Сходство днк человека и свиньи

Клонировать неандертальца пока что нереально…

— Какие открытия, достижения в области эволюционной генетики человека Вы считаете наиболее важными за последние 10 лет? 20 лет? 50 лет?

В эволюционной генетике как человека, так и других видов, наиболее важные результаты дал анализ ДНК — он внес значительные изменения в представления об эволюционном древе. Для человека этот анализ доказал, что все современные люди происходят от единой предковой группы, жившей в Африке.

Если говоить об эволюционной генетике вообще, то это пересмотр классификации – деления на первичноротых и вторичноротых. Вместо этого теперь «линяющие» и другие. См. статьи Млахова.

У человека – анализ ДНК не поддерживает мультирегиональную гиптоезу, а поддерживает гипотезу «выхода из Африки». Кроме того, анализ ДНК дал возможность прочертить пути глобальных миграций и приблизительно оценить их даты.

(См. подробней об этом вот эту статью).

Важно: пути миграций, прочерчиваемые на основе анализа ДНК современных популяций, проходят не через горы и реки, а через популяции (которые сейчас живут там-то, а их предки раньше могли жить в другом месте). Чтобы привязать пути миграций к географическим объектам, нужны данные по древней ДНК.

В разных источниках можно увидеть разные цифры, характеризующие близость генома человека и шимпанзе — 98.5% или, например, 94%.Отчего зависит этот разброс цифр и всё-таки, как правильней?

Разброс цифр зависит от того, какого типа различия между геномами используются. Нуклеотидные «тексты» могут различаться заменами отдельных букв (так называемые однонуклеотидные полиморфизмы», английская аббревиатура SNP, Single Nusleotide Polymorphism), числом повторяющихся фрагментов (CNV, Copy Number Variation), может быть изменен порядок расположения или ориентация больших фрагментов (эти изменения давно известны как изменения положения фрагментов хромосом).

Геномы могут отличаться наличием вставок или утратой фрагментов разных размеров. Кроме того, две обезьяньих хромосомы у человека объединены в одну, поэтому у нас 46 хромосом, а у шимпанзе — 48.

Указать одной цифрой все эти разнообразные перестройки сложно, поэтому в зависимости от того, что именно учли, цифры получаются разные. Но при учете любого типа различий картина сходства между видами получается одна и та же — шимпанзе ближе всего к человеку, затем горилла, затем орангутан и так далее.

Эти несколько процентов, отличающие геном человека от генома шимпанзе — каков их «физический смысл»? Что это за гены, каковы их функции?

При сравнении геномов человека и шимпанзе были выявлены мутации,»сделавшие нас людьми». Это те мутации, котоыре появились в линии человека и привели к важным изменениям биохимических процессов, формы тела или изменили сроки созревания тех или иных систем.

Однако такой «физический смысл» имет очень небольшая часть различий. В основном различия обусловлены случайным накоплением «нейтральных» мутаций, никак не проявляющихся в облике или биохимических особенностях их обладателей.

Часть «смысловых» различий связана с накоплением адаптивных мутаций, причем в геноме шимпанзе — однги мутации, в геноме человека — другие. Среди известных изменений — мутации, инактивирующие некоторые «ненужные» человеку гены. Например, инактивацию гена кератина — белка, входящего в состав волос, связывают с отсутствием шерсти на теле человека. Инактивация генов обонятельных рецепоров у человека связана со снижением роли обоняния для выживания. Важное изменение — инактивации гена одного из белков, входящего в состав жевательных мышц. Ослабление мощной жевательной мускулатуры, крепящейся к костям черепа, позволило «освободить» его от функций каркаса для этих мышц и увеличить размеры черепной коробки, а соответственно, и размеры мозга.

Мутации в генах, связанных с размером и функциями мозга, особенно интересны. У предков человека накапливались мутации в генах, контролирующих размер мозга, и отбирались те, которые приводили к увеличению его размера.

Важным классом мутаций, отличающих человека от других приматов, является изменения в генах регуляторных белков. Эти белки регулируют работы целых групп других генов, и изменение в одном таком белке приводит к существенным изменениям в работе генных ансамблей. Меняя эти белки, можно за счет небольшого числа мутаций достичь значительных изменений строения и функций различных органов.

Различия между геномами человека и приматов уже «инвентаризированы», но смысл этих различий пока понятен лишь для небольшой доли мутаций.

