V současnosti se na RuNetu tu a tam objeví mýtus, že „prase je geneticky blíže lidem než šimpanz“. Na toto téma jsme již krátce psali, ale mylná představa je velmi vytrvalá.
Obrátili jsme se na genetiky s otázkou: jak blízko jsou si prasata a lidé geneticky?
Vladimir Aleksandrovič Trifonov: Čísla homologie genomu mají spíše nízkou hodnotu, vše silně závisí na tom, co s čím porovnáváme: zda bereme v úvahu strukturální změny v genomu, zda bereme v úvahu opakované sekvence, nebo mluvíme pouze o substitucích v kódování. regionech.
Jako srovnávací cytogenetik mohu říci, že evoluci karyotypů prasat provázelo velké množství přestaveb – dokonce 11 zlomů a 9 inverzí oddělilo prasata od společného předka s přežvýkavci a kytovci, plus k 7 fúzím a třem inverzím došlo v linii prasat po oddělení pekarií. Když zkonstruujeme molekulární fylogeneze ze sekvenačních dat, prase nikdy nespadá do příbuzných osoby, takových údajů lze citovat mnoho a jsou mnohem přesnější a spolehlivější než obecné odhady molekulárních rozdílů. Mezi genomy prasat a lidí jsou statisíce rozdílů, proto se k jejich hodnocení používají speciální programy, které staví fylogenetické stromy na základě podobností a rozdílů mnoha znaků. Pozice na fylogenetickém stromě přesně odráží míru podobnosti nebo rozdílu mezi druhy.
Fylogenetikové mají své potíže a své spory, ale málokdo dnes pochybuje o některých základních myšlenkách. Zde jsou například tři nedávné články, kde byly fylogeneze konstruovány různými skupinami (které jsou obecně uznávanými odborníky v této oblasti) na základě různých znaků převzatých ze sekvencí DNA:
Rodokmen savců založený na molekulárně genetických datech. Je vidět, že prase je od člověka dál než myš, králík a dikobraz.
Zdroj: William J. Murphy et al. Použití genomických dat k odhalení kořene fylogeneze placentárních savců. Genome Res. 2007 17:418.
- Conrad A. Matthee a kol. Indelova evoluce savčích intronů a využití nekódujících jaderných markerů v eutherické fylogenetice. Molecular Phylogenetics and Evolution 42 (2007) 827–837.
- Olaf R. P. Bininda-Emonds a kol. Opožděný vzestup současných savců. Nature, Vol 446|29. března 2007.
- William J. Murphy a kol. Použití genomických dat k odhalení kořene fylogeneze placentárních savců. Genome Res. 2007 17: 413-421.
Ve všech publikovaných fylogenezích (viz např. obrázek vpravo) prase pevně zaujímá své místo mezi artiodaktyly a člověk „nevyskočí“ z řádu primátů, tj. data získaná z analýzy různých sekvencí DNA na tuto otázku stejně odpovídají a potvrzují v této věci fylogeneze postavené na morfologických charakteristikách již v 19. století.
Michail Sergejevič Gelfand: Abych byl upřímný, neřeknu hned o přesném % shod DNA a není příliš jasné, co by to znamenalo: v genech? v intergenových prostorech? Většina prasečího genomu se prostě s lidmi (na rozdíl od šimpanzů) neshoduje, takže nemá smysl mluvit o procentech shod. Každopádně prase je od člověka dál než myš. Ale ti, kdo mají blízko k prasatům, jsou velryby (ačkoli mají ještě blíž k hrochům).
Konstantin Zadorozhny, šéfredaktor časopisu pro učitele „Biologie“ (Ukrajina): V e-booku respektovaného S.V. Drobyshevského „The Missing Link“ je uvedeno, že druhý lidský chromozom vznikl jako výsledek fúze dvou chromozomů rodového druhu, které u šimpanzů zůstaly nespojené (osobně jsem se setkal s tímto informace dříve, ale prakticky nebyly zahrnuty v populárních publikacích). V souladu s tím otázka pro jednoho z odborníků. V jaké fázi lidské evoluce (raní hominidi, australopitékové, raní homo atd.) k této chromozomální aberaci došlo? Je možné toto určit?
