לכלבים ולבני אדם יש היסטוריה משותפת ארוכה, אבל כמה אנחנו באמת דומים? כאשר התגלה מבנה ה-DNA וקיבלנו את היכולת לרצף את הגנום של האדם והחי, לא היה זה הפתעה גדולה לגלות שיש לנו הרבה מן המשותף עם חברינו החיות. בני אדם ובעלי חיים חולקים כמות עצומה של חומר גנטי במשותף. מובנת העובדה שאנו חולקים כמויות גדולות של DNA עם קופי אדם. אפילו צפוי. אבל האמת היא, שאנו חולקים כמויות אדירות של DNA עם אחרים שאינם פרימאטים. למעשה, אולי תופתעו לדעת שכלבים חולקים 84% מה-DNA שלנו! מעט יותר מ-80% שאנו חולקים עם עכברים והרבה פחות מ-98% שאנו חולקים איתם שימפנזים.
מהו DNA?
חומצה Deoxyribonucleic (DNA) היא מולקולה אורגנית שנמצאת בגרעין התאים. הוא מכיל את ההוראות הגנטיות עבור כל האורגניזמים החיים. DNA היא המולקולה המקודדת מידע גנטי בתאים ומורכבת מאדנין, ציטוזין, תימין וגואנין. מולקולות DNA יציבות מאוד מכיוון שהן מורכבות משני גדילים משלימים היוצרים סליל כפול. במהלך חלוקת התא, ה-DNA משכפל את עצמו ויוצר חלבונים, החיוניים לתפקודים פיזיים רבים.
מהו גנום?
גנומים הם רצפים של DNA המכילים את כל ההוראות הגנטיות הדרושות לבנייה ולתחזוקה של יצורים חיים, כולל בני אדם. הגנום הוא הסט השלם של הגנים הקיימים באורגניזם. הוא מכיל את כל התכונות התורשתיות וקובע אילו תכונות פיזיות והתנהגותיות יהיו לאורגניזם. כ-20,000 גנים מרכיבים את הגנום, המורכב מרצפי DNA המקודדים לחלבונים.
מהו רצף DNA?
נוקלאוטידים הם מולקולות אורגניות היוצרות את המבנים לגנים ולחלבונים. רצף DNA הוא טכניקה לקביעת רצף הנוקלאוטידים במולקולת DNA. לשם כך, מולקולת DNA נחתכת לחתיכות קטנות יותר ולאחר מכן משמשת כתבנית לגדיל מסוים של RNA שהועתק מהגדיל המשלים התואם של ה-DNA. RNA זה מסוגל לאחר מכן להתאים לכל פיסת DNA וניתן לקרוא אותו לאט, אות אחת בכל פעם.
איך אנחנו יודעים איזה אחוז משני מינים של DNA חולקים?
הדרך המדויקת ביותר לזהות בדיוק מהו אחוז ה-DNA המשותף לשני מינים היא להשוות את רצפי ה-DNA המלאים שלהם (או הגנומים) אחד עם השני. עם זאת, קביעת כל רצף ה-DNA של בעל חיים היא משימה קשה הדורשת זמן ומאמץ משמעותיים. זה דורש הרבה מאוד ציוד, משאבים ומימון כדי לעשות זאת.
מתי נערך רצף הגנום האנושי?
בשנת 2001, לאחר עשר שנים של מחקר, פורסם לראשונה גנום אנושי מלא. למרות שטכנולוגיות גנטיות הפכו להרבה יותר זולות, מהירות וטובות יותר מאז, רצף ה-DNA של מין עדיין נותר אתגר. בכל שנה, גנומים חדשים של בעלי חיים נחקרים, רצפים ומתווספים לגוף הידע שלנו על החיים על הפלנטה הזו.
מתי נערך רצף הגנום של הכלב?
גנום הכלב רושם לראשונה בשנת 2005 - החיה הספציפית שנבחרה הייתה מתאגרפת גזעית בשם טאשה. באופן כללי, ניתן לראות בגנום הכלב מתווה לבניית החומר הגנטי של הכלב - כל התכונות וההתנהגויות שמפגין הכלב נקבעות לפי הסדר והתכולה של הגנים שלו. מיפוי הגנום הכלבי בשנת 2005 היה ציון דרך בהבנת הביולוגיה של בעל חיים זה, שכן הוא סיפק תובנה לגבי ההיסטוריה האבולוציונית שלו ויחסיו עם בני האדם.
האם אתה צריך גנום שלם כדי להבין עד כמה שני חיות קשורות?
לא צריך לרצף את כל הגנום של שני יצורים כדי לקבל תחושה כללית של מידת הקשר ביניהם. למען האמת, מדענים כבר חיברו תחזיות לגבי מידת הקשר הדוק של בני אדם לבעלי חיים אחרים הרבה לפני שגנום כלשהם נרשם בכלל. הסיבה לכך היא שניתן להעריך עד כמה דומה ה-DNA של שני המינים מבלי לדעת אפילו את הרצף המלא של ה-DNA שלהם.
למה מדענים משווים את הגנומים של מינים שונים?