Как Вы относитесь к предложениям некоторых исследователей на основании генетических данных включить шимпанзе и гориллу в род Homo?

Положительно. Формально на уровне ДНК мы с братьями-приматами отличаемся меньше, чем два вида крыс. Хотя по внешнему облику и по образу жизни отличаемся гораздо больше.

Примечание Редактора: среди антропологов существуют различные мнения на этот счет. См., например, здесь

Вероятно, наивный вопрос, но возможно ли будет в обозримом будущем средствами генной инженерии «сделать из обезьяны человека»? Какие трудности стоят на пути решения такой задачи?

А зачем? мы уже есть — природа уже сделала. Считаю, что фабрику по производству чего-либо из полу-людей полу-обезьян делать неэтично (это из микроорганимозв или из культур тканей можно получать разные полезные вещества), а философские проблемы таким образом не решить. Лучше поберечь природные популяции наших родственников.

Еще один вопрос из области научной фантастики: возможно ли в обозримом будущем решение такой задачи, как клонирование неандертальца?

Клонирование из имеющихся фрагментов ДНК невозможно — они очень коротенькие, их не сошьешь в единое целое. Синтез ДНК на основе полученной инфомрации о последовательности генома неандеральца пока вряд ли возможен. При определении последовательности нуклеотидов древней ДНК высока вероятность ошибочного «чтения» из-за того, что за тысячи лет в ДНК накапливаются химические модификации, которые можно принять за реальные мутации. Кроме того, в пробирке ДНК синтезируется фрагментами размером в несколько тысяч нуклеотидов. При сборке этих фрагментов тоже возникают ошибки. В результате количество ошибок будет столь велико, что система будет нежизнеспособна. А ведь остается еще этап введения ДНК в клетку. И еще некоторые технические сложности — например, каким делать уровень метилирования ДНК.

Метилирование ДНК – это способ химической модификации определенных нуклеотидов (навешивание метильной группы специальными ферментами). Метилирование может влиять на активность генов, на распознавание ДНК ферментами (Например, рестриктазами, которые в зависимости от наличия или отсутствия метильной группы режут или не режут определенные последовательности) и на другое.

Подробней о проблемах, связанных с изучением древних ДНК, можно прочитать в этой статье.

К сожалению, российский Интернет переполнен разного рода дезинформацией (например, регулярно приходится сталкиваться с разглагольствованиями о том, что генетически к человеку ближе всего не шимпанзе, а свинья. ). Какие существуют наиболее расхожие мифы, заблуждения на тему генетики человека?

Про свиней — известный миф. Инсулин раньше получали из свиньи, так как некоторые белки у нас с хрюшками действительно похожи. А другие белки больше схожи с другими видами животных. Больше всего совпадений – повторюсь – с шимпанзе. Но про свинью более известно — вот и циркулирует старая информация.

От Редактора: См. также интересные материалы на портале:

Наиболее расхожие заблуждения связаны с полной безграмотностью, с тем, что многие не знакомы даже с обязательным школьным курсом генетики.

Вот пример — отзыв на нашу лекцию о наследовании групп крови. Если бы малограмотный папаша прочел страницу школьного учебника о доминантных и рецессивных признаках, не было бы жизненной трагедии:

Анатомия свиньи. Сходство ДНК человека и свиньи

Прародителем домашних свиней является дикий кабан, относящийся к роду парнокопытных нежвачных. В настоящее время этих сельскохозяйственных животных разводят во многих странах мира. Но наиболее популярны они в Европе, России и государствах Восточной Азии.

Внешний вид свиньи

От своих предков, диких кабанов, домашние свиньи отличаются не слишком сильно. Единственное, поросята обычно не бывают покрытыми такой густой шерстью. Практически идентична и анатомия свиньи и дикого кабана.

Отличительными особенностями домашних поросят являются:

• компактное телосложение;
• ноги с копытцами;
• представленный щетиной волосяной покров.

Удлиненная морда, заканчивающаяся пяточком, служащим при поисках пища для разрыхления почвы — это, конечно же, также один из основных характерных признаков свиньи. На фото ниже можно видеть, насколько удобно поросятам пользоваться этим своим органом даже при содержании в домашних условиях. Представляет собой пятачок свиньи хрящевой подвижный диск.