Vladimir Aleksandrovič Trifonov: Rád Vám odpovím na Váš dotaz, jelikož fúze chromozomů předka šimpanze a člověka (odpovídající šimpanzím chromozomům PTR12 a PTR13) je skutečně poslední významnou událostí, která změnila lidský karyotyp.
Začněme u předka lidoopů – srovnávací genomické údaje naznačují, že tyto dva prvky karyotypu byly akrocentrické a právě v této nezměněné podobě byly zachovány u orangutana.
Dále u společného předka lidí, goril a šimpanzů dochází k pericentrické inverzi, kdy se jeden z těchto prvků změní na submetacentrický (tento prvek odpovídá šimpanzímu chromozomu PTR13 a gorilímu chromozomu GGO11). Poté u společného předka lidí a šimpanzů dochází k další pericentrické inverzi (v homologu šimpanzího chromozomu PTR12), která jej mění v submetacentrickou.
A konečně poslední událostí v linii Homo je fúze dvou submetacentrik za vzniku lidského chromozomu HSA2. Nejedná se o Robertsonovu (centrickou) fúzi, ale o tandemovou, kde si centromera PTR12 zachovává svou funkci, centromera PTR13 je inaktivována a v místě tandemové fúze jsou nalezena telomerická místa předků (Ijdo et al., 1991).
Na základě doby vzniku lidského chromozomu HSA2 můžeme pouze říci, že k fixaci tohoto přeuspořádání došlo po divergenci linií člověk-šimpanz, tzn. ne dříve než před 6.3 miliony let.
Nemyslím si, že by u lidoopů byl zvýšený výskyt Robertsonových translokací. Mají velmi konzervativní karyotypy, měnící se v průběhu milionů let, během této doby došlo k desítkám významných transformací v karyotypech druhů jiných taxonů. Existují důkazy z klinické cytogenetiky ukazující na frekvenci 0.1 % u lidské meiózy (Hamerton et al., 1975). Analýza genomu však ukazuje, že takové přeuspořádání nebyly v lidské linii zaznamenány.
Alexey (dopis redakci): Otázky vyvstávají během přednášek o genomice pro Fyzikálně technologický ústav. Gen nebyl definován.
Světlana Aleksandrovna Borinskaya: Bylo snadné definovat gen, když se o něm moc nevědělo. Například „gen je jednotka rekombinace“ nebo „gen je úsek DNA, který kóduje protein“, „Jeden gen – jeden enzym (nebo protein)“, „Jeden gen – jeden znak“.
Nyní je jasné, že situace je složitější jak s rekombinací, tak s kódováním. Geny mají různé struktury, někdy docela složité.Jeden gen může kódovat mnoho různých proteinů. Jeden protein může být kódován různými fragmenty DNA umístěnými ve velké vzdálenosti v genomu, jejichž produkty (RNA nebo polypeptidové řetězce) se při zrání spojují do jednoho polypeptidu.
Kromě toho gen obsahuje regulační oblasti. A existují i geny, které nekódují proteiny, ale kódují pouze molekuly RNA (kromě známých ribozomálních RNA jsou to molekuly RNA, které jsou součástí dalších molekulárních strojů, nedávno objevené mikroRNA a další
typy RNA). Proto nyní existuje mnoho definic toho, co je gen. Gen je pojem, který je obtížné shrnout do jedné krátké, všezahrnující definice.
Alex: Lze molekulu DNA považovat za součást genomu?
S.B.: Genom je DNA. Nebo kompletní sada molekul DNA organismu (v samostatné buňce) = genom.
Nemyslíme tím buňky, ve kterých dochází během vývoje k přestavbám DNA (např. buňky imunitního systému u savců nebo živočišné buňky, ve kterých dochází ke „zmenšení chromatinu“ – ztrátě významné části DNA během vývoje).
