Genetyczne różnice człowiek - szympans
Paweł Szablewski | 2008-01-08
Naukowcy od wielu lat poszukują przyczyn tak znacznych, zewnętrznych różnic między człowiekiem i szympansem. Już na pierwszy rzut oka widać jak bardzo się różnimy w wyglądzie, zachowaniu czy zdolnościach budowy narzędzi, mowy. Wszystko to jest zadziwiające jeśli uzmysłowimy sobie, że różnice w budowie DNA między szympansem i człowiekiem to zaledwie 1-2%. Różnice pomiędzy ludźmi wynoszą około 0,1-0,5%.
Według zespołu naukowców Benjamin Blencowe i John Calarco z University of Toronto*s Centre for Cellular and Biomolecular Research przyczyną mogą być różnice w obróbce potranskrypcyjnej genów w splicingu. Proces ten polega na wycinaniu fragmentów niekodujących genów - intronów i łączeniu fragmentów kodujących - eksonów. Badając tkanki mózgi i serca wykryli, że różnice w tym procesie miedzy człowiekiem a szympansem są na poziomie 6-8%.
Michael Snyder z Molecular Cellular and Developmental Biology w Yale uważa, że przyczyną muszą być różnice w regulacji genów. Jednak przeszukiwanie fragmentów regulacyjnych genomu jest dużo trudniejsze niż fragmentów kodujących białka. Fragmenty te wykazują dużo większą zmienność przez co trudno poddać je standardowym porównaniom, wykorzystując statystykę i komputery. Snyder wykazał, że rejony te mogą znacząco się różnić nawet między blisko spokrewnionymi gatunkami drożdży.
Przykładem powyższych badań może być neuropsyna, specyficzny białko występujące w mózgu i biorące udział w procesie uczenia się. U ludzi występuje w dwóch formach powstałych w wyniku splicingu. Forma pierwsza jest krótsza, a druga dłuższa o 45 aminokwasów. Przyczyną jest fragment DNA, który w pierwszej wersji jest traktowany jako intron i razem z nim wycinany. Forma pierwsza przeważa w życiu płodowym człowieka, a następnie z wiekiem przewagę zdobywa neuropsyna II.
Ostatnio szczegółowe badania nad ewolucją tego białka przeprowadził Bing Su z Chinese Academy of Sciences w Kunming, Chiny. Już wcześniej wiadomo było, że neuropsyna II nie podlega ekspresji u myszy. Teraz wykazano, że także u orangutanów i szympansów białko to nie aktywuje się. Mutacje jakie zaszły w genomie powodują przesunięcie miejsca wycięcia intronu i daje u człowieka możliwość dodania fragmentu, który u małp zostaje usunięty. Tym samym neuropsyna II jest bardzo specyficznym dla ludzi białkiem, które musiało pojawić się po rozejściu naszych wspólnych przodków z szympansem, a więc mniej niż 5 mln lat temu.
Na inny rodzaj różnic w genomie człowieka i szympans zwraca uwagę James Sikela z University of Colorado w Denver i Health Sciences Center w Aurora. Uważa on, iż znaczącą rolę mogą mieć różnice w ilości kopii poszczególnych fragmentów DNA czy nawet całych genów. Znaczący wpływ tych różnic dla człowieka jest znany z różnych chorób np. zespoły Downa. Do badań wykorzystał analizę comparative genomic hybridization (CGH), wykrywającą różnicę w liczbie kopii w analizowanym fragmencie genemu. W ten sposób porównał 24 tysiące znanych genów człowieka z różnymi zwierzętami w tym szympansem, gorylem, szympansem bonobo, gibonem, lemurem marmozetą. Analiza dla 4 tysięcy z nich wykazała liniową zależności zmiany liczby kopii zgodną z przebiegiem ewolucji. W całym DNA można także wyróżnić miejsca szczególnie podatne na duplikowanie lub gubienie genów. Według Sikela są to gorące punkty ewolucji tak zwane "żłobki genów" (gene nurseries).
Najwięcej jednak badań wskazuje na różnice w regulacji ekspresji różnych genów. Dobrze to obrazuje praca grupy naukowców z Duke University w Durham (Północna Karolina, USA) z Ralph Haygood. Badali oni fragmenty regulacyjne - promotory, 6280 genów u człowieka, szympansa i makaków. W 575 promotorach wykryto zmiana uznane za korzystne dla ewolucji człowieka. Dotyczyło one głównie funkcjonowania mózgu i układu trawiennego.
Źródła:
- sciencedaily.com, 15.11.2007r., Humans And Chimps Differ At Level Of Gene Splicing,
- eurekalert.org, 09.08.2007r., Evolution is driven by gene regulation,
- eurekalert.org, 08.05.2007r., Gene mutation linked to cognition is found only in humans,
- Science Now Daily, 30.07.2007r., Gene Duplications Give Clues to Humanness,
- Science Now Daily, 13.08.2007r., The 1% Solution,
Komentarze
agatka1720 | 2008-01-23 00:00:00
mysle ze orangutany i szympanse to pozyteczne zwiwrzeta w naszym kraju a nawet na calym swiecie
Lee | 2011-10-26 08:21:07
W sejmie bardzo dobrze sobie radzą. Tylko że te nasze są bardzo agresywne i ciągle walczą z sobą.