По форме головы свиньи можно, помимо всего прочего, определить и ее вид. У представителей мясных пород она несколько удлинена. У сальных поросят эта часть тела имеет более округлую форму.

Анатомия свиньи: опорно-двигательная система

Относятся поросята к классу млекопитающих. Скелет этих животных представлен примерно 200 костями. При этом выделяют следующие их разновидности:

• длинные трубчатые;
• короткие;
• длинные изогнутые;
• пластинчатые.

Сам скелет свиней состоит из нескольких отделов:

Мышечная система свиньи представлена гладкой мускулатурой и скелетными мышцами. Кости в организме этих животных соединяют коллагеновые волокна, образующие суставы. В общей сложности у свиней насчитывается несколько непарных и порядка 200-250 парных мышц.

Пищеварительная и выделительная система

Поросята — животные практически всеядные. И пищеварительная система у свиней развита, конечно же, очень хорошо. Основными ее отделами являются:

• ротовая полость;
• глотка и пищевод;
• однокамерный желудок;
• толстый и тонкий кишечник;
• прямая кишка;
• анус.

За фильтрацию крови и нейтрализацию вредных веществ у свиней, как и у любых других млекопитающих, отвечает печень. Желудок у этих животных располагается в левом подреберье, а поджелудочная железа — в правом.

Мочеполовая система

Одним из безусловных преимуществ свиней как сельскохозяйственных животных является высокая плодовитость. Половая система хряков представлена следующими органами:

• мошонкой и семенником;
• протокой и семенным канатиком;
• мочеполовым каналом;
• половым членом;
• специальной кожной складкой, прикрывающей член — препуцией.

Половая система свиньи-самки представлена следующими органами:

• яичниками;
• маточными трубами;
• маткой и влагалищем;
• наружными органами.

Половой цикл у свиньи может длиться от 18 до 21 дня. Детенышей эти животные вынашивают 110-118 дней. У одной свиноматки может рождаться до 20 детенышей. Это даже больше, чем у славящихся своей плодовитостью кроликов.

Мочеполовая система свиньи представлена также:

• парными почками;
• мочеточниками;
• мочевым пузырем;
• мочеиспускательным каналом.

У самцов мочеиспускательный канал, помимо всего прочего, проводит и половые продукты. У свинок он открывается в преддверие влагалища.

Нервная система

Свиньи — животные высокоразвитые. Считается, что по интеллекту они близки к собакам. Этих животных, к примеру, без труда можно научить выполнять разного рода команды. Как и собаки, свиньи способны издалека возвращаться в те места, где они когда-то проживали.

Нервная система этих животных представлена:

• головным и спинным мозгом с ганглиями;
• нервами.

Мозг у этих животных имеет два полушария с извилинами и покрыт корой. Масса его у свиней колеблется в пределах 95-145 г. Длина спинного мозга у этих животных может быть равна 119-139 см.

Сердечно-сосудистая система

Как и у других млекопитающих, центральным органом кровообращения у свиней является сердце. Форму оно имеет конусовидную и продольной перегородкой разделено на правую и левую половину. Ритмически сокращаясь, сердце свиньи гонит кровь по всему ее телу. Каждая половина сердца животных, в свою очередь, разделена поперечными клапанами на желудочек и предсердие.

Кровь свиней состоит из плазмы и плавающих в ней эритроцитов, тромбоцитов и лейкоцитов. Из сердца по организму животных оно течет по артериям, возвращается же к нему — по венам. Также кровеносная система свиньи представлена капиллярами, через стенки которых в ткани поступает кислород.

Разного рода инородные частицы и микроорганизмы обезвреживаются в организме этих животных в лимфатических узлах.

Особенности строения кожи свиней

Толщина кожи поросят может варьироваться в пределах 1.5-3 мм. У породистых же свиней этот показатель и вовсе может быть равен всего 0.6-1 мм. При этом подкожный слой у поросят содержит очень большое количество жиров и может достигать огромной толщины.

У половозрелых самцов по бокам плечевого пояса и груди имеется щит, состоящий из уплотненных пучков с жировыми прокладками. Это образование защищает кабанов во время драк в период половой охоты.

Жесткие волоски щетины на коже свиней чередуются с мягкими. Густота волосяного покрова у поросят разных пород может быть неодинаковой. В большинстве случаев в хозяйствах разводятся, конечно же, голые поросята. Но существуют и породы, представители которой покрыты густой шерстью, примерно такой же, как дикие кабаны.