Alex: Lze na základě genetické mapy E. coli uvedené v textu předpokládat, že je jasné, který gen co kóduje?
S.B.: E. coli je nejstudovanější bakterií, ale ani u ní stále nejsou známy funkce všech genů. Ačkoli nukleotidová sekvence genu může být použita k „odvození“ aminokyselinové sekvence proteinu. U dobře prostudovaných bakterií má přibližně polovina genů známé funkce proteinů, které kódují. U některých genů bylo získáno experimentální potvrzení funkcí, u jiných jsou předpovědi provedeny na základě podobnosti proteinové struktury s jinými proteiny se známými funkcemi.
Alex: Chápu správně, že počet nukleotidů obsažených v genu je pro každý gen jiný? Není zde žádný vzor.
S.B.: Přesně.
Alex: Mohou mít různé geny přesně stejnou nukleotidovou sekvenci, ale liší se pouze umístěním?
S.B.: Pravděpodobně neexistují absolutně identické geny. Existují však geny umístěné v různých částech genomu s velmi podobnými nukleotidovými sekvencemi. Pouze se jim neříká „analogové“, ale „homologické“. Tyto geny jsou výsledkem duplikace genu předků. Postupem času akumulují nukleotidové substituce. A čím blíže k nám je doba duplikace, tím jsou si geny podobnější. Genové duplikace se vyskytují ve všech organismech, od bakterií po lidi.
Navíc různé geny u různých lidí mohou být obsaženy v různém počtu kopií. Počet kopií může ovlivnit aktivitu odpovídajících genových produktů. Například různý počet genů pro určité cytochromy ovlivňuje rychlost metabolismu a vylučování léčiv z těla a podle toho se doporučují různé dávky.
Alex: Také bych rád slyšel názor odborníků ohledně poskytnutých materiálů Garjajev (myšleno tzv. teorie „vlnového genomu“). Tvrdí, že jeho experimenty jsou potvrzeny experimentálně v laboratořích. Je to tak. Co na to říct?
S.B.: I vy můžete říkat, co chcete. Ale vědecký svět bude věnovat pozornost vašim prohlášením pouze v případě, že budou publikována v recenzovaných vědeckých časopisech a dokonce předložena s popisem podrobností experimentu, což umožní jeho opakování.
Pan Garjajev své „objevy“ nepublikuje ve vědeckých časopisech, pouze je sděluje novinářům. Neexistují žádné údaje o „experimentech“, které provedl, pouze jeho slova. Ať ukážou alespoň laboratorní deník s podrobným záznamem podmínek a výsledků pokusů.
- Co je u nás opičí? Genetika
- O genetických rozdílech mezi člověkem a šimpanzem
- Klonování neandrtálce je stále nereálné.
- Proč se jako dárci orgánů používají prasata a ne šimpanzi?
