Реклама на портала

Човекът и прасето са почти братя! Кои животни най-много приличат на хората. Постижения на съвременната геномика.Приликата на прасето с човек Какво е общото между човек и прасе

90% от откритията в медицината се правят благодарение на лабораторни гризачи. Именно те станаха първите „дегустатори“ на добре познати медикаменти, върху тях бяха тествани антибиотици, благодарение на тях научихме как алкохолът, наркотиците, радиацията влияят на човешкото тяло... Защо плъхове?

Какво е подобно:плъхът изненадващо съвпада с човека в състава на кръвта и в структурата на тъканите; единственото животно, което като хората има абстрактно мислене. Именно способността да се правят заключения позволява на тези животни да бъдат толкова упорити.

свиня

На остров Мадагаскар са открити изкопаеми скелети на големи свинскоглави лемури, megaladapis. Вместо свински копита те имаха "човешка" ръка с пет пръста. Има широкообхватни планове да бъдат използвани като сурогатни майки за носене на човешки ембриони... свине.

Какво е подобно:свинският ембрион има слагане на петпръста ръка и муцуна, подобна на човешко лице - копита и муцуна се развиват едва преди самото раждане; физиологията на прасето най-много съвпада с тази на човека. Не напразно свинските органи могат да се използват за трансплантация на черен дроб, бъбреци, далак и сърце.

Делфин

Професор А. Портман (Швейцария) провежда изследвания върху умствените способности на животните. Според резултатите от теста на първо място е човек - 215 точки, делфин е на второ - 190 точки, слон е на трето място, а маймуна е на четвърто.

Какво е подобно:хората и делфините имат най-силно развит мозък. Ние имаме тегло на мозъка около 1,4 кг, тяхното е 1,7, а при същата маймуна е три пъти по-малко. Мозъчната кора на делфина има два пъти повече извивки от нашата. Следователно делфинът е в състояние да придобие 1,5 пъти повече знания от човек.

голяма маймуна

Има четири вида от тях: най-големият и най-силен е горилата, след това орангутанът, следващият по големина е шимпанзето и накрая най-малкият е гибонът.

Какво е подобно:подобна на човешката структура на скелета; способност за ходене изправено; палец, поставен настрана (макар и не само на ръцете, но и на краката); живот в семейството и, като правило, малкото напуска само след среща с потенциален съпруг.

Риба

Изглежда, къде сме ние и къде са рибите? Ние сме топлокръвни. Те са хладнокръвни, ние живеем на сушата, те живеят във вода, но ...

Какво е подобно:рибен колаген (протеин, който формира основата на съединителната тъкан на тялото - сухожилия, кости, хрущяли, кожа, осигуряващ нейната здравина и еластичност) има протеинова молекула, почти идентична с тази на човека. Това свойство често се използва в козметологията при производството на крем.

Още по темата

6 мита за гените
Тясната връзка между прасета и хората, етническата принадлежност, вградена в гените и други често срещани погрешни схващания за гените

PostNauka развенчава научните митове и се бори с често срещаните погрешни схващания. Помолихме нашите експерти да коментират утвърдените представи за ролята на гените в човешкия организъм и механизмите на наследствеността.

Свинята е генетично най-близка до хората

Михаил Гелфанд- Доктор на биологичните науки, професор, заместник-директор на Института по проблеми на предаването на информация на Руската академия на науките, член на Европейската академия, лауреат на наградата. А.А. Баева, член на Обществения съвет на Министерството на образованието и науката, един от основателите на Dissernet

Не е вярно.

Този въпрос е много лесен за проверка: просто вземете последователностите на геномите на хора и други бозайници и виждате как изглеждат те. Там не се случва чудо. Човекът е най-много прилича на шимпанзе, след това - горилата, други примати, след това гризачи. Наоколо няма прасета.

Ако разгледаме този случай, резултатът ще бъде забавен, защото най-близките роднини на прасето ще бъдат хипопотами и китове. Това е успех на молекулярната еволюционна биология, защото китовете са се променили толкова много, че беше доста трудно да се разбере как изглеждат от морфологични характеристики.

Възможен източник на мита може да бъде, че на прасето липсват някои от протеините, които правят тъканите разпознаваеми от човешката имунна система. Свинските органи наистина са най-добрите сред бозайниците, приспособени да ги трансплантират на хора, особено ако е генетично модифицирано прасе, при което някои гени са допълнително потиснати. Шимпанзетата са по-подходящи, но никой няма да измъчва шимпанзето, за да спаси човек.

Във всеки случай "генетично" не е много правилен термин. Можем да кажем, например, че генетично братовчедите са по-близки един до друг от четвъртите братовчеди. Когато сравнявате животни, които не се кръстосват, няма замесена генетика. Генетиката е наука, която разказва какво се случва в потомството при кръстосване на два индивида. Правилният термин би бил "филогенетично", т.е. този, който отразява потеклото. И от гледна точка на общия произход, прасето е по-близо до кучета, отколкото до хората.

Гените определят всички индивидуални черти на човек

Мария Шутова— кандидат биологични науки, изследовател в Лабораторията по генетични основи на клетъчните технологии, Институт по обща генетика на Руската академия на науките

Това е вярно, но отчасти.

Важното е как работят тези гени и много фактори могат да повлияят на тази работа. Например, индивидуални различия в ДНК последователността, така наречените единични нуклеотидни полиморфизми или SNP. Около 120 от тези SNP отличават всеки от нас от родителите, от братята и сестрите. Съществуват и голям брой геномни модификации, които се наричат ​​епигенетични, тоест супрагенетични, които не засягат ДНК последователността, а влияят върху работата на гените. Освен това не може да се отрече доста голямото влияние на околната среда върху експресията на определени гени. Най-очевидният пример са еднояйчните близнаци, чийто геном е възможно най-близък един до друг, но можем да видим ясни разлики, както физиологични, така и поведенчески. Това илюстрира доста добре влиянието на генома, епигенетиката и външните фактори на околната среда.

