilishdi.
Ksenotransplantatsiya: afsonalar va haqiqat
Cho'chqa a'zolarini odamlarga ommaviy transplantatsiya qilish haqidagi taxminlar juda bo'rttirilgan. Bugungi kunga qadar tibbiyot mexanik funktsional to'qimalarni - yurak klapanlari, xaftaga va tendonlarni transplantatsiya qilishdan nariga o'tmadi. Transplantatsiyadan oldin to'qimalar antijenlarni yo'q qilish va bu to'qimalarni qabul qiluvchining tanasi tomonidan rad etilishini oldini olish uchun maxsus kimyoviy moddalar va ultratovush bilan ishlov beriladi. Hatto bunday greftlarni qayta ishlash jarayonida shikastlash juda oson, ularni yaroqsiz holga keltiradi, yanada murakkab shakllanishlar - yurak, buyrak yoki jigar haqida nima deyishimiz mumkin. Shuning uchun, butun cho'chqa a'zolarini odamlarga ko'chirib o'tkazish masalasi hali muhokama qilinmagan.
Ba'zi umidlar genetik jihatdan o'zgartirilgan cho'chqalarni yaratishga bog'liq. Agar genomni o'zgartirib, cho'chqa hujayralari o'z yuzasida inson glikoproteinlarini sintez qilishga majbur bo'lsa, inson immunitet tizimi bunday organlarni begona narsa sifatida qabul qilmaydi. Ammo bu usul hali ham laboratoriya tadqiqotlari bosqichida va hali ham tibbiy amaliyotda keng qo'llanilishidan uzoqdir.
Donor sifatida cho'chqaning foydalari
Mumkin organ donori sifatida cho'chqaning tanlanishi bu hayvonning odamlarga genetik yaqinligi bilan bog'liq emas. Hayvonlarga genetik jihatdan eng yaqini hali ham shimpanzedir. Ammo dunyodagi bu maymunlarning soni o'n minglab bilan o'lchanadi, bu ommaviy foydalanish uchun etarli emas. Cho'chqalar har yili millionlab so'yilgan.
To'qimalarning uyg'unligiga kelsak, ya'ni odamlarga yaqinroq hayvonlar sichqonlardir, lekin ular hajmiga mos kelmaydi va bu borada cho'chqalar odamlarga juda mos keladi.
Odamlar uzoq vaqt davomida cho'chqalarni etishtirishgan, bu hayvonlar yaxshi o'rganilgan. Ular transplantatsiya paytida yuqishi mumkin bo'lgan noma'lum dahshatli kasallikni "taqdim etishlari" dargumon. Cho'chqalar yaxshi ko'payadi va tez o'sadi, ularni boqish va saqlash nisbatan arzon.
Bularning barchasi ularni maymunlardan ko'ra cho'chqalarni afzal ko'radi, ulardan foydalanish organlar transplantatsiyasini - allaqachon arzon emas - faqat milliarderlar uchun mavjud bo'lgan xizmatga aylantiradi.
Olimlar cho'chqalar bizga maymunlarga qaraganda ancha yaqin ekanligini isbotladilar. Ba'zi cho'chqa organlari odamlarga ko'chirilishi mumkin. Nega shunday, aksincha emas?
Biz xohlaymizmi yoki yo'qmi, hammamiz cho'chqalar bilan juda ko'p umumiy narsaga egamiz. Biz hamma narsani yeyuvchi sutemizuvchilarmiz, ular osonlikcha vazn orttiradi va grippga moyil. Cho'chqalar va odamlarning sutemizuvchilar ekanligi, biz ba'zi genlarni baham ko'rishimizni anglatadi, bu esa odam va cho'chqa DNKsini o'xshash qiladi.
Olimlar cho'chqalar va odamlarning DNKsi 98 foizga o'xshash bo'lgan tadqiqotlar natijalariga murojaat qilishadi, ammo bu holatda ko'pchilik odamni 98% cho'chqa deb o'ylashadi. Biz boshqa turlar bilan baham ko'radigan genetik material miqdori siz solishtirayotgan narsangizga bog'liq.
Barcha tirik organizmlar mavjud genetik ma'lumot, deoksiribonuklein kislotada (DNK) kodlangan, genlar deb ataladigan qismlarga bo'lingan. Axborot genlar yordamida uzatiladi kimyoviy ribonuklein kislotasi (RNK) deb ataladi. Ba'zi RNK oqsillarni tashkil etuvchi aminokislotalar zanjiriga aylanadi - har bir tirik hujayraning qurilish bloklari.
Olimlar xuddi shunday asosiy funktsiyalarga ega bo'lgan oqsillarni kodlaydigan 20 000 ga yaqin sutemizuvchilar genini kashf etdilar. Shunday qilib, agar siz bizning DNKmizdagi ba'zi kodlovchi oqsillarni solishtirsangiz, bizda ko'p sonli sutemizuvchilar bilan juda ko'p umumiylik borligini bilib olasiz.
Molekulyar genetik ma'lumotlarga asoslangan sutemizuvchilarning nasl-nasabi. Ko'rinib turibdiki, cho'chqa odamdan sichqon, quyon va kirpidan uzoqroq.
">