- Geny, které jsme ztratili
MOSKVA, 28. listopadu – RIA Novosti, Alfiya Enikeeva. Před půldruhým stoletím zpráva, že člověk je příbuzným opice, pobouřila polovinu světa. Dnes přináší luštění genomů podobná překvapení téměř každý měsíc. Vědci díky novým technologiím objevili úzké souvislosti mezi zdánlivě velmi vzdálenými živočišnými druhy. Nejneočekávanější rodinné vazby v přírodním světě – v materiálu RIA Novosti Medúzy a korály Rostlinné korály (dokonce mají letokruhy, podobné stromovým) a medúzy, které umí plavat, jsou vlastně nejbližší příbuzní. Mají podobnou stavbu těla; oba mají chapadla a bodavé buňky pro lov a ochranu před nepřáteli. Patří proto ke stejnému typu – cnidarians, nebo cnidarians.Přes jejich blízký vztah a někdy znatelné rozdíly ve velikosti, koráli často loví své aktivnější bratrance. Za tímto účelem se spojují v „gangy“. Některé polypy zachytí medúzu a znehybní její chapadla, zatímco jiné pomalu roztrhají oběť na kusy. Vědci zatím nepřišli na to, jak se koráli vzájemně ovlivňují. Není také jasné, jak neutralizují jed medúz. Pravděpodobně, díky svému blízkému vztahu, jsou vůči němu koráli prostě imunní Pavouci a vrápenci Žijící na ruském Dálném východě, jihovýchodní Asii a atlantickém pobřeží Severní Ameriky byli vrápenci odedávna mylně považováni za kraby. Ale jak se ukázalo, jejich nejbližší příbuzní žijí na souši. Jedná se o pavouky a štíry.Vrápci jsou podobní pavoukům v několika párech očí a stavbou těla. Ale vrápenci nikdy nebydleli na souši. Posledních dvě stě milionů let žili na bahnitém dně mělkého moře a na břeh se dostávali pouze v období rozmnožování. Kromě toho se vejce kladou pouze tam, kde se narodila.Jak vědci zjistili, vrápenci si nepamatují ani samotnou pláž, ale její písek. V zajetí se rozmnožují pod podmínkou, že půda, ve které se narodili, byla umístěna do jejich akvária. Jak vrápenci rozlišují původní zrnka písku od úplně stejných z jiné pláže, je stále nejasné Sokoli a vrabci Nejbližšími příbuznými vrabců jsou sokoli a papoušci, tvrdí biologové z univerzity v Münsteru (Německo). Vědci k tomuto závěru dospěli poté, co v genomech sokolů, papoušků a pěvců objevili sedm identických sekvencí transposonů – speciálních mobilních elementů DNA získaných jejich společným předkem nebo je tam „vložily“ staré retroviry. Tyto sekvence se u jiných ptáků nenacházejí, navíc byly v genomech papoušků a pěvců nalezeny další tři společné oblasti, což z těchto ptáků činí velmi blízké příbuzné. Vědci dokonce navrhují zkombinovat tři příbuzné řády ptáků do nadřádu Eufalconimorphae – „skuteční sokolovití“ a umístit vrabce a papoušky do jednoho řádu Psittacopasserae – „kojci a papoušci“. Sloni a jejich miniaturní příbuzní Hyraxes, malí býložravci velikosti kočky, žijí v Africe a na Středním východě. Pro svou vnější podobnost s hlodavci byli považováni za příbuzné morčat. Vědci však věnovali pozornost struktuře končetin a umístění vnitřních orgánů a navrhli, že hyraxy mohou být blízko k proboscis – tedy slonům. Analýza genomů hyraxů a slonů to potvrdila, když pomineme rozdíl ve velikosti a podíváme se blíže, mají tato zvířata mnoho společného. Přední zuby hyraxů rostou po celý život a mají podobnou strukturu jako kly a na špičkách tlapek mají tato zvířata zploštělé „sloní“ nehty. Hyraxy a proboscidy navíc nemají žlučník Velryby a krávy V roce 1992 byly v Pákistánu objeveny pozůstatky Pakiceta, starověkého zvířete, které žilo přibližně před 48 miliony let. Toto tenkonohé zvíře s drobnými kopýtky se cítilo dobře ve vodě i na souši. Další zkoumání fragmentů kostry ukázalo, že Pakicetovy kotníkové kosti jsou jako kosti hrochů, krav a prasat a lebka je jako velryba. Ukázalo se, že kytovci a artiodaktylové patřili do stejné skupiny zvířat (dokonce se objevil termín „kytovci“), hroch byl prohlášen za nejbližšího příbuzného ze všech kytovců. Ale v roce 2017, po analýze genomů několika druhů mořských savců a jejich domnělých suchozemských bratranců, vědci zjistili, že nejbližším příbuzným zubatých velryb, zejména kosatek, je obyčejná domácí kráva. A pokud je kráva mírumilovný býložravec, pak je jeho bratranec jedním z nejnebezpečnějších mořských predátorů.