Можете да опитате да оцените приноса на генетиката и външните фактори за проявата на определена черта. Ако говорим за някои болестотворни мутации, които водят до много тежки генетични синдроми като синдрома на Даун, тогава приносът на гените е 100%. За "малките" повреди, свързани с болестта на Паркинсон, Алцхаймер, различни видове рак, има оценки за това колко често хората с определена мутация проявяват съответния синдром и те могат да варират от няколко процента до няколко десетки процента. Ако говорим за сложни черти, които включват работата на много гени наведнъж, като поведенчески характеристики, то това, например, се влияе от нивото на хормоните, което може да бъде генетично определено, но социалната среда също играе голяма роля. роля. Следователно процентът не е много ясен и силно зависи от конкретната характеристика.

Този мит е отчасти верен: всички знаят, че се различаваме един от друг по последователността на ДНК, има много научнопопулярни статии за връзката на определен полиморфизъм (мутация) с цвета на очите, къдриците и способността за бързо бягане. Но не всеки мисли за приноса на супрагенетичните фактори и околната среда за изразяването на която и да е черта, а освен това този принос е доста труден за оценка. Очевидно това е причината за появата на подобен мит.

Анализът на генома може да разкрие етническа принадлежност

Светлана Боринская

Не е вярно.

Принадлежността към определена етническа група се определя от културата, а не от гените. Семейството влияе към коя етническа група (или групи, ако родителите са с различна етническа принадлежност) принадлежи човек. Но това влияние се определя не от гените, а от възпитанието, традициите на обществото, в което човек е израснал, езика, който говори, и много други културни особености.

Разбира се, от родителите всеки получава не само език и образование, но и гени. Кои родителски гени ще получи детето се определя от сливането на спермата и яйцеклетката. Именно в този момент се формира геномът на индивида - съвкупността от цялата наследствена информация, която във взаимодействие с околната среда определя по-нататъшното развитие на организма.

Процесите на изолиране на отделни групи, осеяни с миграции и смесване на народи, оставят генетични „следи“. Ако броят на браковете в рамките на групата надвишава притока на гени отвън, тогава такава група натрупва генни варианти, които я отличават от нейните съседи по отношение на спектъра и честотата на поява.

Такива различия бяха разкрити при изследването на групи от населението, живеещи в различни региони на света и с различна етническа принадлежност. Следователно анализът на генома може да покаже към коя група принадлежат роднините и предците на даден човек – дали тези повече или по-малко далечни роднини вече са били изследвани от популационните генетици и дали са посочили етническата си принадлежност по време на изследването. Но този анализ не посочва националността или етническата принадлежност на собственика на анализирания геном – тази националност може да е същата като тази на неговите роднини (особено ако са близки роднини), но може да е напълно различна.

националност (или етническа принадлежност) не е зашита в гените, това явление не е биологично, а културно. Времената, когато се смяташе, че етносът има биологична природа, отмина. Етническата принадлежност, също както езикът, не е вродена черта – тя се придобива (или не се придобива) в общуването с други хора. Митът, че "кръвта" или гените определят националността (или всякакви други черти, формирани под влиянието на културата), е много опасен. Той е бил използван повече от веднъж за манипулиране на общественото съзнание, последиците от което варират от различни дълбочини на дискриминация до геноцид.

Всички мутации са вредни

Антон Буздин— доктор на биологичните науки, ръководител на групата за геномен анализ на клетъчни сигнални системи, Институт по биоорганична химия на името на A.I. Академици М. М. Шемякин и Ю. А. Овчинников RAS

Не е вярно.

Много мутации наистина са вредни, но не всички. По-специално, някои мутации настъпиха в нашия общ прародител с шимпанзетата, което доведе до факта, че ние, хората, се появихме. Дали тази мутация е полезна е въпрос.

Мутациите за самия организъм могат да бъдат полезни, неутрални или вредни. Повечето от мутациите са неутрални. След това идват вредните и една много, много малка част може да се счита за полезна. По-специално, разликата между хората в човешката популация на нашата планета, разбира се, се определя от комбинация от някои нормални варианти на гени, които сега се наричат ​​нормални, но те са възникнали в един момент като мутации. Тогава тези мутации се наложиха и някои от тях са полезни.

Увреждането на някои гени може да има неочаквани положителни последици. Например, човек става резистентен към определени патогени, като вируса на човешкия имунодефицит. Класически пример е сърповидно-клетъчната анемия, при която хемоглобинът е с необичайна форма. Въпреки това, наличието на тази мутация предотвратява заразяването с малария и затова тя се е утвърдила в Африка. Хората, които нямат тази мутация, умират, а тези, които я имат, получават шанс да оцелеят. От една страна, това е вредна мутация, но от друга страна е полезна.

Има мутации, които са променили активността на определени метаболитни ензими, тоест протеини, които са отговорни за това как телата ни метаболизират млякото, мазнините, алкохола и т.н. В различни популации имаше селекция за някои от тези мутации, които сега се считат за нормални варианти (но някога те бяха, разбира се, мутации), което доведе до факта, че например жителите на севера метаболизират мазнините повече. по-активно от жителите на юг. Това се дължи, между другото, и на оцеляването в условията на север. А е известно, че европейците и азиатците имат различен метаболизъм на етанола.

Различните хора имат различни гени

Инга Полетаева— доктор на биологичните науки, водещ научен сътрудник, лаборатория по физиология и генетика на поведението, катедра по висша нервна дейност, Биологически факултет, Московски държавен университет „Ломоносов“. М.В. Ломоносов

Това е вярно, но отчасти.

Всички гени, които съставляват генома на всеки вид, имат сходна функция, сходна структура и отклоненията в структурата на тези гени могат да се отнасят само до незначителни промени в структурата на протеините и регулаторните елементи, които тези гени определят. Друго нещо е, че някои регулаторни моменти на включване и изключване на гени могат да се различават. Това може да е причината за различията между организмите.