Анализаторы, органы слуха и зрения

Сердечно-сосудистая система свиньи развита, таким образом, очень хорошо. То же самое касается и других органов поросят. К примеру, обонянием свиньи отличаются просто превосходным.

Ответственный за восприятие запахов орган у этих животных расположен в носовом ходу и состоит из:

• обонятельного эпителия;
• рецепторных клеток;
• нервных окончаний.

Осязание у свиней осуществляется рецепторами опорно-двигательного аппарата, слизистыми и кожей. Органами же вкуса у этих животных являются сосочки, расположенные в слизистой ротовой полости. Глазные яблоки у свиней зрительным нервом соединяются с головным мозгом.

Уши этих животных состоят из следующих отделов:

• улитковой части;
• проводящих путей;
• мозговых центров.

Сходства и различия свиньи и человека

Люди, как хорошо всем известно, относятся к классу приматов и произошли от обезьяны. Чисто внешне человек, безусловно, больше всего напоминает именно это животное. То же самое касается и строения внутренних органов. Однако и к свинье в плане физиологии и анатомии человек стоит довольно близко.

К примеру, как и люди, поросята являются животными всеядными. Считается, что и приручены они когда-то были именно из-за этого. Дикие кабаны охотно питались остатками человеческой пищи. Единственной разницей между людьми и свиньями в этом плане является то, что у последних в ротовой полости имеется меньше рецепторов горького вкуса. Сладкое и горькое поросенок воспринимает несколько по-другому, чем человек.

Как известно, сердце свиньи по строению мало чем отличается от сердца человека. Поросят медики даже пытаются использовать в этом плане как доноров и для людей, и для обезьян. Сердце поросят весит 320 г, у человека — 300 г.

Очень похожа на человеческую и кожа свиньи. Эти животные, как и люди, могут даже загорать. Схожи по строению у людей и свиней также:

В желтой прессе иногда даже мелькает информация о том, что иногда свиноматок в США и Китае используют для вынашивания человеческих эмбрионов.

Что думают ученые

Разводят поросят люди достаточно давно. И анатомия свиней изучена, конечно же, просто отлично. Однако однозначного ответа на вопрос о том, почему поросята и приматы настолько похожи, к сожалению, не существует. В этом плане имеется только несколько непроверенных гипотез. К примеру, некоторые ученые считают, что сама свинья когда-то произошла от примата.

Этой невероятной гипотезе даже существует подтверждение. На острове Мадагаскар исследователями были найдены ископаемые останки лемуров, имеющих длинную морду с пятачком. Как и свиньи, эти животные когда-то разрывали носом землю в поисках еды. При этом вместо копыт они имели пятипалую, как у человека, руку. Да и у эмбрионов современных свиней, как это ни странно, присутствует закладка пятипалой руки и мордочки, как у примата.

Своеобразным подтверждением того, что поросята когда-то были приматами, являются и древние легенды. К примеру, в одном из преданий жителей острова Бот утверждается, что в древние времена герой Кат сделал людей и свиней по одному образцу. Однако позднее поросята захотели иметь свои отличия и начали ходить на четырех ногах.

Болезни людей и свиней

Учеными было замечено, что сходство людей и свиней не ограничивается анатомическим строением органов. Практически одинаковые у приматов и поросят и болезни. К примеру, у свиней, как и у людей, в старости может диагностироваться болезнь Альцгеймера. Также поросята очень часто страдают ожирением. Может наблюдаться у этих животных и болезнь Паркинсона. Свинья на фото ниже страдает именно такой болезнью.

Трансгенные животные

Сердце и другие органы у поросят и людей схожи. Но все-таки они неидентичны. Опыты по пересадке свиных органов людям оканчиваются пока, к сожалению, неудачами из-за отторжения тканей. Чтобы решить эту проблему, ученые начали выводить специальных трансгенных свиней. Для того чтобы получить таких поросят, в зародыш вводят два человеческих гена и отключают один свиной.

Многие ученые считают, что опыты по выведению трансгенных свиней в будущем на самом деле могут помочь решить проблему отторжения тканей при пересадке органов. Подтверждения этому, кстати, уже имеются. К примеру, в 2011 г. российские хирурги успешно пересадили пациентке клапан сердца трансгенной свиньи.

