Annonsering på portalen

Man och gris är nästan bröder! Vilka djur är mest lika människor. Prestationer av modern genomik. Likheten mellan en gris och en person Vad är gemensamt mellan en person och en gris

90 % av upptäckterna inom medicin görs tack vare laboratoriegnagare. Det var de som blev de första "smakarna" av välkända mediciner, antibiotika testades på dem, tack vare dem lärde vi oss hur alkohol, droger, strålning påverkar människokroppen ... Varför råttor?

Vad är liknande: råttan sammanfaller överraskande med mannen i blodets sammansättning och i vävnadernas struktur; det enda djuret som, liksom människor, har abstrakt tänkande. Det är förmågan att dra slutsatser som gör att dessa djur kan vara så sega.

Gris

Fossila skelett av stora grishuvuden lemurer, megaladapis, har hittats på ön Madagaskar. Istället för grishovar hade de en femfingrad "mänsklig" hand. Det finns långtgående planer på att användas som surrogatmödrar för att bära mänskliga embryon... suggor.

Vad är liknande: grisembryot har en femfingrad handläggning och en nos som liknar ett mänskligt ansikte - klövar och en nos utvecklas bara precis före födseln; grisens fysiologi stämmer närmast överens med en människas. Det är inte för inte som grisorgan kan användas för lever-, njur-, mjälte- och hjärttransplantationer.

Delfin

Professor A. Portman (Schweiz) genomförde forskning om djurs mentala förmågor. Enligt resultaten av testet kom en man överst - 215 poäng, en delfin var på andra - 190 poäng, en elefant på tredje plats och en apa på fjärde.

Vad är liknande: människor och delfiner har de mest utvecklade hjärnorna. Vi har en hjärnvikt på cirka 1,4 kg, deras är 1,7, och hos samma apa är den tre gånger mindre. Delfinens hjärnbark har dubbelt så många veck som vår. Därför kan en delfin förvärva 1,5 gånger mer kunskap än en person.

stor apa

Det finns fyra arter av dem: den största och starkaste är gorillan, sedan orangutangen, den näst största är schimpansen och slutligen den minsta är gibbonen.

Vad är liknande: liknar skelettets mänskliga struktur; förmåga att gå upprätt; en tumme avsatt (även om inte bara på händerna utan också på benen); livet i familjen, och som regel lämnar ungen först efter att ha träffat en potentiell make.

Fisk

Det verkar, var är vi och var är fiskarna? Vi är varmblodiga. De är kallblodiga, vi bor på land, de lever i vatten, men ...

Vad är liknande: fiskkollagen (ett protein som utgör grunden för kroppens bindväv - senor, ben, brosk, hud, vilket ger dess styrka och elasticitet) har en proteinmolekyl som är nästan identisk med den hos en människa. Denna egenskap används ofta inom kosmetologi vid tillverkning av grädde.

Mer om ämnet

6 myter om gener
Den nära relationen mellan grisar och människor, etnicitet inbäddad i generna och andra vanliga missuppfattningar om gener

PostNauka avlivar vetenskapliga myter och bekämpar vanliga missuppfattningar. Vi bad våra experter att kommentera de etablerade idéerna om geners roll i människokroppen och ärftlighetsmekanismerna.

Grisen är genetiskt närmast människan

Mikhail Gelfand- Doktor i biologiska vetenskaper, professor, biträdande direktör för Institutet för informationsöverföringsproblem vid Ryska vetenskapsakademin, medlem av Europeiska akademin, pristagare. A.A. Baeva, medlem av det offentliga rådet vid ministeriet för utbildning och vetenskap, en av grundarna av Dissernet

Det är inte sant.

Den här frågan är väldigt lätt att kontrollera: du tar bara sekvenserna av genomerna från människor och andra däggdjur och ser hur de ser ut. Inget mirakel händer där. Människan är mest ser ut som en schimpans, sedan - gorillan, andra primater, sedan gnagare. Det finns inga grisar i närheten.

Om vi ​​överväger det här fallet kommer resultatet att bli roligt, eftersom de närmaste släktingarna till grisen kommer att vara flodhästar och valar. Detta är en framgång inom molekylär evolutionär biologi, eftersom valar har förändrats så mycket att det var ganska svårt att förstå hur de ser ut från morfologiska egenskaper.

En möjlig källa till myten kan vara att grisen saknar några av de proteiner som gör att vävnader känns igen av det mänskliga immunförsvaret. Grisorgan är verkligen de bästa bland däggdjur som är anpassade för att transplantera dem till människor, särskilt om det är en genetiskt modifierad gris, där vissa gener dessutom är undertryckta. Schimpanser är mer lämpade, men ingen kommer att tortera en schimpans för att rädda en man.

Hur som helst är "genetiskt" inte en särskilt korrekt term. Vi kan till exempel säga att genetiskt sett ligger kusiner närmare varandra än fjärdekusiner. När man jämför djur som inte korsar sig, är det ingen genetik inblandad. Genetik är en vetenskap som berättar vad som händer hos avkomman när två individer korsas. Den korrekta termen skulle vara "fylogenetiskt", det vill säga det som speglar härkomst. Och ur synvinkel av gemensamt ursprung är grisen närmare hundar än människor.

Gener bestämmer alla individuella egenskaper hos en person

Maria Shutova— Kandidat för biologiska vetenskaper, forskare vid Laboratory of Genetic Fundamentals of Cell Technologies, Institute of General Genetics vid Ryska vetenskapsakademin

Detta är sant, men delvis.

Det som spelar roll är hur dessa gener fungerar, och många faktorer kan påverka detta arbete. Till exempel individuella skillnader i DNA-sekvens, så kallade single nucleotide polymorphisms, eller SNP. Cirka 120 av dessa SNP skiljer var och en av oss från föräldrar, från bröder och systrar. Det finns också ett stort antal genommodifieringar, som kallas epigenetiska, det vill säga supragenetiska, som inte påverkar DNA-sekvensen, utan påverkar genernas arbete. Dessutom kan man inte förneka miljöns ganska stora inflytande på uttrycket av vissa gener. Det mest uppenbara exemplet är enäggstvillingar, vars arvsmassa ligger så nära varandra som möjligt, men vi kan se tydliga skillnader, både fysiologiska och beteendemässiga. Detta illustrerar ganska väl påverkan av genomet, epigenetik och externa miljöfaktorer.