Един пример е бързото съзряване на ЦНС: някои деца могат да говорят на почти двегодишна възраст, докато други знаят само няколко думи по това време. Нервните клетки, които трябва да се развиват и свързват помежду си в мрежа, правят това при различни хора с различна скорост. Има и редки събития - така наречените мутации, които всъщност могат да направят техния гостоприемник различен в сравнение с повечето организми от този вид. Мутантният ген е основата за синтеза на анормален протеин.

Понякога такива мутации засягат регулаторните региони на гените и или генът се включва в неподходящо време, или възникват други нарушения в работата му. По този начин има гени, които поради своите „разбивки“ могат да причинят промени в структурата на протеините, които кодират. И тези промени могат да се окажат много важни за съдбата на даден организъм, докато се откриват както физически, така и биохимични аномалии.

Но геномавсеки вид животно (и растение) е един и същ по своите основни характеристики. Близките видове имат малък брой разлики, несвързаните видове се различават повече. Мишката обаче се счита за удобен обект на съвременната генетика, защото има много голяма част от гените си, подобни на човешките, дрождите и кръглите червеи се различават много по-силно.

Геномите на индивиди от един и същи вид наистина могат да се различават леко по нуклеотидния състав. По правило това не засяга функцията на гена или засяга малко. Въпреки това, различията, които не засягат функциите на гените, представляват интерес за генетиците, тъй като ни позволяват да проследим генетичните промени в популациите.

В биологията имаше парадигма „един ген – един ензим“. Това е една от първите концепции в биологията на развитието. Но сега е ясно, че това е опростена гледна точка, защото има гени, които имат само регулаторна функция и кодират прости протеинови молекули. Такива гени не са добре проучени във всички случаи и са не по-малко, а може би дори по-важни за проследяване на работата на цялата тази сложна система за генетичен контрол върху развитието на организма.

Хората лесно вярват в мита, че гените се различават от човек на човек, защото са чували, че има гени, от които зависи много, и че индивидуалните различия (и неочаквани прилики) са факти от реалния живот. Въпреки това, между ген (и дори протеин, който се „чете“ от този ген) и признаците на организъм, които срещаме, има много сложни процеси. Тази сложна система до голяма степен е отговорна за индивидуалните различия.

От друга страна, човек винаги иска да има авторитетно, близко до императивно и „научно” мнение. В тази връзка трябва да се чуят фрази като „влезе в гените ни“. Не е толкова лесно да се „влезе“ в нашите гени, както и в гените на други организми.

Придобитите черти се унаследяват

Светлана Боринская- доктор на биологичните науки, водещ научен сътрудник, лаборатория по геномен анализ, Институт по обща генетика. N. I. Vavilov RAS

Не е вярно.

Биолозите смятат така от дълго време. Наследяването на придобити черти в историята на световната наука се свързва преди всичко с името на Жан Батист Ламарк (1744-1829). Възгледите на Ламарк за наследяването се споделят и от Чарлз Дарвин (1809-1882), който се опитва да ги комбинира със своята теория за произхода на видовете чрез естествен подбор. В руската история тази идея се свързва с името на T.D. Лисенко (1898-1976). Дискусията за механизмите на наследяване щеше да остане чисто научна, ако не беше репресията и унищожаването на генетиците, които не приемаха възгледите на Лисенко. Ето защо обсъждането на тази тема, особено в Русия, все още често е политизирано.

Изследването на молекулярните механизми на действието на наследствения апарат показа, че нивото на активност на гените, които влияят на този признак, е важно за формирането на черти. И нивото на генна активност се определя, първо, от нуклеотидните последователности, наследени от родителите, и второ, от влиянията през целия живот, които променят активността на гените.

В основата на промените в генната активност през целия живот, наред с други механизми, има такива, които правят възможно пренасянето на промените в активността върху потомството без появата на мутации в гена. Тези механизми се наричат ​​епигенетични, тоест „изградени върху” на генетичните. Един от тези механизми е метилирането, химическата модификация на цитозина чрез прикрепване на метилова група към него със специални ензими. Метилирането се запазва по време на клетъчното делене в тялото, като се запазва тяхната тъканна специфичност.

Поне за някои черти, поддържането на метилиране, придобито in vivo от родителя, е показано в потомството. Например, когато се развива страх в отговор на определена миризма, съчетан с токов удар, при мъжки мишки е установена промяна в метилирането на регулаторния участък в гена на обонятелния рецептор, отговорен за възприемането на тази миризма, в резултат на при което активността на гена (и чувствителността към миризмата) се повишава.

При децата и внуците на тези мъже нивото на метилиране също е променено за същия ген, но не и за гените на други обонятелни рецептори. Пресата писа, че тези потомци са наследили страх от миризма, но това не е вярно. Те наследили способността да помиришат много ниски концентрации на вещество, което се оказало опасно за дядо им мишка.

В същото време епигенетичното наследяване е обратимо: метилирането може да бъде променено in vivo "в обратна посока" във всяко поколение. Това го отличава от промените в чертите под влияние на "класически" мутации, които променят нуклеотидни последователности, а не "супрануклеотидни" белези. Какви точно черти могат да се предават епигенетично на потомството и какви са механизмите на такова епигенетично наследяване остава да се проучи. И тогава, освободен от политизирани компоненти, ще може да се каже „това е вярно, но отчасти“.

От време на време в различни източници се появява митът, че „свинята е генетично по-близка до хората от шимпанзето“ и тази заблуда е много стабилна.

Отчасти поради факта, че вътрешните органи на прасето са много подходящи за трансплантация на хора. И Бернар Вербер наля масло в огъня с гнилото си „Баща на нашите бащи“ (но там, трябва да се разбере, чиста фантазия).

Но какво мислят генетиците за това, колко генетично близки са прасетата и хората?

Владимир Александрович Трифонов:Числата на хомологията на генома имат доста ниска стойност, всичко зависи от това с какво сравняваме: дали вземаме предвид структурните промени в генома, дали вземаме предвид повтарящи се последователности, или говорим само за замествания в кодиращи региони .