Сходство на генетическом уровне

Анатомия и физиология свиней таковы, что они, по мнению некоторых ученых, являются точной биологической моделью человека. По строению ДНК к людям, конечно же, ближе всего находятся обезьяны. К примеру, различия в генах человека и шимпанзе составляет всего 1-2 %.

Но и свиньи в плане строения ДНК находятся достаточно близко к человеку. Сходство у ДНК человека и свиньи, конечно, не такое большое. Однако ученые выяснили, что у людей и поросят некоторые виды белков очень схожи по составу. Именно поэтому поросят когда-то активно использовали для получения инсулина.

В последнее время в научном мире вызывают много споров такая тема, как выращивание внутри поросят человеческих органов. Чисто теоретически проведение подобных процедур ничего невозможного собой не представляет. Ведь геном человека и свиньи действительно в чем-то схож.

Для получения органов стволовые клетки людей можно просто помещать в яйцеклетку свиноматки. В результате будет развиваться гибрид, из которого в дальнейшем вырастет не полноценный организм, а лишь один какой-то орган. Это может быть, к примеру, сердце или селезенка.

Конечно, выращенные внутри свиней органы могли бы спасти жизни многих людей. Однако многие ученые являются противниками этого метода. Во-первых, проведение подобных опытов, конечно же, негуманно по отношению к самим свиньям. Во-вторых, считается, что выращивание в свиньях органов для людей может привести к появлению новых генномодифицированных возбудителей болезней, способных унести жизни миллионов людей.

Геном человек-свинья

Кровь свиней биологически на 70 % совпадает с кровью человека. Это сделало возможным проведение одного очень интересного эксперимента. Ученые взяли беременную свиноматку и ввели эмбрионам белую кровь человека, содержащую наследственную информацию. Беременность у животного закончилась успешными родами.

В крови появившихся на свет поросят исследователи в последующем обнаружили клетки, содержащие большие участки как человеческих, так и свиных хромосом. Это, конечно же, стало настоящей сенсацией в научном мире. Помимо всего прочего, такие клетки в организме поросят оказались еще и устойчивыми. То есть сохранялись длительное время после рождения. Проще говоря, учеными впервые был получен стабильный геном человек-свинья. Конечно же, таких клеток в организме испытуемых поросят было немного и на людей животные никоим образом похожи не были. Однако человеческого материала в самом полученном геноме содержалось более трети.

Другие исследования ученых

Как бы там ни было, анатомия свиней изучена хорошо, и идея использования этих животных в качестве доноров выглядит достаточно привлекательной. Большинство ученых при этом считают, что ничего невозможного в этом нет. Наработки у исследователей в этом плане уже сейчас имеются довольно серьезные. К примеру, ученым удалось выяснить, что взятые из организма поросят нервные клетки способны ставить на ноги парализованных людей.

Из свиного коллагена уже сегодня изготавливаются очень качественные контактные линзы. Хрящевые клетки ушей поросят используются для выращивания искусственной груди. Также учеными была создана свинья, вырабатывающая полезные для человеческого сердца жирные кислоты Омега-3.

ДНК свиньи, человека и шимпанзе

Отчасти, по причине того, что внутренние органы свиньи весьма неплохо подходят для пересадки человеку. А еще Бернард Вербер подлил масла в огонь со своей гнигой «Отец наших отцов» (но там, надо понимать, фантастика чистой воды).

А вот что думают по этому поводу специалисты-генетики, насколько всё-таки свинья и человек близки генетически?

Владимир Александрович Трифонов: Цифры гомологий генома имеют довольно невысокую ценность, все сильно зависит от того, что мы с чем сравниваем: учитываем ли структурные изменения генома, учитываем ли повторенные последовательности или же речь идет только о заменах в кодирующих областях.

Как сравнительный цитогенетик, я могу сказать, что эволюция кариотипов свиных сопровождалась большим количеством перестроек — даже от общего предка со жвачными и китообразными свиных отделяет 11 разрывов и 9 инверсий, плюс еще в линии свиней после отделения пекариевых произошло 7 слияний и три инверсии. Когда мы строим молекулярные филогении на основе данных секвенирования, то свинья никогда не попадает в родственники человеку, таких данных можно привести множество и они гораздо точнее и надежней, чем общие оценки молекулярных различий. Отличий между геномами свиньи и человека сотни тысяч, поэтому для их оценки используются специальные программы, которые, основываясь на сходстве и различии множества признаков строят филогенетические деревья. Положение на филогенетическом древе как раз и отражает степень сходства или различия между видами.