Du kan försöka utvärdera bidraget från genetik och externa faktorer till manifestationen av en viss egenskap. Om vi ​​talar om några sjukdomsorsakande mutationer som leder till mycket allvarliga genetiska syndrom som Downs syndrom, så är genernas bidrag 100 %. För de "mindre" sammanbrott i samband med Parkinsons, Alzheimers, olika typer av cancer, finns det uppskattningar av hur ofta personer med en viss mutation manifesterar motsvarande syndrom, och de kan variera från några procent till flera tiotals procent. Om vi ​​pratar om komplexa egenskaper som inkluderar arbetet av många gener samtidigt, såsom beteendeegenskaper, så påverkas detta till exempel av nivån av hormoner, som kan bestämmas genetiskt, men den sociala miljön spelar också en stor roll. roll. Därför är andelen inte särskilt tydlig och i hög grad beroende av den specifika egenskapen.

Denna myt är delvis sann: alla vet att vi skiljer oss från varandra i DNA-sekvensen, det finns många populärvetenskapliga artiklar om kopplingen av en viss polymorfism (mutation) med ögonfärg, lockar och förmågan att springa snabbt. Men inte alla tänker på bidraget från supragenetiska faktorer och miljön till uttrycket av någon egenskap, och dessutom är detta bidrag ganska svårt att bedöma. Tydligen är detta anledningen till uppkomsten av en sådan myt.

Genomanalys kan avslöja etnicitet

Svetlana Borinskaya

Det är inte sant.

Att tillhöra en viss etnisk grupp bestäms av kultur, inte gener. Familjen påverkar vilken etnisk grupp (eller grupper, om föräldrarna har olika etnicitet) en person tillhör. Men detta inflytande bestäms inte av gener, utan av uppfostran, traditionerna i samhället där en person växte upp, språket han talar och många andra kulturella drag.

Naturligtvis, från föräldrar får alla inte bara språk och utbildning, utan också gener. Vilka föräldragener barnet kommer att få avgörs av sammansmältningen av spermierna och ägget. Det är i detta ögonblick som individens arvsmassa bildas - helheten av all ärftlig information, som i samspel med miljön bestämmer organismens vidareutveckling.

Processerna för isolering av enskilda grupper, varvat med migrationer och blandning av folk, lämnar genetiska "spår". Om antalet äktenskap inom en grupp överstiger inflödet av gener utifrån, ackumulerar en sådan grupp genvarianter som skiljer den från sina grannar vad gäller spektrum och förekomstfrekvens.

Sådana skillnader avslöjades i studien av befolkningsgrupper som bor i olika regioner i världen och har olika etnicitet. Därför kan genomanalys visa vilken grupp en persons släktingar och förfäder tillhör – om dessa mer eller mindre avlägsna släktingar redan har studerats av befolkningsgenetiker och om de angett sin etnicitet under studien. Men denna analys indikerar inte nationaliteten eller etniciteten för ägaren av det analyserade genomet - denna nationalitet kan vara densamma som hans släktingars (särskilt om de är nära släktingar), men kan vara helt annorlunda.

nationalitet (eller etnicitet) inte sys in i generna, detta fenomen är inte biologiskt, utan kulturellt. De tider då man trodde att en ethnos har en biologisk natur är borta. Etnicitet, precis som språk, är inte en medfödd egenskap – den förvärvas (eller förvärvas inte) i kommunikation med andra människor. Myten att "blod" eller gener bestämmer nationalitet (eller andra egenskaper som bildas under inflytande av kultur) är mycket farlig. Han användes mer än en gång för att manipulera allmänhetens medvetande, vars konsekvenser sträckte sig från olika djup av diskriminering till folkmord.

Alla mutationer är skadliga

Anton Buzdin— Doktor i biologiska vetenskaper, chef för gruppen för genomisk analys av cellsignaleringssystem, Institutet för bioorganisk kemi uppkallad efter A.I. Akademiker M. M. Shemyakin och Yu. A. Ovchinnikov RAS

Det är inte sant.

Många mutationer är verkligen skadliga, men inte alla. I synnerhet uppstod vissa mutationer hos vår gemensamma förfader med schimpanser, vilket ledde till att vi människor dök upp. Huruvida denna mutation är användbar är en fråga.

Mutationer för själva organismen kan vara fördelaktiga, neutrala eller skadliga. De flesta av mutationerna är neutrala. Sedan kommer de skadliga, och en väldigt, väldigt liten del kan anses nyttig. Särskilt skillnaden mellan människor i den mänskliga befolkningen på vår planet bestäms förstås av en kombination av några normala varianter av gener, som nu kallas normala, men de uppstod vid ett tillfälle som mutationer. Sedan tog dessa mutationer fäste, och några av dem är fördelaktiga.

Skador på vissa gener kan få oväntade positiva konsekvenser. Till exempel blir en person resistent mot vissa patogener, såsom humant immunbristvirus. Ett klassiskt exempel är sicklecellanemi, där hemoglobin är onormalt format. Men närvaron av denna mutation förhindrar infektion med malaria, och därför har den fått fotfäste i Afrika. Människor som inte har denna mutation dör, och de som har den får en chans att överleva. Å ena sidan är detta en skadlig mutation, men å andra sidan är den fördelaktig.

Det finns mutationer som har förändrat aktiviteten hos vissa metabola enzymer, det vill säga proteiner som är ansvariga för hur våra kroppar metaboliserar mjölk, eller fetter eller alkohol, och så vidare. I olika populationer gjordes en selektion för några av dessa mutationer, som numera anses vara normala varianter (men en gång var de förstås mutationer), vilket ledde till att exempelvis invånarna i norr omsätter fett mer aktivt än invånarna i söder . Det beror bland annat på överlevnad under förhållandena i norr. Och européer och asiater är kända för att ha olika etanolmetabolism.

Olika människor har olika gener

Inga Poletaeva— Doktor i biologiska vetenskaper, ledande forskare, Laboratoriet för fysiologi och beteendegenetik, Institutionen för högre nervös aktivitet, Biologiska fakulteten, Lomonosov Moscow State University. M.V. Lomonosov

Detta är sant, men delvis.

Alla gener som utgör genomet av någon art har en liknande funktion, en liknande struktur och avvikelser i strukturen för dessa gener kan endast relatera till mindre förändringar i strukturen av proteinerna och de reglerande element som dessa gener bestämmer. En annan sak är att vissa reglerande ögonblick för att slå på och av gener kan skilja sig åt. Detta kan vara orsaken till skillnader mellan organismer.

