Honden en mensen hebben een lange gedeelde geschiedenis, maar hoe gelijk zijn we eigenlijk? Toen de structuur van DNA werd ontdekt en we het vermogen kregen om het genoom van zowel mens als dier te sequensen, was het geen grote verrassing dat we veel gemeen hadden met onze dierenvrienden. Mensen en dieren hebben een gigantische hoeveelheid genetisch materiaal gemeen. Het feit dat we grote hoeveelheden DNA delen met apen is begrijpelijk. Zelfs voorspelbaar. Maar de waarheid is dat we ook enorme hoeveelheden DNA delen met andere niet-primaten. Het zal je misschien verbazen te weten dathonden 84% van ons DNA delen! Iets meer dan de 80% die we delen met muizen en veel minder dan de 98% waarmee we delen chimpansees.
Wat is DNA?
Deoxyribonucleïnezuur (DNA) is een organisch molecuul dat in de kern van cellen wordt aangetroffen. Het bevat de genetische instructies voor alle levende organismen. DNA is het molecuul dat codeert voor genetische informatie in cellen en bestaat uit adenine, cytosine, thymine en guanine. DNA-moleculen zijn zeer stabiel omdat ze bestaan uit twee complementaire strengen die een dubbele helix vormen. Tijdens de celdeling dupliceert DNA zichzelf en creëert het eiwitten, die essentieel zijn voor veel fysieke functies.
Wat is een genoom?
Genomen zijn DNA-sequenties die alle genetische instructies bevatten die nodig zijn om levende wezens, inclusief mensen, te bouwen en te onderhouden. Het genoom is de complete set genen die aanwezig zijn in een organisme. Het bevat alle erfelijke eigenschappen en bepa alt welke fysieke en gedragskenmerken een organisme zal hebben. Ongeveer 20.000 genen vormen een genoom, dat bestaat uit DNA-sequenties die coderen voor eiwitten.
Wat is DNA-sequencing?
Nucleotiden zijn organische moleculen die de structuren vormen voor genen en eiwitten. DNA-sequencing is een techniek om de sequentie van nucleotiden in een DNA-molecuul te bepalen. Om dit te doen, wordt een DNA-molecuul in kleinere stukjes geknipt en vervolgens gebruikt als een sjabloon voor een bepaalde RNA-streng die is gekopieerd van de overeenkomende complementaire DNA-streng. Dit RNA kan dan overeenkomen met elk stukje DNA en kan langzaam worden afgelezen, letter voor letter.
Hoe weten we welk percentage van het DNA dat twee soorten delen?
De meest nauwkeurige manier om precies vast te stellen welk percentage van het DNA door twee soorten wordt gedeeld, is door hun volledige DNA-sequenties (of genomen) met elkaar te vergelijken. Het bepalen van de volledige DNA-sequentie van een dier is echter een moeilijke taak die veel tijd en moeite kost. Hiervoor zijn veel apparatuur, middelen en financiering nodig.
Wanneer werd het menselijk genoom gesequenced?
In 2001, na tien jaar onderzoek, werd voor het eerst een volledig menselijk genoom gepubliceerd. Hoewel genetische technologieën sindsdien veel goedkoper, sneller en beter zijn geworden, blijft het bepalen van het DNA van een soort nog steeds een uitdaging. Elk jaar worden nieuwe dierlijke genomen bestudeerd, gesequenced en toegevoegd aan onze kennis over het leven op deze planeet.
Wanneer werd het hondengenoom gesequenced?
Het genoom van de hond werd voor het eerst gesequenced in 2005. Het gekozen dier was een raszuivere vrouwelijke bokser genaamd Tasha. Over het algemeen kan het hondengenoom worden gezien als een blauwdruk voor het opbouwen van het genetische materiaal van de hond - alle eigenschappen en gedragingen die een hond vertoont, worden bepaald door de volgorde en inhoud van zijn genen. Het in kaart brengen van het hondengenoom in 2005 was een mijlpaal in het begrijpen van de biologie van dit dier, omdat het inzicht verschafte in zijn evolutionaire geschiedenis en zijn relatie met de mens.
Heb je een heel genoom nodig om te begrijpen hoe verwant twee dieren zijn?
Je hoeft niet het hele genoom van twee wezens te hebben gesequenced om een algemeen idee te krijgen van hoe verwant ze zijn. In feite waren wetenschappers al bezig met het samenstellen van voorspellingen over hoe nauw verwant mensen waren aan andere dieren lang voordat er zelfs maar een genoom was gesequenced. Dit komt omdat het mogelijk is om in te schatten hoe vergelijkbaar het DNA van de twee soorten is zonder zelfs maar de volledige volgorde van hun DNA te kennen.
Waarom vergelijken wetenschappers de genomen van verschillende soorten?