Като сравнителен цитогенетик мога да кажа, че еволюцията на кариотипите на свинете е била придружена от голям брой пренареждания - дори от общ прародител с преживни животни и китоподобни, 11 прекъсвания и 9 инверсии разделят свинете, плюс 7 сливания и три инверсии са настъпили в свинската линия след отделянето на пекари. Когато изграждаме молекулярни филогении въз основа на данни за секвениране, прасето никога не е свързано с хората, има много такива данни, които могат да бъдат цитирани и са много по-точни и надеждни от общите оценки на молекулярните различия. Има стотици хиляди разлики между геномите на прасето и човека, така че за оценката им се използват специални програми, които въз основа на приликата и разликата на много характеристики изграждат филогенетични дървета. Позицията на филогенетичното дърво просто отразява степента на сходство или разлика между видовете.

Филогенетиците имат своите трудности и своите противоречия, но днес малко хора се съмняват в някои от основните идеи. Ето, например, три съвременни доклада, в които филогении са изградени от различни групи (които са общопризнати експерти в тази област), въз основа на различни знаци, взети от ДНК последователности:

Конрад А. Матю и др. Индел еволюция на интроните на бозайници и полезността на некодиращи ядрени маркери в евтерианската филогенетика. Молекулярна филогенетика и еволюция 42 (2007) 827–837.

Olaf R. P. Bininda-Emonds et al. Забавеният възход на днешните бозайници. Природа, том 446|29 март 2007 г.

William J. Murphy et al. Използване на геномни данни за разкриване на корена на филогенезата на плацентарните бозайници. Геном Res. 2007 17: 413-421.

Във всички публикувани филогении (виж фигурата по-долу) прасето твърдо заема своето място сред артиодактилите, а човекът „не изскача“ от разреда на приматите, т.е. данните, получени от анализа на различни ДНК последователности, дават един и същ отговор на този въпрос, потвърждавайки в този въпрос филогенезите, изградени според морфологичните признаци още през 19 век.

Фигурата показва, че прасето е по-далече от човека, отколкото мишката, заека и дикобраза. Източник: William J. Murphy et al. Използване на геномни данни за разкриване на корена на филогенезата на плацентарните бозайници. Геном Res. 2007 17:418.

Михаил Сергеевич Гелфанд:честно казано, няма да кажа веднага за точния % съвпадения на ДНК и не е много ясно какво би означавало това: в гените? в междугенни интервали? по-голямата част от генома на прасе с човек просто не се подравнява (за разлика от шимпанзетата), няма смисъл да говорим за% съвпадения там. Във всеки случай прасето е по-далече от човек, отколкото мишка. Но който е близък до прасетата, са китовете (въпреки че са още по-близо до хипопотами).

Въпрос.Константин Задорожни, главен редактор на списанието за учители "Биология" (Украйна): В електронната книга на уважавания S. V. Drobyshevsky "Извличащата връзка" е посочено, че втората човешка хромозома е образувана в резултат на сливане на две хромозоми от родовия вид, които останаха неслети при шимпанзетата (това аз лично се запознах с информацията преди, но на практика не беше отразено в популярни публикации). Съответно въпросът е към някой от експертите. На какъв етап от човешката еволюция (ранни хоминиди, австралопитеци, ранни хомоси и др.) се е появила тази хромозомна аберация? Възможно ли е да се определи това?

Отговор.Владимир Александрович Трифонов: Ще се радвам да отговоря на въпроса ви, тъй като сливането на хромозомите на шимпанзето и човешките предшественици (съответстващи на хромозомите PTR12 и PTR13 на шимпанзето) наистина е последното значимо събитие, което промени човешкия кариотип.

Нека започнем с прародителя на маймуните - данните от сравнителната геномика показват, че тези два елемента на кариотипа са били акроцентрични и именно в тази непроменена форма те са били запазени в орангутана.

Освен това, в общия прародител на хората, горилите и шимпанзетата, възниква перицентрична инверсия, превръщайки един от тези елементи в субметацентричен (този елемент съответства на хромозомата PTR13 на шимпанзето и хромозомата на горила GGO11). След това в общия прародител на хората и шимпанзетата възниква друга перицентрична инверсия (в хомолога на PTR12 хромозомата на шимпанзето), превръщайки я в субметацентрична.

И накрая, последното събитие в линията Homo е сливането на два субметацентрика с образуването на човешката хромозома HSA2. Това не е сливане на Робъртсън (центрично), а тандемно сливане, докато PTR12 центромерът запазва функцията си, PTR13 центромерът е инактивиран и предците се намират теломерни места в точката на тандемно сливане (Ijdo et al., 1991).

Според времето на образуване на човешката HSA2 хромозома може само да се каже, че фиксирането на това пренареждане е настъпило след разминаването на линиите човек-шимпанзе, т.е. не по-рано от 6,3 милиона години.

Не мисля, че големите маймуни имат повишена честота на Робъртсонови транслокации. Те имат много консервативни кариотипове, които се променят малко в продължение на милиони години; през това време са се случили десетки значителни трансформации в кариотиповете на видовете от други таксони. Има данни от клиничната цитогенетика, които показват честота от 0,1% при човешка мейоза (Hamerton et al., 1975). Анализът на генома обаче показва, че такива пренареждания не са фиксирани в човешкия род.

Въпрос. Алексей (писмо до редактора): По време на четенето на лекции по геномика за Phystech възникват въпроси. Генът не е дефиниран...

Отговор.Светлана Александровна Боринская: Беше лесно да се определи ген, когато не се знаеше много за него. Например „генът е единица на рекомбинация“ или „генът е участък от ДНК, кодиращ протеин“, „Един ген – един ензим (или протеин)“, „Един ген – една черта“.