Ett exempel är den snabba mognaden av CNS: vissa barn kan tala vid nästan två års ålder, medan andra bara kan några få ord just nu. Nervceller som behöver utvecklas och knyta an till varandra i ett nätverk gör detta i olika människor i olika hastigheter. Det finns också sällsynta händelser - de så kallade mutationerna, som faktiskt kan göra deras värd annorlunda jämfört med de flesta organismer av denna art. Den muterade genen är grunden för syntesen av det onormala proteinet.

Ibland påverkar sådana mutationer de reglerande regionerna av gener, och antingen slås en gen på vid fel tidpunkt, eller så uppstår andra kränkningar av dess arbete. Det finns alltså gener som på grund av sina "nedbrytningar" kan orsaka förändringar i strukturen hos de proteiner de kodar för. Och dessa förändringar kan visa sig vara mycket viktiga för en given organisms öde, samtidigt som både fysiska och biokemiska avvikelser upptäcks.

Men genom varje art av djur (och växt) är densamma i sina grundläggande egenskaper. Nära arter har ett litet antal skillnader, obesläktade arter skiljer sig mer åt. Musen anses dock vara ett bekvämt föremål för modern genetik eftersom den har en mycket stor del av sina gener som liknar mänskliga gener, jäst och spolmask skiljer sig mycket kraftigare åt.

Genomerna för individer av samma art kan verkligen skilja sig något i nukleotidsammansättning. Detta påverkar som regel inte genens funktion eller påverkar lite. Skillnader som inte påverkar geners funktioner är dock intressanta för genetiker, eftersom de tillåter oss att spåra genetiska förändringar i populationer.

Inom biologin fanns ett paradigm "en gen - ett enzym". Detta är ett av de första begreppen inom utvecklingsbiologi. Men nu står det klart att detta är en förenklad syn, eftersom det finns gener som bara har en reglerande funktion och kodar för enkla proteinmolekyler. Sådana gener är inte väl studerade i alla fall, och de är inte mindre, och kanske ännu viktigare för att spåra arbetet i hela detta komplexa system för genetisk kontroll av utvecklingen av en organism.

Folk tror lätt på myten att gener skiljer sig från person till person eftersom de har hört att det finns gener som mycket beror på, och att individuella skillnader (och oväntade likheter) är fakta i det verkliga livet. Men mellan en gen (och till och med ett protein som "läses" från denna gen) och tecknen på en organism som vi möter, finns det många komplexa processer. Detta komplexa system är till stor del ansvarigt för individuella skillnader.

Å andra sidan vill en person alltid ha en auktoritativ, nära tvingande och "vetenskaplig" åsikt. I detta avseende måste man höra fraser som "det har kommit in i våra gener." Det är inte så lätt att "skriva in" våra gener, och i andra organismers gener också.

Förvärvade egenskaper ärvs

Svetlana Borinskaya- Doktor i biologiska vetenskaper, ledande forskare, laboratoriet för genomanalys, Institutet för allmän genetik. N. I. Vavilov RAS

Det är inte sant.

Det har biologer trott länge. Arvet av förvärvade egenskaper i världsvetenskapens historia är främst förknippat med namnet Jean Baptiste Lamarck (1744-1829). Lamarcks syn på arv delades även av Charles Darwin (1809-1882), som försökte kombinera dem med sin teori om arternas ursprung genom naturligt urval. I rysk historia är denna idé förknippad med namnet T.D. Lysenko (1898-1976). Diskussionen om arvets mekanismer skulle ha förblivit rent vetenskaplig, om inte förtrycket och förstörelsen av genetiker som inte accepterade Lysenkos åsikter. Därför är diskussionen om detta ämne, särskilt i Ryssland, fortfarande ofta politiserad.

Studien av de molekylära mekanismerna för den ärftliga apparatens funktion visade att aktivitetsnivån hos generna som påverkar denna egenskap är viktig för bildandet av egenskaper. Och nivån av genaktivitet bestäms, för det första, av nukleotidsekvenserna som ärvs från föräldrar, och för det andra av livstidspåverkan som förändrar geners aktivitet.

Underliggande livstidsförändringar i genaktivitet, bland andra mekanismer, är de som gör det möjligt att överföra förändringar i aktivitet till avkomman utan att det uppstår mutationer i genen. Dessa mekanismer kallas epigenetiska, det vill säga "byggda ovanpå" de genetiska. En av dessa mekanismer är metylering, den kemiska modifieringen av cytosin genom att fästa en metylgrupp till den med speciella enzymer. Metylering bevaras under celldelning i kroppen och bibehåller deras vävnadsspecificitet.

För åtminstone vissa egenskaper har upprätthållande av metylering som förvärvats in vivo av föräldern visats hos avkomman. Till exempel, när man utvecklar rädsla som svar på en viss lukt, i kombination med en elektrisk stöt, upptäcktes en förändring i metyleringen av det reglerande området i luktreceptorgenen som är ansvarig för uppfattningen av denna lukt hos hanmöss, som ett resultat av som genens aktivitet (och luktkänslighet) ökar.

Hos barn och barnbarn till dessa män ändrades också nivån av metylering för samma gen, men inte för generna från andra luktreceptorer. Pressen skrev att dessa ättlingar ärvde en lukträdsla, men det är inte sant. De ärvde förmågan att lukta mycket låga koncentrationer av ett ämne som visade sig vara farligt för deras musfarfar.

Samtidigt är epigenetisk nedärvning reversibel: metylering kan ändras in vivo "i motsatt riktning" i vilken generation som helst. Detta skiljer den från förändringar i egenskaper under påverkan av "klassiska" mutationer som ändrar nukleotidsekvenser, och inte "supranukleotid"-märken. Exakt vilka egenskaper som kan överföras epigenetiskt till avkomman och vilka är mekanismerna för ett sådant epigenetiskt arv återstår att studera. Och sedan, befriad från politiserade komponenter, kommer det att vara möjligt att säga "det här är sant, men delvis."

Då och då, i olika källor, dyker myten upp om att "grisen är genetiskt närmare människor än schimpansen", och denna vanföreställning är mycket stabil.