У филогенетиков есть свои трудности и свои противоречия, но сегодня мало кто сомневается в некоторых базовых идеях. Вот, например, три современные статьи, где филогении строились разными группами (являющимися общепризнанными экспертами в данной области), основываясь на множестве признаков, взятых из последовательностей ДНК:

Conrad A. Matthee et al. Indel evolution of mammalian introns and the utility of non-coding nuclear markers in eutherian phylogenetics. Molecular Phylogenetics and Evolution 42 (2007) 827–837.

Olaf R. P. Bininda-Emonds et al. The delayed rise of present-day mammals. Nature, Vol 446|29 March 2007.

William J. Murphy et al. Using genomic data to unravel the root of the placental mammal phylogeny. Genome Res. 2007 17: 413-421.

Во всех опубликованных филогениях (см., рисунок ниже) свинья прочно занимает свое место среди парнокопытных, а человек «никуда не выскакивает» из отряда приматов, т.е. данные, полученные по анализу разных последовательностей ДНК, одинаково отвечают на этот вопрос, подтверждая в этом вопросе филогении, построенные по морфологическим признакам еще в 19 веке.

Из рисунка видно, что свинья отстоит от человека дальше, чем мышь, кролик и дикобраз. Источник: William J. Murphy et al. Using genomic data to unravel the root of the placental mammal phylogeny. Genome Res. 2007 17: 418.

Михаил Сергеевич Гельфанд: про точный % совпадений ДНК, честно говоря, сходу не скажу, да и не очень понятно, что бы это значило: в генах? в межгенных промежутках? большая часть генома свиньи с человеком просто не выравнивается (в отличие от шимпанзе), там про % совпадений говорить не имеет смысла. В любом случае, свинья от человека дальше, чем мышь. А вот кто близок к свиньям — так это киты (правда, они еще ближе к гиппопотамам).

Вопрос. Константин Задорожный, главный редактор журнала для учителей «Биология» (Украина): В электронной книге уважаемого С. В. Дробышевского «Достающее звено» указано, что вторая хромосома человека образовалась в результате слияния двух хромосом предкового вида, которые у шимпанзе остались неслитыми (эту информацию лично я встречал и ранее, но в популярных изданиях она практически не освещалась). Соответственно, вопрос к кому-нибудь из экспертов. На каком этапе эволюции человека (ранние гоминиды, австралопитеки, ранние хомо и т.д.) произошла эта хромосомная аберрация? Возможно ли это определить?

Ответ. Владимир Александрович Трифонов: с удовольствием отвечу на Ваш вопрос, поскольку слияние хромосом предка шимпанзе и человека (соответствующих хромосомам PTR12 и PTR13 шимпанзе) действительно является последним значительным событием, изменившим кариотип человека.

Начнем с предка человекообразных обезьян — данные сравнительной геномики свидетельствует, что эти два элемента кариотипа были акроцентрическими, и именно в таком неизменном виде они сохранились у орангутана.

Далее у общего предка человека, гориллы и шимпанзе происходит перицентрическая инверсия, превратившая один из этих элементов в субметацентрик (этот элемент соответствует хромосоме PTR13 шимпанзе и хромосоме GGO11 гориллы). Затем у общего предка человека и шимпанзе происходит другая перицентрическая инверсия (в гомологе хромосомы PTR12 шимпанзе), превратившая ее в субметацентрик.

И, наконец, последнее событие уже в линии Homo — слияние двух субметацентриков с образованием хромосомы человека HSA2. Это не робертсоновское слияние (центрическое), а тандемное, при этом центромера PTR12 сохраняет свою функцию, центромера PTR13 инактивируется, а в точке тандемного слияния обнаруживаются предковые теломерные сайты (Ijdo et al., 1991).

По времени образования хромосомы HSA2 человека можно только сказать, что фиксация этой перестройки произошла после расхождения линий человек — шимпанзе, т.е. не раньше, чем 6.3 миллиона лет назад.

Я не думаю, что у человекообразных обезьян повышена частота робертсоновских транслокаций. У них очень консервативные кариотипы, мало меняющиеся на протяжении миллионов лет, за это время в кариотипах видов других таксонов происходили десятки значительных преобразований. Есть данные из клинической цитогенетики, указывающие на частоту 0.1% в мейозе человека (Hamerton et al., 1975). Однако анализ геномов показывает, что такие перестройки не зафиксировались в линии человека.

