Koertel ja inimestel on pikk ühine ajalugu, kuid kui sarnased me tegelikult oleme? Kui DNA struktuur avastati ja saime võime järjestada nii inimese kui ka looma genoome, ei olnud suur üllatus teada saada, et meil on oma loomasõpradega palju ühist. Inimesed ja loomad jagavad tohutul hulgal ühist geneetilist materjali. Asjaolu, et jagame ahvidega suures koguses DNA-d, on mõistetav. Isegi etteaimatav. Kuid tõde on see, et me jagame suurel hulgal DNA-d ka teiste mitteprimaatidega. Tegelikult võite olla üllatunud, kui teate, etkoerad jagavad 84% meie DNA-st! Veidi rohkem kui 80%, mida jagame hiirtega ja palju vähem kui 98%, mida jagame šimpansid.
Mis on DNA?
Desoksüribonukleiinhape (DNA) on orgaaniline molekul, mida leidub rakkude tuumas. See sisaldab kõigi elusorganismide geneetilisi juhiseid. DNA on molekul, mis kodeerib rakkudes geneetilist teavet ja koosneb adeniinist, tsütosiinist, tümiinist ja guaniinist. DNA molekulid on väga stabiilsed, kuna need koosnevad kahest komplementaarsest ahelast, mis moodustavad topeltheeliksi. Rakkude jagunemise käigus DNA dubleerib ennast ja loob valke, mis on olulised paljude füüsiliste funktsioonide jaoks.
Mis on genoom?
Genoomid on DNA järjestused, mis sisaldavad kõiki elusolendite, sealhulgas inimeste, ehitamiseks ja hooldamiseks vajalikke geneetilisi juhiseid. Genoom on organismis esinevate geenide täielik komplekt. See sisaldab kõiki pärilikke tunnuseid ja määrab, millised füüsilised ja käitumuslikud omadused organismil on. Umbes 20 000 geeni moodustavad genoomi, mis koosneb valke kodeerivatest DNA järjestustest.
Mis on DNA sekveneerimine?
Nukleotiidid on orgaanilised molekulid, mis moodustavad geenide ja valkude struktuurid. DNA sekveneerimine on meetod nukleotiidide järjestuse määramiseks DNA molekulis. Selleks lõigatakse DNA molekul väiksemateks tükkideks ja seejärel kasutatakse mallina konkreetse RNA ahela jaoks, mis on kopeeritud DNA-ga sobivast komplementaarsest ahelast. See RNA suudab seejärel sobituda iga DNA tükiga ja seda saab lugeda aeglaselt, üks täht korraga.
Kuidas me teame, kui suur osa DNA-st jagab kahte liiki?
Kõige täpsem viis täpselt kindlaks teha, kui suur protsent DNA-st on kahe liigi vahel jagatud, on võrrelda nende täielikke DNA järjestusi (või genoome) omavahel. Looma kogu DNA järjestuse määramine on aga keeruline ülesanne, mis nõuab märkimisväärset aega ja vaeva. Selleks on vaja palju seadmeid, ressursse ja rahalisi vahendeid.
Millal inimese genoom järjestati?
Aastal 2001, pärast kümmet aastat kestnud uurimistööd, avaldati esimest korda inimese terviklik genoom. Kuigi geneetilised tehnoloogiad on sellest ajast peale muutunud palju odavamaks, kiiremaks ja paremaks, on liigi DNA järjestamine endiselt väljakutse. Igal aastal uuritakse, järjestatakse uusi loomade genoome ja lisatakse meie teadmiste kogum elu kohta sellel planeedil.
Millal koera genoom järjestati?
Koera genoom järjestati esmakordselt 2005. aastal – konkreetseks loomaks valiti tõupuhas emane poksija nimega Tasha. Üldiselt võib koera genoomi vaadelda kui koera geneetilise materjali loomise kavandit – kõik koeral esinevad tunnused ja käitumisviisid on määratud tema geenide järjestuse ja sisuga. Koera genoomi kaardistamine 2005. aastal oli selle looma bioloogia mõistmisel maamärk, kuna see andis ülevaate tema evolutsiooniloost ja suhetest inimestega.
Kas teil on vaja tervet genoomi, et mõista, kuidas kaks looma omavahel seotud on?
Te ei pea olema sekveneerinud kahe olendi kogu genoomi, et saada üldist aimu nende omavahelistest seostest. Tegelikult koostasid teadlased juba ammu enne genoomide järjestamist ennustusi selle kohta, kui lähed alt olid inimesed teiste loomadega. Seda seetõttu, et on võimalik hinnata, kui sarnane on kahe liigi DNA, isegi teadmata nende DNA täielikku järjestust.
Miks teadlased võrdlevad erinevate liikide genoome?