Dels på grund av att de inre organen hos en gris är mycket väl lämpade för transplantation till människor. Och Bernard Werber satte bränsle på elden med sin röta "Våra fäders Fader" (men där måste man förstå, ren fantasi).

Men vad tycker genetiker om detta, hur genetiskt nära är grisar och människor?

Vladimir Alexandrovich Trifonov: Genomhomologitalen har ett ganska lågt värde, allt beror på vad vi jämför med: om vi tar hänsyn till strukturella förändringar i genomet, om vi tar hänsyn till upprepade sekvenser eller om vi bara talar om substitutioner i kodande regioner .

Som en jämförande cytogenetiker kan jag säga att utvecklingen av svinkaryotyper åtföljdes av ett stort antal omarrangemang - även från en gemensam förfader med idisslare och valar, 11 raster och 9 inversioner separerade svinet, plus 7 sammanslagningar och tre inversioner inträffade i grislinjen efter separationen av peccaries. När vi bygger molekylära fylogenier baserat på sekvenseringsdata är grisen aldrig relaterad till människor, det finns många sådana data som kan citeras och är mycket mer exakta och tillförlitliga än allmänna uppskattningar av molekylära skillnader. Det finns hundratusentals skillnader mellan grisens och mänskliga genom, så speciella program används för att utvärdera dem, som, baserat på likheten och skillnaden mellan många funktioner, bygger fylogenetiska träd. Positionen på det fylogenetiska trädet återspeglar bara graden av likhet eller skillnad mellan arter.

Fylogenetiker har sina svårigheter och sina kontroverser, men idag är det få som tvivlar på några av de grundläggande idéerna. Till exempel, här är tre moderna tidningar där fylogenier byggdes av olika grupper (som är allmänt erkända experter på detta område), baserat på en uppsättning karaktärer hämtade från DNA-sekvenser:

Conrad A. Matthew et al. Indel utveckling av däggdjursintroner och användbarheten av icke-kodande kärnmarkörer i eutherisk fylogenetik. Molecular Phylogenetics and Evolution 42 (2007) 827–837.

Olaf R.P. Bininda-Emonds et al. Den försenade uppkomsten av dagens däggdjur. Nature, Vol 446|29 mars 2007.

William J. Murphy et al. Använda genomiska data för att reda ut roten till placenta däggdjursfylogeni. Genome Res. 2007 17: 413-421.

I alla publicerade fylogenier (se figuren nedan) tar grisen stadigt sin plats bland artiodactyler, och människan "hoppar inte ut" från primatordningen, d.v.s. data som erhållits från analysen av olika DNA-sekvenser ger samma svar på denna fråga, vilket bekräftar i denna fråga de fylogenier som konstruerats enligt morfologiska karaktärer redan på 1800-talet.

Figuren visar att grisen är längre bort från personen än musen, kaninen och piggsvinet. Källa: William J. Murphy et al. Använda genomiska data för att reda ut roten till placenta däggdjursfylogeni. Genome Res. 2007 17:418.

Mikhail Sergeevich Gelfand: för att vara ärlig kommer jag inte att säga direkt om den exakta procentandelen av DNA-matchningar, och det är inte särskilt klart vad det skulle betyda: i generna? i intergeniska intervaller? det mesta av grisgenomet stämmer helt enkelt inte överens med människor (till skillnad från schimpanser), det är ingen mening att prata om % matchningar där. Hur som helst är en gris längre från en person än en mus. Men vem som är nära grisar är valar (även om de är ännu närmare flodhästar).

Fråga. Konstantin Zadorozhny, chefredaktör för tidskriften för lärare "Biology" (Ukraina): I e-boken av den respekterade S. V. Drobyshevsky "The Extracting Link" anges att den andra mänskliga kromosomen bildades som ett resultat av sammansmältning av två kromosomer av förfädernas arter, som förblev osammansatta i schimpanser (detta träffade jag personligen informationen tidigare, men det täcktes praktiskt taget inte i populära publikationer). Följaktligen är frågan till en av experterna. I vilket skede av mänsklig evolution (tidiga hominider, australopitheciner, tidiga homos, etc.) inträffade denna kromosomavvikelse? Är det möjligt att avgöra detta?

Svar. Vladimir Aleksandrovich Trifonov: Jag svarar gärna på din fråga, eftersom sammansmältningen av schimpansens och mänskliga förfaders kromosomer (motsvarande kromosomerna PTR12 och PTR13 schimpansen) verkligen är den sista betydande händelsen som förändrade den mänskliga karyotypen.

Låt oss börja med apornas förfader - data från jämförande genomik indikerar att dessa två element i karyotypen var akrocentriska, och det var i denna oförändrade form som de bevarades i orangutangen.

Vidare, i den gemensamma förfadern till människor, gorillor och schimpanser, inträffar en pericentrisk inversion, som gör ett av dessa element till ett submetacentriskt (detta element motsvarar schimpansen PTR13-kromosomen och gorillan GGO11-kromosomen). Sedan, i den gemensamma förfadern till människor och schimpanser, inträffar en annan pericentrisk inversion (i homologen av PTR12-kromosomen hos schimpansen), vilket gör den till en submetacentrisk.

Och slutligen, den sista händelsen i Homo-linjen är sammansmältningen av två submetacentriker med bildandet av den mänskliga kromosomen HSA2. Detta är inte en Robertsonian-fusion (centrisk), utan en tandemfusion, medan PTR12-centromeren behåller sin funktion, PTR13-centromeren inaktiveras och förfäders telomera ställen hittas vid punkten för tandemfusion (Ijdo et al., 1991).

Enligt tidpunkten för bildandet av den mänskliga HSA2-kromosomen kan man bara säga att fixeringen av denna omarrangemang inträffade efter divergensen av linjerna mellan människa och schimpans, dvs. inte tidigare än för 6,3 miljoner år sedan.

Jag tror inte att människoapor har en ökad frekvens av Robertsonska translokationer. De har mycket konservativa karyotyper som förändras lite under miljontals år; under denna tid ägde dussintals betydande transformationer rum i karyotyperna hos arter av andra taxa. Det finns bevis från klinisk cytogenetik som indikerar en frekvens på 0,1 % vid human meios (Hamerton et al., 1975). Genomanalys visar emellertid att sådana omarrangemang inte fixerades i den mänskliga härstamningen.

Fråga. Alexey (brev till redaktören): Frågor uppstår under läsningen av föreläsningar om genomik för Phystech. Gen inte definierad...