Wetenschappers vergelijken vaak genomen van verschillende soorten om te bepalen of er een gemeenschappelijke voorouder is, of dat de ene soort genetisch dichter bij de andere staat. Een vergelijking tussen mensen en Neanderthalers kan bijvoorbeeld passend zijn omdat wordt verondersteld dat mensen afstammen van Neanderthalers. Wetenschappers gebruiken de vergelijking om afstamming en evolutie af te leiden. Het bestuderen van genomen kan onderzoekers helpen begrijpen hoe genen eigenschappen beïnvloeden. Het vergelijken van menselijke genen met vergelijkbare dierlijke genen kan helpen hun functie te bepalen. We kunnen deze informatie vervolgens gebruiken om meer te weten te komen over ziekten bij die soort en ook bij mensen.
Wat leren overeenkomsten en verschillen in DNA ons?
We kunnen ook leren over evolutie door de overeenkomsten of verschillen in DNA tussen soorten te onderzoeken en als resultaat kunnen we zien welke genen hetzelfde blijven en welke in de loop van de tijd veranderen. Het vergelijken van DNA vertelt ons over de evolutie van onze soort. Naarmate levensvormen evolueren, verandert hun DNA. Mutaties, die optreden wanneer DNA repliceert, veroorzaken deze veranderingen. Een overeenkomst kan duiden op een nauwe verwantschap tussen twee organismen en kan ons ook vertellen of twee organismen een gemeenschappelijke voorouder delen.
Wat hebben we geleerd over honden en mensen door DNA-onderzoek?
Honden en mensen delen 84% van hun DNA, waardoor honden ideale dieren zijn voor het bestuderen van menselijke ziekteprocessen. Onderzoekers zijn vooral geïnteresseerd in ziekten die zowel honden als mensen treffen - mensen en hun hondenvrienden worden beide getroffen door netvliesaandoeningen, staar en retinitis pigmentosa. Wetenschappers bestuderen en onderzoeken behandelingen voor deze ziekten bij honden in de hoop dat ze ook gunstig zullen zijn voor mensen.
Honden worden ook bestudeerd en behandeld voor kanker, epilepsie en allergieën, om een succesvollere behandeling voor mensen te ontwikkelen. Het is interessant om op te merken dat meer dan 58% van de genetische ziekten bij honden directe equivalenten zijn van menselijke ziekten veroorzaakt door mutaties in dezelfde genen.
Wat zijn enkele van de genen die honden en mensen delen?
Twee gevallen van domesticatie van honden vonden plaats tussen 10.000 en 30.000 jaar geleden toen mensen wolven temden en ze veranderden in honden van verschillende rassen, waarbij degenen met de hoogste mate van socialiteit werden gehouden voor verdere fokkerij. We weten nu dat sommige van de genen die verband houden met sociaal gedrag worden gedeeld door honden en mensen en door de studie van hondenmodellen hopen wetenschappers een beter begrip te krijgen van bepaalde sociale stoornissen bij mensen.
Zijn katten of honden nauwer verwant aan mensen?
In beide gevallen hebben deze wezens een hoog niveau van intelligentie ontwikkeld waardoor ze eeuwenlang naast mensen hebben kunnen leven. Hoewel je misschien zou denken dat honden qua evolutie dichter bij de mens staan, blijkt dat katten eigenlijk 90,2% van ons DNA delen. Hoewel je misschien het gevoel hebt dat honden ons beter begrijpen, zijn het katten die, verrassend genoeg, genetisch dichter bij ons staan.
Met welke soorten delen we het meeste DNA?
Onze naaste verwanten zijn de mensapen van de familie Hominidae. Orang-oetans, chimpansees, gorilla's en bonobo's behoren tot deze familie. Mensen delen 98,8% van hun DNA met bonobo's en chimpansees, terwijl gorilla's en mensen 98,4% van hetzelfde DNA hebben. De verschillen in DNA nemen echter toe zodra we gaan kijken naar apen die niet inheems zijn in Afrika. Zo is slechts 96,9% van het DNA van mensen en orang-oetans hetzelfde. Als naaste verwanten van de mens zijn chimpansees en bonobo's uitgebreid bestudeerd in verschillende onderzoekssettings.
Conclusie
Kortom, DNA-onderzoek bij dieren is een opkomend gebied dat ongelooflijk veel inzicht zal geven in de evolutie van het leven op deze planeet. Als u zich dicht bij uw hond voelt, is dat geen verrassing! Hoektanden en mensachtigen zijn al duizenden jaren samen geëvolueerd en u deelt maar liefst 84% van uw DNA met uw huisdier. Honden doen al zoveel voor ons, en nu geeft de sequentiebepaling van honden-DNA wetenschappers nieuwe perspectieven op onderzoek naar ziekte, genomica, genetica en evolutie.