Teadlased võrdlevad sageli erinevate liikide genoome, et teha kindlaks, kas on olemas ühine esivanem või kas üks liik on teisele geneetiliselt lähemal. Näiteks inimeste ja neandertallaste võrdlus võib olla asjakohane, sest oletatakse, et inimesed põlvnesid neandertallastest. Teadlased kasutavad võrdlust esivanemate ja evolutsiooni järeldamiseks. Genoomide uurimine võib aidata teadlastel mõista, kuidas geenid mõjutavad tunnuseid. Inimese geenide võrdlemine sarnaste loomageenidega võib aidata määrata nende funktsiooni. Seejärel saame seda teavet kasutada, et saada teavet selle liigi ja ka inimeste haiguste kohta.
Mida õpetavad meile DNA sarnasused ja erinevused?
Samuti saame evolutsiooni tundma õppida, uurides liikidevahelisi DNA sarnasusi või erinevusi ning selle tulemusena saame näha, millised geenid jäävad samaks ja millised muutuvad aja jooksul. DNA võrdlemine räägib meile meie liigi arengust. Eluvormide arenedes muutub nende DNA. Mutatsioonid, mis tekivad DNA replitseerumisel, põhjustavad neid muutusi. Sarnasus võib viidata kahe organismi vahelisele lähedasele seosele ja võib meile ka öelda, kas kahel organismil on ühine esivanem.
Mida oleme DNA-uuringute kaudu koerte ja inimeste kohta õppinud?
Koerad ja inimesed jagavad 84% oma DNA-st, mistõttu on koerad ideaalsed loomad inimese haigusprotsesside uurimiseks. Teadlased on eriti huvitatud haigustest, mis mõjutavad nii koeri kui ka inimesi - inimesi ja nende koerasõpru mõjutavad võrkkesta haigus, katarakt ja pigmentoosne retiniit. Teadlased uurivad ja uurivad nende haiguste ravimeetodeid koertel, lootuses, et need on kasulikud ka inimestele.
Samuti uuritakse ja ravitakse koeri vähi, epilepsia ja allergiate vastu, et töötada välja inimestele edukam ravi. Huvitav on märkida, et enam kui 58% koertel esinevatest geneetilistest haigustest on otsesed ekvivalendid inimeste haigustele, mis on põhjustatud samade geenide mutatsioonidest.
Millised on mõned geenid, mida koerad ja inimesed jagavad?
10 000–30 000 aastat tagasi leidis aset kaks koerte kodustamise juhtumit, kui inimesed t altsutasid hunte ja muutsid neist erinevat tõugu koerad, hoides kõrgeima sotsiaalsusega koerad edasi aretamiseks. Nüüd teame, et mõningaid sotsiaalse käitumisega seotud geene jagavad koerad ja inimesed ning koerte mudelite uurimise kaudu loodavad teadlased paremini mõista teatud sotsiaalseid häireid inimestel.
Kas kassid või koerad on inimestega tihedam alt seotud?
Mõlemal juhul on need olendid arendanud kõrge intelligentsuse taseme, mis on võimaldanud neil sajandeid inimestega koos elada. Kuigi võite arvata, et koerad on evolutsiooni poolest inimestele lähemal, selgub, et kassid jagavad tegelikult 90,2% meie DNA-st. Kuigi teile võib tunduda, et koerad mõistavad meid sügavam alt, on just kassid meile üllataval kombel geneetiliselt lähedasemad.
Milliste liikidega me DNA-d kõige rohkem jagame?
Meie lähimad sugulased on inimahvid perekonnast Hominidae. Sellesse perekonda kuuluvad orangutanid, šimpansid, gorillad ja bonobod. Inimesed jagavad 98,8% oma DNA-st bonobode ja šimpansidega, gorilladel ja inimestel on aga 98,4% sama DNA-st. Kuid erinevused DNA-s suurenevad, kui hakkame uurima inimahve, kes ei ole Aafrika päritolu. Näiteks inimeste ja orangutanite DNA-st on vaid 96,9% sama. Inimeste lähimate sugulastena on šimpanse ja bonobosid erinevates uurimisasutustes põhjalikult uuritud.
Järeldus
Kokkuvõtteks võib öelda, et loomade DNA-uuringud on arenev valdkond, mis annab uskumatu ülevaate elu arengust sellel planeedil. Kui tunnete oma koera lähedust, pole see üllatav! Koerad ja hominiidid on koos arenenud aastatuhandeid ja te jagate oma lemmikloomaga 84% oma DNA-st. Koerad teevad meie heaks juba nii palju ja nüüd annab koerte DNA järjestamine teadlastele uusi vaatenurki haiguste, genoomika, geneetika ja evolutsiooni uurimisele.