Svar. Svetlana Alexandrovna Borinskaya: Det var lätt att definiera en gen när man inte visste så mycket om den. Till exempel, "en gen är en enhet av rekombination", eller "en gen är en sektion av DNA som kodar för ett protein", "En gen - ett enzym (eller protein)", "En gen - en egenskap".

Nu står det klart att situationen är mer komplicerad med både rekombination och kodning. Gener har en annan struktur, ibland ganska komplex, en gen kan koda för många olika proteiner. Ett protein kan kodas av olika DNA-fragment belägna på stort avstånd i genomet, vars produkter (RNA eller polypeptidkedjor) kombineras när de mognar till en polypeptid.

Dessutom innehåller genen regulatoriska regioner. Och det finns gener som inte kodar för proteiner, utan bara för RNA-molekyler (förutom det välkända ribosomala RNA:t är dessa RNA-molekyler som ingår i andra molekylära maskiner, nyligen upptäckt mikroRNA och andra
RNA-typer). Därför finns det nu många definitioner av vad en gen är. Genen är ett begrepp som är svårt att passa in i en kort, allomfattande definition.

Svar S.B.: Genomet är DNA. Eller en komplett uppsättning DNA-molekyler av en organism (i en enda cell) = genom.

Däremot menar vi inte celler i vilka DNA-omarrangemang sker under utvecklingen (såsom celler i immunsystemet hos däggdjur eller djurceller där "kromatinminskning" sker - förlusten av en betydande del av DNA under utvecklingen).

Svar S. B.: E. coli är den mest studerade bakterien, men även för den är funktioner fortfarande inte kända för alla gener. Även om aminosyrasekvensen för proteinet kan "härledas" från genens nukleotidsekvens. För väl studerade bakterier, för ungefär hälften av generna, är funktionerna hos de proteiner de kodar för kända. För vissa gener har experimentella bekräftelser av funktioner erhållits, för vissa görs förutsägelser på basis av likheten mellan proteinstrukturen och andra proteiner med kända funktioner.

Fråga. Alexei: Förstår jag rätt att antalet nukleotider i en gen är olika för varje gen? Det finns inget mönster här.

Svar S.B.: Helt rätt.

Fråga. Alexei: Kan olika gener ha exakt samma nukleotidsekvens, men skiljer sig bara åt i lokalisering?

Svar S.B.: Det finns förmodligen inga absolut identiska gener. Men det finns gener som finns i olika delar av genomet med en mycket liknande nukleotidsekvens. Bara de kallas inte "liknande", utan "homologa". Dessa gener resulterade från dupliceringen av en förfäders gen. Med tiden ackumuleras nukleotidsubstitutioner i dem. Och ju närmare tidpunkten för duplicering är oss, desto mer lika är generna. Genduplikationer finns i alla organismer, från bakterier till människor.

Samtidigt kan olika gener hos olika människor finnas i olika antal kopior. Antalet kopior kan påverka aktiviteten hos motsvarande genprodukter. Till exempel påverkar ett annat antal gener för vissa cytokromer hastigheten för ämnesomsättning och utsöndring av läkemedel från kroppen och därför rekommenderas att använda olika doser.

Fråga. Alexey: Jag skulle också vilja höra åsikter från specialister angående materialen som tillhandahålls av Garyaev (vilket betyder den så kallade "våggenomet"-teorin). Han hävdar att hans experiment bekräftas experimentellt i laboratorier. Är det så. Vad kan du säga till detta?

Svar S.B.: Du kan också säga vad du vill. Men den vetenskapliga världen kommer bara att uppmärksamma dina påståenden om de publiceras i peer-reviewed vetenskapliga tidskrifter, och till och med presenteras med en beskrivning av detaljerna i experimentet, vilket gör att det kan upprepas.

Garyaev publicerar inte sina "upptäckter" i vetenskapliga tidskrifter, han berättar bara för journalister. Det finns inga uppgifter om hans "experiment", bara hans ord. Låt åtminstone laboratoriejournalen visa med en detaljerad redovisning av förhållanden och resultat av experimenten.

- Vilka upptäckter, framsteg inom området mänsklig evolutionär genetik anser du vara de viktigaste under de senaste 10 åren? 20 år? 50 år?

Inom den evolutionära genetiken hos både människor och andra arter kom de viktigaste resultaten från DNA-analys - den introducerade betydande förändringar i idéerna om det evolutionära trädet. För människor visade denna analys att alla moderna människor härstammar från en enda förfädersgrupp som levde i Afrika.

Viktigt: migrationsvägarna som ritats på basis av DNA-analys av moderna populationer går inte genom berg och floder, utan genom populationer (som nu bor där, och deras förfäder kunde ha bott någon annanstans tidigare). För att koppla migrationsvägar till geografiska särdrag behöver vi data om forntida DNA.

I olika källor kan man se olika siffror som kännetecknar närheten till människans och schimpansens genom - 98,5% eller till exempel 94%.Vad beror denna spridning av siffror på, och ändå, vilket är mer korrekt?

Spridningen av siffror beror på vilken typ av skillnader mellan genomen som används. Nukleotid-"texter" kan skilja sig åt i substitutioner av enskilda bokstäver (de så kallade singelnukleotidpolymorfismerna, den engelska förkortningen SNP, Single Nusleotide Polymorphism), antalet repeterande fragment (CNV, Copy Number Variation), ordningen eller orienteringen av stora fragment kan ändras (dessa förändringar har länge varit kända som förändringar i positionen av kromosomfragment).

Genom kan skilja sig åt i närvaro av insert eller förlust av fragment av olika storlekar. Dessutom kombineras två apkromosomer hos människor till en, så vi har 46 kromosomer, medan schimpanser har 48.

Det är svårt att ange alla dessa olika omstruktureringar i en siffra, därför är siffrorna olika beroende på vad som exakt togs i beaktande. Men när någon typ av skillnad redovisas är mönstret av likheter mellan arter detsamma - schimpansen är närmast människorna, sedan gorillan, sedan orangutangen, och så vidare.

Dessa få procent som skiljer det mänskliga genomet från schimpansgenomet – vad är deras "fysiska betydelse"? Vilka är dessa gener, vad har de för funktioner?

När man jämförde genomerna hos människor och schimpanser identifierades mutationer som "gjorde oss till människor." Dessa är de mutationer som dök upp i den mänskliga linjen och ledde till viktiga förändringar i biokemiska processer, kroppsform eller ändrade tidpunkten för mognad av vissa system.