Сега е ясно, че ситуацията е по-сложна както с рекомбинацията, така и с кодирането. Гените имат различна структура, понякога доста сложна.Един ген може да кодира много различни протеини. Един протеин може да бъде кодиран от различни ДНК фрагменти, разположени на голямо разстояние в генома, чиито продукти (РНК или полипептидни вериги) се комбинират, докато узряват в един полипептид.

В допълнение, генът съдържа регулаторни региони. И има гени, които не кодират протеини, а само РНК молекули (освен добре познатата рибозомна РНК, това са РНК молекули, които са част от други молекулярни машини, наскоро открити микроРНК и др.
видове РНК). Следователно сега има много дефиниции за това какво е ген. Генът е понятие, което е трудно да се впише в едно кратко, всеобхватно определение.

Отговор S.B.: Геномът е ДНК. Или пълен набор от ДНК молекули на организъм (в една клетка) = геном.

Ние обаче нямаме предвид клетки, в които се случват ДНК пренареждания по време на развитието (като клетки на имунната система при бозайници или животински клетки, в които настъпва „намаляване на хроматина“ – загуба на значителна част от ДНК по време на развитието).

Отговор S. B.: E. coli е най-изучаваната бактерия, но дори за нея функциите все още не са известни за всички гени. Въпреки че аминокиселинната последователност на протеина може да бъде "извлечена" от нуклеотидната последователност на гена. За добре проучените бактерии, за около половината от гените, са известни функциите на протеините, които кодират. За някои гени са получени експериментални потвърждения на функциите, за някои се правят прогнози на базата на сходството на структурата на протеина с други протеини с известни функции.

Въпрос.Алексей: Правилно ли разбирам, че броят на нуклеотидите в гена е различен за всеки ген? Тук няма шаблон.

Отговор S.B.: Съвсем правилно.

Въпрос.Алексей: Могат ли различните гени да имат абсолютно една и съща нуклеотидна последователност, но да се различават само по местоположение?

Отговор S.B.: Вероятно няма абсолютно идентични гени. Но има гени, разположени в различни части на генома с много сходна нуклеотидна последователност. Само те се наричат ​​не "подобни", а "хомоложни". Тези гени са резултат от дублирането на ген на предците. С течение на времето в тях се натрупват нуклеотидни замествания. И колкото по-близо е времето на дублиране до нас, толкова по-сходни са гените. Генни дублирания се срещат във всички организми, от бактерии до хора.

В същото време различни гени при различните хора могат да се съдържат в различен брой копия. Броят на копията може да повлияе на активността на съответните генни продукти. Например, различен брой гени за определени цитохроми влияе върху скоростта на метаболизма и отделянето на лекарства от тялото и съответно се препоръчва използването на различни дози.

Въпрос.Алексей: Бих искал да чуя и мнението на специалисти относно материалите, предоставени от Гаряев (има предвид т. нар. теория за „вълнов геном“). Той твърди, че опитите му се потвърждават експериментално в лаборатории. Така е. Какво можете да кажете на това?

Отговор S.B.: Можете също да кажете каквото искате. Но научният свят ще обърне внимание на вашите твърдения само ако те бъдат публикувани в рецензирани научни списания и дори представени с описание на детайлите на експеримента, което позволява повторението му.

Г-н Гаряев не публикува своите "открития" в научни списания, а само разказва на журналисти. Няма данни за неговите „експерименти“, само думите му. Нека поне лабораторният журнал да покаже с подробен запис на условията и резултатите от експериментите.

- Кои открития, постижения в областта на човешката еволюционна генетика смятате за най-важни през последните 10 години? 20 години? 50 години?

В еволюционната генетика както на хората, така и на други видове, най-важните резултати идват от ДНК анализа – той въвежда значителни промени в представите за еволюционното дърво. За хората този анализ доказа, че всички съвременни хора произлизат от една група предци, която е живяла в Африка.

Важно: миграционните пътища, начертани на базата на ДНК анализ на съвременните популации, не минават през планини и реки, а през популации (които сега живеят там, а техните предци биха могли да са живели другаде преди). За да свържем миграционните маршрути с географските характеристики, се нуждаем от данни за древна ДНК.

В различни източници можете да видите различни числа, характеризиращи близостта на геномите на човека и шимпанзето - 98,5% или например 94% От какво зависи това разпределение на числата и все пак кое е по-правилно?

Разпространението на числата зависи от това какъв тип разлики между геномите се използват. Нуклеотидните „текстове“ могат да се различават по замествания на отделни букви (т.нар. единични нуклеотидни полиморфизми, английското съкращение SNP, Single Nusleotide Polymorphism), броя на повтарящите се фрагменти (CNV, Copy Number Variation), реда или ориентацията на големи фрагменти могат да бъдат променени (тези промени отдавна са известни като промени в позицията на хромозомните фрагменти).

Геномите могат да се различават по наличието на вложки или загубата на фрагменти с различни размери. В допълнение, две маймунски хромозоми при хората са комбинирани в една, така че имаме 46 хромозоми, докато шимпанзетата имат 48.

Трудно е да се посочат всички тези различни преструктурирания в една фигура, следователно, в зависимост от това какво точно е взето предвид, числата са различни. Но когато се отчете някакъв вид разлика, моделът на прилики между видовете е един и същ – шимпанзето е най-близо до хората, след това горилата, след това орангутана и т.н.

Тези няколко процента, които отличават човешкия геном от генома на шимпанзето – какво е тяхното „физическо значение“? Какви са тези гени, какви са техните функции?

Когато се сравняват геномите на хората и шимпанзетата, са идентифицирани мутации, които „ни правят хора“. Това са мутациите, които се появиха в човешката линия и доведоха до важни промени в биохимичните процеси, формата на тялото или промениха времето за съзряване на определени системи.

Това „физическо значение“ обаче има много малка част от разликите. Основно разликите се дължат на случайното натрупване на "неутрални" мутации, които не се проявяват по никакъв начин във външния вид или биохимичните характеристики на техните собственици.