Вопрос. Алексей (письмо в Редакцию): Возникают вопросы по ходу прочтения лекций по геномике для Физтеха. Не дано определение гену.

Ответ. Светлана Александровна Боринская: Определение гену легко было дать, когда о нем еще не очень много было известно. Например «ген — это единица рекомбинации», или «ген — это участок ДНК, кодирующий белок», «Один ген — один фермент (или белок)», «Один ген — один признак».

Теперь ясно, что дело обстоит сложнее и с рекомбинацией, и с кодированием. Гены имеют разную структуру, порой довольно сложную.Один ген может кодировать много разных белков. Один белок может кодироваться разными фрагментами ДНК, находящимися в геноме на большом расстоянии, продукты которых (РНК или полипептидные цепи) соединяются по мере созревания в один полипептид.

Кроме того, в состав гена входят регуляторные участки. И еще есть гены, не кодирующие белки, а кодирующие только молекулы РНК (кроме всем известных рибосомных РНК это молекулы РНК, входяющие в состав других молекулярных машин, открытые не так давно микроРНК и другие
типы РНК). Поэтому сейчас есть много определений того, что такое ген. Ген — это концепция, которую трудно уложить в одно краткое всеобъемлющее определение.

Вопрос. Алексей: Можно ли считать молекулу ДНК как часть генома?

Ответ С.Б.: Геном — это и есть ДНК. Или полный комплект молекул ДНК организма (в отдельной клетке) = геном.

При этом мы не подразумеваем клетки, в которых в процессе развития происходят перестройки ДНК (такие как клетки иммунной системы у млекопитающих или клетки животных, у которых происходит «диминуция хроматина» — утрата значительной части ДНК в процессе развития ).

Вопрос. Алексей: Можно ли считать, исходя из генетической карты Е.coli представленной в тексте, что понятно какой ген что кодирует?

Ответ С.Б.: Е.coli — самая изученная бактерия, но и для нее до сих пор не для всех генов известны функции. Хотя по нуклеотидной последовательности гена можно «вывести» аминокислотную последовательность белка. Для хорошо изученных бактерий примерно для половины генов известны функции кодируемых ими белков. Для части генов получены экспериментальные подтверждения функций, для части — предсказания делаются на основе сходства структуры белка с другими белками с известными функциями.

Вопрос. Алексей: Правильно ли я понимаю, что количество входящих в ген нуклеотидов для каждого гена различно? Какой-либо закономерности здесь нет.

Ответ С.Б.: Совершенно верно.

Вопрос. Алексей: Могут ли различные гены иметь абсолютно аналогичную последовательность нуклеотидов, но отличаться только местоположением?

Ответ С.Б.: Абсолютно идентичных генов, наверное, все же нет. Но расположенные в разных участках генома гены с очень близкой последовательностью нуклеотидов имеются. Только их называют не «аналогичными», а «гомологичными». Эти гены произошли в результате дупликации предкового гена. Со временем в них накапливаются замены нуклеотидов. И чем ближе к нам время дупликации, тем больше похожи гены. Дупликации генов встречаются у всех организмов — от бактерий до человека.

При этом разные гены у разных людей могут содержаться в разном количестве копий. Количество копий может влиять на активность соответствующих продуктов генов. Например, разное количество генов определенных цитохромов влияет на скорость метаболизма и выведения из организма лекарственных препаратов и, соответственно, рекомендуется применять разные дозы.

Вопрос. Алексей: Также хотелось бы услышать мнение специалистов касательно материалов, предоставляемых Гаряевым (имеется в виду т.н. теория «волнового генома»). Он утверждает что его опыты подтверждаются экспериментально в лабораториях. Так ли это. Что можете сказать на это?

Ответ С.Б.: Вы тоже можете утверждать все, что Вам вздумается. Но научный мир обратит внимание на Ваши утверждения только в том случае, если они будут опубликованы в рецензируемых научных журналах, да еще представлены с описанием деталей эксперимента, позволяющим его повторять.

Г-н Гаряев в научных журналах не публикует свои «открытия», только журналистам рассказывает. Никаких данных о проведенных им «опытах» нет, только его слова. Пусть хотя бы лабораторный журнал покажет с подробной записью условий и результатов экспериментов.