Denna "fysiska betydelse" har dock en mycket liten del av skillnaderna. I grund och botten beror skillnaderna på den slumpmässiga ackumuleringen av "neutrala" mutationer som inte manifesterar sig på något sätt i utseendet eller biokemiska egenskaper hos sina ägare.

En del av de "meningsfulla" skillnaderna är förknippade med ackumuleringen av adaptiva mutationer, och i schimpansens genom - vissa mutationer, i det mänskliga genomet - andra. Bland de kända förändringarna finns mutationer som inaktiverar vissa "onödiga" gener för människor. Till exempel är inaktivering av keratingenen, ett protein som är en del av håret, förknippat med frånvaron av hår på människokroppen. Inaktivering av olfaktoriska receptorgener hos människor är associerad med en minskad överlevnadsroll för luktsinnet. En viktig förändring är inaktiveringen av genen för ett av proteinerna som ingår i tuggmusklerna. Försvagningen av de kraftfulla tuggmusklerna fästa vid skallbenen gjorde det möjligt att "befria" den från funktionerna hos en ram för dessa muskler och öka storleken på kraniet och, följaktligen, storleken på hjärnan.

Mutationer i gener förknippade med hjärnans storlek och funktion är särskilt intressanta. Mänskliga förfäder ackumulerade mutationer i generna som kontrollerar hjärnans storlek, och valde ut de som ledde till en ökning av dess storlek.

En viktig klass av mutationer som skiljer människor från andra primater är förändringar i generna hos regulatoriska proteiner. Dessa proteiner reglerar arbetet för hela grupper av andra gener, och en förändring av ett sådant protein leder till betydande förändringar i genensemblers arbete. Genom att förändra dessa proteiner är det möjligt, på grund av ett litet antal mutationer, att uppnå betydande förändringar i strukturen och funktionerna hos olika organ.

Skillnader mellan mänskliga och primats genom har redan "inventerats", men innebörden av dessa skillnader är fortfarande tydlig endast för en liten del av mutationerna.

Vad tycker du om förslagen från vissa forskare att inkludera schimpanser och gorillor i släktet Homo baserat på genetiska data?

Positivt. Formellt, på DNA-nivå, skiljer vi oss mindre från våra primatbröder än två arter av råttor. Även om de i utseende och livsstil skiljer sig mycket mer åt.

Förmodligen en naiv fråga, men kommer det att inom överskådlig framtid vara möjligt att med hjälp av genteknik "göra en människa av en apa"? Vilka svårigheter står i vägen för att lösa ett sådant problem?

Varför då? det är vi redan - naturen har redan gjort det. Jag tycker att det är oetiskt att göra en fabrik för tillverkning av något från hälften människor, hälften apor (det går att få fram olika användbara ämnen från mikroorganismer eller vävnadskulturer), och filosofiska problem kan inte lösas på detta sätt. Det är bättre att bevara våra släktingars naturliga populationer.

En annan science fiction-fråga: är det möjligt att inom en överskådlig framtid lösa ett problem som att klona en neandertalare?

Kloning från befintliga DNA-fragment är omöjligt - de är väldigt korta, du kan inte sy dem till en enda helhet. Syntes av DNA baserat på den erhållna informationen om sekvensen av neanderalgenomet är knappast möjlig än så länge. När man bestämmer nukleotidsekvensen för forntida DNA, finns det stor sannolikhet för felaktig "avläsning" på grund av det faktum att under tusentals år ackumuleras kemiska modifieringar i DNA, vilket kan misstas för verkliga mutationer. Dessutom syntetiseras DNA i ett provrör i fragment av flera tusen nukleotider stora. Vid sammansättning av dessa fragment uppstår även fel. Som ett resultat kommer antalet fel att bli så högt att systemet inte kommer att fungera. Men det finns fortfarande stadiet att introducera DNA i cellen. Och några fler tekniska svårigheter - till exempel vad man ska göra med nivån av DNA-metylering.

DNA-metylering är en metod för kemisk modifiering av vissa nukleotider (hängande en metylgrupp med speciella enzymer). Metylering kan påverka geners aktivitet, igenkänning av DNA av enzymer (till exempel genom restriktionsenzymer, som beroende på närvaron eller frånvaron av en metylgrupp skär eller inte skär vissa sekvenser) med mera.

Du kan läsa mer om problemen i samband med studier av forntida DNA i den här artikeln.

Tyvärr är det ryska internet fullt av all möjlig desinformation (t.ex. stöter man regelbundet på gnäll om att genetiskt närmast en person inte är en schimpans, utan en gris...). Vilka är de vanligaste myterna, missuppfattningarna om mänsklig genetik?

Om grisar - en välkänd myt. Förr fick man insulin från en gris, eftersom en del av proteinerna vi har med grisar verkligen är lika. Och andra proteiner är mer lika andra djurarter. Mest av allt sammanträffanden – jag upprepar – med schimpanser. Men mer är känt om grisen - det är den gamla informationen som cirkulerar.

De vanligaste missuppfattningarna är förknippade med fullständig analfabetism, med det faktum att många inte ens är bekanta med grundskolans genetikkurs.

Här är ett exempel - ett svar på vår föreläsning om nedärvning av blodgrupper. Om en analfabet pappa läste en sida i en skolbok om dominanta och recessiva egenskaper, skulle det inte bli någon livstragedi:

"Materialet är inte bara intressant, utan också förståeligt även för en grundskoleelev. Jag har varit intresserad av detta ämne sedan min pappa (som liksom min mamma har en positiv Rh, och jag tyvärr visade sig vara negativ ) sa mig att på grund av detta är jag inte hans dotter, anklagade min mor för alla dödliga synder och lämnade oss. Så kära pappa, du har djupt fel. Du har fel!!! "(Från webbplatsen http://www . bio.fizteh.ru/student/files/biology/biolections/lection03.html)

Stamsvinens stamfader är ett vildsvin som tillhör släktet artiodactyl icke-idisslare. För närvarande föds dessa husdjur upp i många länder i världen. Men de är mest populära i Europa, Ryssland och staterna i Östasien.

Utseendet av en gris

Från deras förfäder, vildsvin, tamsvin skiljer sig inte för mycket. Det enda är att smågrisar vanligtvis inte är täckta med så tjock ull. Anatomin hos en gris och ett vildsvin är nästan identisk.