Част от "смисловите" различия се свързват с натрупването на адаптивни мутации, а в генома на шимпанзето - едни мутации, в човешкия - други. Сред известните промени са мутации, които инактивират някои "ненужни" гени за хората. Например, инактивирането на кератиновия ген, протеин, който е част от косъма, се свързва с липсата на коса по човешкото тяло. Инактивирането на обонятелните рецепторни гени при хората е свързано с намалена роля за оцеляване на обонянието. Важна промяна е инактивирането на гена за един от протеините, който е част от дъвкателните мускули. Отслабването на мощните дъвкателни мускули, прикрепени към костите на черепа, направи възможно „освобождаването“ му от функциите на рамка за тези мускули и увеличаване на размера на черепа и съответно размера на мозъка.

Особено интересни са мутациите в гените, свързани с размера и функцията на мозъка. Човешките предци са натрупали мутации в гените, които контролират размера на мозъка, и са избрали тези, които са довели до увеличаване на размера му.

Важен клас мутации, които отличават хората от другите примати, са промените в гените на регулаторните протеини. Тези протеини регулират работата на цели групи от други гени и промяната в един такъв протеин води до значителни промени в работата на генните ансамбли. Чрез промяна на тези протеини е възможно, поради малък брой мутации, да се постигнат значителни промени в структурата и функциите на различни органи.

Разликите между човешкия и приматния геном вече са "инвентаризирани", но значението на тези разлики все още е ясно само за малка част от мутациите.

Как се отнасяте към предложенията на някои изследователи за включване на шимпанзетата и горилите в рода Homo въз основа на генетични данни?

положително. Формално, на ниво ДНК, ние се различаваме по-малко от нашите братя-примати, отколкото два вида плъхове. Въпреки че по външен вид и начин на живот те се различават много повече.

Вероятно наивен въпрос, но дали ще бъде възможно в обозримо бъдеще чрез генно инженерство да се „направи човек от маймуна“? Какви трудности пречат на решаването на подобен проблем?

За какво? ние вече сме - природата вече е направила. Смятам, че е неетично да се прави фабрика за производство на нещо от получовеци, полумаймуни (възможно е да се получат различни полезни вещества от микроорганизми или тъканни култури), а философските проблеми не могат да бъдат решени по този начин. По-добре е да запазим естествените популации на нашите роднини.

Друг въпрос на научна фантастика: възможно ли е в обозримо бъдеще да се реши проблем като клонирането на неандерталец?

Клонирането от съществуващи ДНК фрагменти е невъзможно - те са много къси, не можете да ги шиете в едно цяло. Синтезът на ДНК на базата на получената информация за последователността на генома на неандерала засега едва ли е възможен. При определяне на нуклеотидната последователност на древната ДНК има голяма вероятност от погрешно "четене" поради факта, че в продължение на хиляди години в ДНК се натрупват химически модификации, които могат да бъдат сбъркани с истински мутации. Освен това в епруветка ДНК се синтезира във фрагменти с размери няколко хиляди нуклеотида. При сглобяването на тези фрагменти също възникват грешки. В резултат на това броят на грешките ще бъде толкова голям, че системата няма да бъде жизнеспособна. Но все още има етап на въвеждане на ДНК в клетката. И още някои технически трудности – например какво да правим с нивото на метилиране на ДНК.

ДНК метилирането е метод за химическа модификация на определени нуклеотиди (свързване на метилова група със специални ензими). Метилирането може да повлияе на активността на гените, разпознаването на ДНК от ензими (например чрез рестрикционни ензими, които в зависимост от наличието или отсъствието на метилова група отрязват или не изрязват определени последователности) и др.

Повече за проблемите, свързани с изследването на древната ДНК, можете да прочетете в тази статия.

За съжаление руският интернет е пълен с всякакви дезинформации (например, редовно се сблъсквате с ръкопляскания относно факта, че генетично най-близкото до човек не е шимпанзе, а прасе ...). Кои са най-често срещаните митове, погрешни схващания за човешката генетика?

За прасетата - добре познат мит.Инсулинът се получаваше от прасета, тъй като някои от протеините, които имаме с прасетата, са наистина сходни. И други протеини са по-подобни на други животински видове. Най-много съвпадения – повтарям – с шимпанзетата. Но за прасето се знае повече - това е старата информация, която циркулира.

Най-често срещаните погрешни схващания са свързани с пълна неграмотност, с факта, че мнозина дори не са запознати със задължителния училищен курс по генетика.

Ето един пример – отговор на нашата лекция за унаследяването на кръвните групи. Ако един неграмотен татко прочете страница в училищния учебник за доминиращи и рецесивни черти, няма да има житейска трагедия:

„Материалът е не само интересен, но и разбираем дори за начален ученик. Тази тема ме интересува още от баща ми (който като майка ми е с положителен Rh, а аз, за ​​съжаление, се оказах отрицателен ) ми каза, че заради това аз не съм негова дъщеря, обвини майка ми във всички смъртни грехове и ни напусна. Така че, скъпи татко, ти дълбоко грешиш !!! "(От сайта http://www. . bio.fizteh.ru/student/files/biology/biolections/lection03.html)

Родоначалник на домашните прасета е дива свиня, принадлежаща към рода на непреживните артиодактилни животни. В момента тези селскостопански животни се отглеждат в много страни по света. Но те са най-популярни в Европа, Русия и държавите от Източна Азия.

Външен вид на прасе

От своите предци дивите прасета, домашните прасета не се различават твърде много. Единственото нещо е, че прасенцата обикновено не са покрити с толкова дебела вълна. Анатомията на прасе и дива свиня е почти идентична.

Отличителни черти на домашните прасенца са:

  • компактно тяло;
  • крака с копита;
  • настръхнала линия на косата.

Удължена муцуна, завършваща с пета, която при търсене на храна за разрохкване на почвата, разбира се, също е една от основните характерни черти на прасето. На снимката по-долу можете да видите колко удобно е прасенцата да използват този свой орган дори когато са отглеждани вкъщи. Това е хрущялен подвижен диск.