Сходство днк человека и свиньи

К человеку генетически гораздо ближе свинья, чем обезьяна. Недаром людям пересаживают свиные органы!

Читатели столько раз спрашивали меня о генетике хрюшек, что некоторое время назад я попросил трех квалифицированных генетиков разъяснить ситуацию. Ответ ученых однозначный: это утверждение – полная чушь. Если уж на то пошло, генетически к человеку гораздо ближе мышь, чем свинья. Кстати, стволовые клетки мышей – а не свинок! – сейчас используются для создания искусственной человеческой кожи.

Комментирует В. А. Трифонов, специалист по сравнительной геномике:

Когда мы строим молекулярные филогении на основе данных секвенирования, то свинья никогда не попадает в родственники человеку. Таких данных можно привести множество, и они гораздо точнее и надежней, чем общие оценки молекулярных различий. Отличий между геномами свиньи и человека сотни тысяч, поэтому для их оценки используются специальные программы, которые, основываясь на сходстве и различии множества признаков, строят филогенетические деревья.

Во всех опубликованных филогениях свинья прочно занимает свое место среди парнокопытных, а человек «никуда не выскакивает» из отряда приматов. То есть данные, полученные по анализу разных последовательностей ДНК, одинаково отвечают на этот вопрос, подтверждая в этом вопросе филогении, построенные по морфологическим признакам еще в XIX в.

«Но почему же тогда органы пересаживают от свиней?!» – спрашивает настойчивый читатель.

Во-первых, должен вас разочаровать: люди со свиными органами пока что существуют только в фантастической литературе. В реальности же в широкой практике дальше пересадки свиного сердечного клапана или кожи дело не идет: крайне сложно преодолеть реакцию отторжения, вызываемую в организме чужеродным органом.

Правда, печень свиньи может подключаться к больному… временно – на час-полтора. Такой метод практикуется для «разгрузки» собственной печени пациента, страдающего печеночной недостаточностью: пока подключенный орган выполняет свою работу, больная печень отдыхает и восстанавливается. За короткий срок организм не успевает распознать чужака, так что можно избежать негативных последствий для пациента. Подобные процедуры проводились еще в СССР .

Во-вторых, я не знаю, дорогой читатель, едите ли вы свинину. Но многие ваши соотечественники едят. Спросите такого соотечественника, согласился бы он откушать суп из… шимпанзе. Отдельный вопрос – сколько стоил бы такой суп.

Ведь дело не только в генетической близости. Для массовой пересадки органов – а перед медиками-трансплантологами стоит именно такая задача – необходимо животное-донор:

• хорошо изученное (желательно давно и широко разводимое в неволе, без неожиданных болячек);

• легко размножающееся в неволе;

• подходящее по размерам;

• эксперименты на котором не вызывали бы бурных протестов мирового сообщества…

Факт: ежегодно в мире идет на убой и попадает к людям на стол несколько сотен миллионов свиней. Для сравнения: общая численность горилл на планете не превышает 100 000 особей, шимпанзе – около 300 000. Так какое животное является более перспективным для нужд ксенотрансплантации – свинья или шимпанзе?

Тем не менее эксперименты по пересадке органов от обезьян тоже проводилась.

Еще в 1900?х гг. Фриденталь провел успешное переливание крови человека шимпанзе. А в 1931 г. Ж. Труазье провел ряд экспериментов по переливанию крови в обратную сторону – от шимпанзе людям, без каких-либо отрицательных последствий .

В 1920–30 гг. во Франции пересадку мужчинам тканей половых желез обезьян, стремясь достичь эффекта омоложения, проводил Сергей Абрамович Воронов – прототип профессора Преображенского из «Собачьего сердца». Воронов осуществил несколько сотен таких операций.

В 1963 г. человеку была пересажена почка шимпанзе. Орган функционировал девять месяцев.

В начале 1980?х ребенку пересадили сердце павиана, которое проработало несколько недель.

В 1993 г. была осуществлена пересадка печени павиана двум пациентам, страдающим от печеночной недостаточности. Один из них прожил 70 дней, другой умер через 26 дней после операции .

Если вас не впечатлили эти цифры, то добавим: когда в 1994 г. пациенту была впервые пересажена печень свиньи – орган профункционировал всего 30 часов, после чего отторгся…