Utmärkande egenskaper hos tamgrisar är:

  • kompakt kropp;
  • ben med hovar;
  • borstigt hårfäste.

En långsträckt nosparti som slutar i en häl, som när man letar efter mat för att lossa jorden naturligtvis också är en av grisens främsta karaktäristiska egenskaper. På bilden nedan kan du se hur bekvämt det är för smågrisar att använda detta organ även när de hålls hemma. Det är en broskformad rörlig skiva.

Formen på grishuvudet kan bland annat avgöra dess utseende. Hos representanter för köttraser är den något långsträckt. Hos feta smågrisar har denna del av kroppen en mer rundad form.

Grisens anatomi: Muskuloskeletala systemet

Smågrisar tillhör klassen däggdjur. Skelettet av dessa djur representeras av cirka 200 ben. I det här fallet särskiljs följande sorter:

  • lång rörformig;
  • kort;
  • lång böjd;
  • lamellär.

Själva grisskelettet består av flera sektioner:

  • skallar;
  • kropp och svans;
  • lemmar.

Grisens muskelsystem representeras av glatta muskler och skelettmuskler. Benen i kroppen av dessa djur förbinder bildande leder. Totalt har grisar flera oparade och cirka 200-250 parade muskler.

Matsmältnings- och utsöndringssystem

Smågrisar är nästan allätare. Och matsmältningssystemet hos grisar är naturligtvis utvecklat väldigt bra. Dess huvudavdelningar är:

  • munhålan;
  • svalg och matstrupe;
  • enkammarmage;
  • tjock- och tunntarm;
  • ändtarm;
  • anus.

För att filtrera blod och neutralisera skadliga ämnen hos grisar, som i alla andra däggdjur, är levern ansvarig. Magen hos dessa djur är belägen i vänster hypokondrium och bukspottkörteln - till höger.

genitourinary system

En av de absoluta fördelarna med grisar som husdjur är deras höga fertilitet. Galtars reproduktionssystem representeras av följande organ:

  • pung och testiklar;
  • kanal och spermasträng;
  • urogenital kanal;
  • penis;
  • ett speciellt hudveck som täcker penis - förhuden.

Hongrisens reproduktionssystem representeras av följande organ:

  • äggstockar;
  • äggledare;
  • livmoder och slida;
  • yttre organ.

Den sexuella cykeln hos en gris kan vara från 18 till 21 dagar. Dessa djur får ungar i 110-118 dagar. En sugga kan få upp till 20 bebisar. Detta är till och med mer än för kaniner kända för sin fertilitet.

Grisens genitourinära system representeras också av:

  • parade njurar;
  • urinledare;
  • blåsa;
  • urinrör.

Hos män leder urinröret bland annat sexuella produkter. Hos grisar mynnar den in i slidans vestibul.

Nervsystem

Grisar är högt utvecklade djur. Man tror att de liknar hundar i intelligens. Dessa djur kan till exempel enkelt läras att utföra olika slags kommandon. Liksom hundar kan grisar återvända från fjärran till de platser där de en gång bodde.

Nervsystemet hos dessa djur representeras av:

  • hjärna och ryggmärg med ganglier;
  • nerver.

Hjärnan hos dessa djur har två hemisfärer med veck och är täckt med en bark. Dess massa i grisar varierar från 95-145 g. Längden på ryggmärgen hos dessa djur kan vara 119-139 cm.

Det kardiovaskulära systemet

Liksom andra däggdjur är det centrala organet för blodcirkulationen hos grisar hjärtat. Den har en konisk form och är uppdelad i höger och vänster halvor av en längsgående skiljevägg. Rhytmiskt sammandragande driver grisens hjärta blod genom hela kroppen. Varje halva av djurets hjärta är i sin tur uppdelad av tvärklaffar i en ventrikel och ett atrium.

Blodet hos grisar består av plasma och erytrocyter, blodplättar och leukocyter som flyter i det. Från hjärtat strömmar den genom djurorganismen genom artärerna och återvänder till den genom venerna. Dessutom representeras cirkulationssystemet hos grisen av kapillärer, genom vilka väggar syre kommer in i vävnaderna.

Alla typer av främmande partiklar och mikroorganismer neutraliseras i kroppen hos dessa djur i lymfkörtlarna.

Funktioner i strukturen av huden hos grisar

Tjockleken på huden på smågrisar kan variera mellan 1,5-3 mm. Hos renrasiga grisar kan denna siffra till och med vara lika med endast 0,6-1 mm. Samtidigt innehåller det subkutana lagret hos smågrisar en mycket stor mängd fett och kan nå en enorm tjocklek.

Mogna hanar har en sköld på sidorna av axelgördeln och bröstet, som består av komprimerade buntar med fettkuddar. Denna formation skyddar vildsvin under slagsmål under perioden av sexuell jakt.

Stela borsthår på huden på grisar växlar med mjuka. Hårfästets täthet hos smågrisar av olika raser kan variera. I de flesta fall föds förstås kala smågrisar upp på gårdar. Men det finns också raser vars representanter är täckta med tjockt hår, ungefär som vildsvin.

Analysatorer, hörsel- och synorgan

Cirkulationssystemet hos grisen är således mycket välutvecklat. Detsamma gäller andra organ hos smågrisar. Till exempel är luktsinnet hos grisar helt enkelt utmärkt.

Organet som ansvarar för uppfattningen av lukter hos dessa djur är beläget i näsgången och består av:

  • luktepitel;
  • receptorceller;
  • nervändar.

Känselsinnet hos grisar utförs av receptorer i rörelseapparaten, slemhinnor och hud. Smakorganen hos dessa djur är papiller som finns i munslemhinnan. Ögongloberna hos grisar är anslutna till hjärnan via synnerven.

Öronen på dessa djur består av följande sektioner:

  • cochlea del;
  • vägar;
  • hjärncentra.

Likheter och skillnader mellan grisar och människor

Människor, som alla vet, tillhör klassen primater och härstammar från apor. Rent utåt liknar en person förstås mest av allt just detta djur. Detsamma gäller strukturen av inre organ. Men när det gäller fysiologi och anatomi är en person ganska nära en gris.