Формата на главата на прасето може, наред с други неща, да определи нейния външен вид. При представителите на месните породи той е малко удължен. При мазните прасенца тази част от тялото има по-закръглена форма.

Анатомия на прасето: мускулно-скелетна система

Прасенцата принадлежат към класа бозайници. Скелетът на тези животни е представен от около 200 кости. В този случай се разграничават следните разновидности:

  • дълги тръбни;
  • къс;
  • дълго извити;
  • ламелни.

Самият скелет на свиня се състои от няколко секции:

  • черепи;
  • тяло и опашка;
  • крайници.

Мускулната система на прасето е представена от гладка мускулатура и скелетна мускулатура. Костите в тялото на тези животни се свързват, образувайки стави. Общо прасетата имат няколко несдвоени и около 200-250 сдвоени мускула.

Храносмилателна и отделителна система

Прасенцата са почти всеядни. И храносмилателната система на прасетата е развита, разбира се, много добре. Основните му отдели са:

  • устна кухина;
  • фаринкса и хранопровода;
  • еднокамерен стомах;
  • дебело и тънко черво;
  • ректума;
  • анус.

За филтрирането на кръвта и неутрализирането на вредните вещества при прасетата, както при всички други бозайници, е отговорен черният дроб. Стомахът при тези животни се намира в левия хипохондриум, а панкреасът - в дясното.

пикочно-половата система

Едно от абсолютните предимства на прасетата като селскостопански животни е тяхната висока плодовитост. Репродуктивната система на нерезите е представена от следните органи:

  • скротум и тестис;
  • канал и семенна връв;
  • урогенитален канал;
  • пенис;
  • специална кожна гънка, която покрива пениса - препуциум.

Репродуктивната система на женското прасе е представена от следните органи:

  • яйчници;
  • фалопиеви тръби;
  • матка и вагина;
  • външни органи.

Половият цикъл при прасе може да продължи от 18 до 21 дни. Тези животни носят малки за 110-118 дни. Една свиня свиня може да има до 20 бебета. Това е дори повече от това на зайците, известни със своята плодовитост.

Пикочно-половата система на прасето също е представена от:

  • сдвоени бъбреци;
  • уретери;
  • пикочен мехур;
  • пикочен канал.

При мъжете, уретрата, наред с други неща, провежда сексуални продукти. При прасетата се отваря във вестибюла на влагалището.

Нервна система

Прасетата са силно развити животни. Смята се, че те са сходни по интелигентност с кучетата. Тези животни, например, могат лесно да бъдат научени да изпълняват различни видове команди. Подобно на кучетата, прасетата могат да се връщат отдалеч в местата, където някога са живели.

Нервната система на тези животни е представена от:

  • мозък и гръбначен мозък с ганглии;
  • нерви.

Мозъкът на тези животни има две полукълба с извивки и е покрит с кора. Масата му при прасетата варира от 95-145 г. Дължината на гръбначния мозък при тези животни може да бъде 119-139 см.

Сърдечно-съдовата система

Подобно на други бозайници, централният орган на кръвообращението при прасетата е сърцето. Има конична форма и е разделена на дясна и лява половина чрез надлъжна преграда. Ритмично свивайки, сърцето на прасето задвижва кръвта по цялото му тяло. Всяка половина от сърцето на животното от своя страна е разделена от напречни клапи на камера и атриум.

Кръвта на прасетата се състои от плазма и еритроцити, тромбоцити и левкоцити, плаващи в нея. От сърцето тече през животинския организъм през артериите и се връща в него през вените. Също така, кръвоносната система на прасето е представена от капиляри, през стените на които кислородът навлиза в тъканите.

Всички видове чужди частици и микроорганизми се неутрализират в тялото на тези животни в лимфните възли.

Характеристики на структурата на кожата на прасетата

Дебелината на кожата на прасенцата може да варира между 1,5-3 мм. При чистокръвните прасета тази цифра може дори да бъде равна само на 0,6-1 мм. В същото време подкожният слой при прасенца съдържа много голямо количество мазнини и може да достигне огромна дебелина.

Зрелите мъжки имат щит отстрани на раменния пояс и гръдния кош, състоящ се от уплътнени снопове с мастни подложки. Тази формация защитава диви свине по време на битки в периода на полов лов.

Твърдите косми на косъм по кожата на прасетата се редуват с меки. Плътността на линията на косата при прасенца от различни породи може да варира. В повечето случаи голите прасенца, разбира се, се отглеждат във ферми. Но има и породи, чиито представители са покрити с гъста коса, приблизително същата като дивите свине.

Анализатори, органи на слуха и зрението

По този начин кръвоносната система на прасето е много добре развита. Същото се отнася и за други органи на прасенцата. Например, обонянието на прасетата е просто отлично.

Органът, отговорен за възприемането на миризми при тези животни, се намира в носния проход и се състои от:

  • обонятелен епител;
  • рецепторни клетки;
  • нервни окончания.

Усещането за допир при прасетата се осъществява от рецепторите на опорно-двигателния апарат, лигавиците и кожата. Органите на вкуса при тези животни са папили, разположени в устната лигавица. Очните ябълки при прасетата са свързани с мозъка чрез зрителния нерв.

Ушите на тези животни се състоят от следните секции:

  • кохлеарна част;
  • пътища;
  • мозъчни центрове.

Прилики и разлики между прасетата и хората

Хората, както всички знаят, принадлежат към класа примати и произлизат от маймуните. Чисто външно човек, разбира се, най-много прилича на това конкретно животно. Същото важи и за структурата на вътрешните органи. Въпреки това по отношение на физиологията и анатомията човек е доста близък до прасето.

Например, като хората, прасенцата са всеядни. Смята се, че някога са били опитомени именно заради това. Дивите глигани охотно изяждали остатъците от човешка храна. Единствената разлика между хората и прасетата в това отношение е, че последните имат по-малко рецептори за горчив вкус в устата си. Прасчо възприема сладкото и горчивото по малко по-различен начин от човек.