מדענים משווים לעתים קרובות גנומים של מינים שונים כדי לקבוע אם יש אב קדמון משותף, או אם מין אחד קרוב יותר גנטית לאחר. השוואה בין בני אדם לניאנדרטלים, למשל, עשויה להיות מתאימה כי ההשערה היא שבני אדם צאצאי הניאנדרטלים.מדענים משתמשים בהשוואה כדי להסיק מוצא ואבולוציה. חקר גנומים יכול לעזור לחוקרים להבין כיצד גנים משפיעים על תכונות. השוואת גנים אנושיים לגנים דומים של בעלי חיים יכולה לעזור לקבוע את תפקודם. לאחר מכן נוכל להשתמש במידע זה כדי ללמוד על מחלות במין זה וגם בבני אדם.
מה מלמדים אותנו הדמיון וההבדלים ב-DNA?
נוכל גם ללמוד על אבולוציה על ידי בחינת קווי הדמיון או ההבדלים ב-DNA בין מינים וכתוצאה מכך, נוכל לראות אילו גנים נשארים זהים ואילו משתנים עם הזמן. השוואת DNA מספרת לנו על התפתחות המין שלנו. ככל שצורות החיים מתפתחות, ה-DNA שלהם משתנה. מוטציות, המתרחשות כאשר DNA משתכפל, גורמות לשינויים אלו. דמיון יכול להצביע על קשר הדוק בין שני אורגניזמים, ויכול גם לומר לנו אם שני אורגניזמים חולקים אב קדמון משותף.
מה למדנו על כלבים ובני אדם באמצעות מחקר DNA?
כלבים ובני אדם חולקים 84% מה-DNA שלהם, מה שהופך כלבים לבעלי חיים אידיאליים לחקר תהליכי מחלות אנושיות.חוקרים מתעניינים במיוחד במחלות הפוגעות גם בכלבים וגם בבני אדם-בני אדם וחבריהם הכלבים מושפעים שניהם ממחלות רשתית, קטרקט ורטיניטיס פיגמנטוזה. מדענים חוקרים וחוקרים טיפולים למחלות אלו בכלבים בתקווה שהם יועילו גם לבני אדם.
כלבים נחקרים ומטופלים גם בסרטן, אפילפסיה ואלרגיות, על מנת לפתח טיפול מוצלח יותר לבני אדם. מעניין לציין שיותר מ-58% מהמחלות הגנטיות הקיימות בכלבים הן מקבילות ישירות למחלות אנושיות הנגרמות על ידי מוטציות באותם גנים.
מהם חלק מהגנים שכלבים ובני אדם חולקים?
שני מקרים של ביות כלבים התרחשו לפני 10,000 עד 30,000 שנים כאשר בני אדם אילפו זאבים והפכו אותם לכלבים מגזעים שונים, תוך שמירה על אלה עם דרגת החברתיות הגבוהה ביותר לגידול נוסף.כעת אנו יודעים שחלק מהגנים הקשורים להתנהגות חברתית משותפים לכלבים ולבני אדם, ובאמצעות מחקר של מודלים של כלבים, מדענים מקווים להשיג הבנה טובה יותר של הפרעות חברתיות מסוימות בבני אדם.
האם חתולים או כלבים קשורים יותר לבני אדם?
בשני המקרים, היצורים הללו פיתחו רמה גבוהה של אינטליגנציה שאפשרה להם לחיות לצד בני אדם במשך מאות שנים. למרות שאתה עשוי לחשוב שכלבים קרובים יותר לבני אדם מבחינת האבולוציה, מסתבר שחתולים חולקים למעשה 90.2% מה-DNA שלנו. למרות שאתה עשוי להרגיש שכלבים מבינים אותנו יותר לעומק, חתולים הם, באופן מפתיע, קרובים יותר אלינו מבחינה גנטית.
עם איזה מינים אנו חולקים הכי הרבה DNA?
קרובי משפחתנו הקרובים ביותר הם הקופים הגדולים ממשפחת ההמינידים. אורנגאוטנים, שימפנזים, גורילות ובונובו שייכים למשפחה זו.בני אדם חולקים 98.8% מה-DNA שלהם עם בונובו ושימפנזים, בעוד לגורילות ולבני אדם יש 98.4% מאותו DNA. עם זאת, ההבדלים ב-DNA גדלים ברגע שאנו מתחילים להסתכל על קופי אדם שאינם ילידי אפריקה. לדוגמה, רק 96.9% מה-DNA בבני אדם ובאורנגאוטנים זהה. בתור קרובי משפחה החיים הקרובים ביותר של בני אדם, שימפנזים ובונובו נחקרו בהרחבה במסגרות מחקר שונות.
מסקנה
לסיכום, מחקר DNA בבעלי חיים הוא תחום מתפתח שיספק תובנה מדהימה לגבי התפתחות החיים על הפלנטה הזו. אם אתה מרגיש קרוב לכלב שלך, זה לא מפתיע! כלבים והומינידים התפתחו יחד במשך אלפי שנים ואתם חולקים 84% עצום מה-DNA שלכם עם חיית המחמד שלכם. כלבים כבר עושים כל כך הרבה עבורנו, ועכשיו רצף ה-DNA של כלבים נותן למדענים נקודות מבט חדשות על מחקר במחלות, גנומיקה, גנטיקה ואבולוציה.