Till exempel, precis som människor, är smågrisar allätare. Man tror att de en gång tämjdes just på grund av detta. Vildsvin åt villigt resterna av mänsklig mat. Den enda skillnaden mellan människor och grisar i detta avseende är att de senare har färre bitter smakreceptorer i munnen. Gris uppfattar sött och bittert på ett lite annorlunda sätt än en person.

Som ni vet är strukturen i grisens hjärta inte mycket annorlunda än det mänskliga hjärtat. Läkare försöker till och med använda smågrisar i detta avseende som donatorer för både människor och apor. Hjärtat hos smågrisar väger 320 g, hos människor - 300 g.

Mycket lik människo- och grishud. Dessa djur, som människor, kan till och med sola. Liknar strukturen på människor och grisar också:

  • ögon;
  • lever;
  • njurar;
  • tänder.

Den gula pressen visar ibland till och med information om att suggor i USA och Kina ibland används för att bära mänskliga embryon.

Vad tycker forskarna

Människor har föd upp smågrisar under lång tid. Och grisarnas anatomi studeras, naturligtvis, alldeles utmärkt. Det finns dock inget tydligt svar på frågan om varför smågrisar och primater är så lika, tyvärr. I detta avseende finns det bara ett fåtal oprövade hypoteser. Till exempel tror vissa forskare att grisen själv en gång härstammade från en primat.

Det finns till och med bekräftelse på denna otroliga hypotes. På ön Madagaskar har forskare hittat fossiler av lemurer med lång nos med nos. Liksom grisar slet dessa djur en gång marken med näsan på jakt efter mat. Samtidigt hade de istället för hovar en femfingrad hand, som en persons. Ja, och i embryon från moderna grisar, konstigt nog, är det läggning av en femfingrad hand och nosparti, som en primat.

Forntida legender är också en slags bekräftelse på att smågrisar en gång var primater. Till exempel, i en av legenderna om invånarna på ön Bot, anges att hjälten Kat i antiken gjorde människor och grisar enligt samma mönster. Senare ville smågrisarna dock ha sina egna olikheter och började gå på fyra ben.

Sjukdomar hos människor och grisar

Forskare har märkt att likheten mellan människor och grisar inte är begränsad till organens anatomiska struktur. Nästan samma sak hos primater och smågrisar och sjukdomar. Till exempel, hos grisar, som hos människor, kan Alzheimers sjukdom diagnostiseras i hög ålder. Smågrisar är också mycket ofta överviktiga. Kan observeras hos dessa djur och Parkinsons sjukdom. Grisen på bilden nedan lider av just en sådan sjukdom.

transgena djur

Hjärtat och andra organ hos smågrisar och människor liknar varandra. De är dock inte identiska. Experiment med transplantation av grisorgan hos människor har tyvärr slutat i misslyckanden på grund av vävnadsavstötning. För att lösa detta problem började forskare föda upp speciella transgena grisar. För att få sådana smågrisar införs två mänskliga gener i embryot och en grisgen stängs av.

Många forskare tror att experiment för att föda upp transgena grisar i framtiden faktiskt kan hjälpa till att lösa problemet med vävnadsavstötning under organtransplantationer. Det finns förresten redan bevis för detta. Till exempel, 2011, transplanterade ryska kirurger framgångsrikt en hjärtklaff från en transgen gris till en patient.

likhet på genetisk nivå

Grisarnas anatomi och fysiologi är sådan att de, enligt vissa forskare, är en exakt biologisk modell av en person. Enligt DNA-strukturen är aporna naturligtvis närmast människor. Till exempel är skillnaderna i mänskliga och schimpansgener bara 1-2%.

Men grisar när det gäller DNA-struktur ligger ganska nära människor. Likheten mellan människans och grisens DNA är naturligtvis inte så stor. Men forskare har funnit att hos människor och smågrisar är vissa typer av proteiner mycket lika i sammansättning. Det är därför smågrisar en gång aktivt användes för att få insulin.

Nyligen, i den vetenskapliga världen, har ett sådant ämne som att odla mänskliga organ inuti smågrisar orsakat mycket kontrovers. Rent teoretiskt är det inget omöjligt att genomföra sådana procedurer. När allt kommer omkring är människans och grisens genom faktiskt något lika.

För att få organ kan mänskliga stamceller helt enkelt placeras i en suggas ägg. Som ett resultat kommer en hybrid att utvecklas, från vilken i framtiden inte en fullvärdig organism kommer att växa, utan bara ett organ. Det kan till exempel vara hjärtat eller mjälten.

Naturligtvis kan organ som odlats inuti grisar rädda många människors liv. Men många forskare är emot denna metod. För det första är det naturligtvis omänskligt att genomföra sådana experiment i förhållande till grisarna själva. För det andra tror man att odling av mänskliga organ hos grisar kan leda till uppkomsten av nya genetiskt modifierade patogener som kan döda miljontals människor.

grismans genom

Blodet från grisar är biologiskt 70 % identiskt med mänskligt blod. Detta möjliggjorde ett mycket intressant experiment. Forskarna tog en dräktig sugga och injicerade embryona med vitt människoblod som innehöll ärftlig information. Djurets graviditet slutade med en lyckad födelse.

I blodet från de nyfödda smågrisarna hittade forskarna sedan celler som innehöll stora delar av både mänskliga och svinkromosomer. Detta blev förstås en riktig sensation i den vetenskapliga världen. Bland annat var sådana celler i smågrisar också resistenta. Det vill säga, de höll i sig länge efter födseln. Enkelt uttryckt, för första gången har forskare fått ett stabilt human-gris-genom. Naturligtvis fanns det få sådana celler i testgrisarnas kropp, och djuren liknade inte på något sätt människor. Men det resulterande genomet innehöll mer än en tredjedel av mänskligt material.

Andra forskare

Hur som helst, anatomin hos grisar är väl studerad, och tanken på att använda dessa djur som donatorer ser ganska attraktiv ut. De flesta forskare tror samtidigt att det inte finns något omöjligt i detta. Forskare i detta avseende har redan en ganska allvarlig utveckling. Till exempel lyckades forskare ta reda på att nervceller som tagits från griskroppar är kapabla att sätta förlamade människor på fötter.

Kontaktlinser av mycket hög kvalitet tillverkas redan idag av svinkollagen. Broskceller från smågrisars öron används för att odla konstgjorda bröst. Forskare har också skapat en gris som producerar omega-3-fettsyror som är användbara för det mänskliga hjärtat.