Както знаете, структурата на сърцето на прасето не се различава много от човешкото сърце. Лекарите дори се опитват да използват прасенцата в това отношение като донори както за хора, така и за маймуни. Сърцето на прасенцата тежи 320 g, при хората - 300 g.

Много прилича на човешка и свинска кожа. Тези животни, като хората, могат дори да правят слънчеви бани. Подобни по структура и на хората и прасетата:

  • очи;
  • черен дроб;
  • бъбреци;
  • зъби.

Жълтата преса понякога дори мига информация, че понякога свине майки в Съединените щати и Китай се използват за пренасяне на човешки ембриони.

Какво мислят учените

Хората отглеждат прасенца отдавна. И анатомията на прасетата се изучава, разбира се, съвсем добре. Няма ясен отговор на въпроса защо прасенцата и приматите са толкова сходни, за съжаление. В това отношение има само няколко непроверени хипотези. Например, някои учени смятат, че самата свиня някога е произлязла от примат.

Има дори потвърждение на тази невероятна хипотеза. На остров Мадагаскар изследователите са открили вкаменелости на лемури с дълга муцуна с муцуна. Подобно на прасетата, тези животни някога разкъсаха земята с носовете си в търсене на храна. В същото време вместо копита имаха ръка с пет пръста, като на човек. Да, и в ембрионите на съвременните прасета, колкото и да е странно, има полагане на ръка с пет пръста и муцуна, като примат.

Древните легенди също са своеобразно потвърждение, че прасенцата някога са били примати. Например, в една от легендите на жителите на остров Бот се казва, че в древни времена героят Кат е правил хора и прасета по същия модел. По-късно обаче прасенцата искаха да имат свои различия и започнаха да ходят на четири крака.

Болести при хора и свине

Учените са забелязали, че приликата между хората и прасетата не се ограничава само до анатомичната структура на органите. Почти същото при примати и прасенца и болести. Например при прасетата, както и при хората, болестта на Алцхаймер може да бъде диагностицирана в напреднала възраст. Прасенцата също много често страдат от затлъстяване. Може да се наблюдава при тези животни и болестта на Паркинсон. Свинята на снимката по-долу страда точно от такова заболяване.

трансгенни животни

Сърцето и другите органи при прасенцата и хората са подобни. Те обаче не са идентични. Експериментите за трансплантация на свински органи при хора за съжаление завършиха с неуспехи поради отхвърляне на тъкани. За да решат този проблем, учените започнаха да отглеждат специални трансгенни прасета. За да се получат такива прасенца, в ембриона се въвеждат два човешки гена и се изключва един свински ген.

Много учени смятат, че експериментите за отглеждане на трансгенни прасета в бъдеще могат действително да помогнат за решаването на проблема с отхвърлянето на тъкани по време на трансплантация на органи. Между другото, вече има доказателства за това. Например през 2011 г. руски хирурзи успешно трансплантираха сърдечна клапа от трансгенно прасе на пациент.

сходство на генетично ниво

Анатомията и физиологията на прасетата е такава, че според някои учени те са точен биологичен модел на човек. Според структурата на ДНК маймуните, разбира се, са най-близки до хората. Например разликите в гените на човека и шимпанзето са само 1-2%.

Но свинете по отношение на структурата на ДНК са доста близки до хората. Приликата между човешката и свинската ДНК, разбира се, не е толкова голяма. Учените обаче са открили, че при хората и прасенцата някои видове протеини са много сходни по състав. Ето защо някога прасенцата са били активно използвани за получаване на инсулин.

Напоследък в научния свят такава тема като отглеждането на човешки органи в прасенцата предизвика много спорове. Чисто теоретично извършването на подобни процедури не е невъзможно. В крайна сметка човешкият и свинският геном наистина са донякъде сходни.

За да се получат органи, човешките стволови клетки могат просто да бъдат поставени в яйцето на свиня свиня. В резултат на това ще се развие хибрид, от който в бъдеще ще расте не пълноценен организъм, а само един орган. Това може да бъде например сърцето или далака.

Разбира се, органите, отглеждани в прасетата, биха могли да спасят живота на много хора. Въпреки това, много учени са против този метод. Първо, провеждането на подобни експерименти, разбира се, е нехуманно по отношение на самите прасета. Второ, смята се, че култивирането на човешки органи при прасета може да доведе до появата на нови генетично модифицирани патогени, които могат да убият милиони хора.

геном на човека прасе

Кръвта на свинете е биологично 70% идентична с човешката кръв. Това направи възможно един много интересен експеримент. Учените взеха бременна свиня и инжектираха ембрионите с бяла човешка кръв, съдържаща наследствена информация. Бременността на животното завърши с успешно раждане.

В кръвта на новородените прасенца впоследствие изследователите откриват клетки, съдържащи големи части от човешки и свински хромозоми. Това, разбира се, се превърна в истинска сензация в научния свят. Освен всичко друго, такива клетки в тялото на прасенцата също са устойчиви. Тоест те се запазват дълго време след раждането. Просто казано, за първи път учените са получили стабилен геном човек-свиня. Разбира се, имаше малко такива клетки в тялото на тестовите прасета и животните по никакъв начин не приличаха на хората. Полученият геном обаче съдържа повече от една трета от човешкия материал.

Други учени изследователи

Както и да е, анатомията на прасетата е добре проучена и идеята за използване на тези животни като донори изглежда доста привлекателна. Повечето учени в същото време вярват, че в това няма нищо невъзможно. Изследователите в това отношение вече имат доста сериозни разработки. Например, учените успяха да установят, че нервните клетки, взети от тялото на прасетата, са способни да поставят парализирани хора на крака.

Много висококачествени контактни лещи вече са направени от свински колаген днес. Хрущялните клетки от ушите на прасенца се използват за отглеждане на изкуствени гърди. Учените са създали и прасе, което произвежда омега-3 мастни киселини, които са полезни за човешкото сърце.