Γενετική διαφορά μεταξύ ανθρώπων και χιμπατζήδων

Η κύρια γενετική διαφορά μεταξύ ανθρώπων και χιμπατζήδων είναι ότι οι άνθρωποι έχουν 23 ζεύγη χρωμοσωμάτων ενώ οι χιμπατζήδες έχουν 24 ζεύγη χρωμοσωμάτων στο γονιδίωμά τους. Δύο προγονικά ζεύγη χρωμοσωμάτων συγχωνεύονται στα τελομερή τους για να σχηματίσουν το ανθρώπινο χρωμόσωμα 2 κατά την εξέλιξη.

Οι άνθρωποι και οι χιμπατζήδες είναι δύο είδη που σχετίζονται πολύ μεταξύ τους. Οι άνθρωποι και οι χιμπατζήδες έχουν 1,2% της μη κωδικοποιητικής διαφοράς DNA στο γονιδίωμά τους, η οποία είναι υπεύθυνη για όλα τα ασύγκριτα χαρακτηριστικά του ανθρώπου και των χιμπατζήδων.

Βασικές περιοχές που καλύπτονται 

1. Τι είναι το ανθρώπινο γονιδίωμα
     – Ορισμός, Γενετικά Στοιχεία
2. Τι είναι το γονιδίωμα του χιμπατζή
     – Ορισμός, Γενετικά Στοιχεία
3. Ποιες είναι οι γενετικές ομοιότητες μεταξύ ανθρώπων και χιμπατζήδων
     – Περίγραμμα κοινών χαρακτηριστικών
4. Ποια είναι η γενετική διαφορά μεταξύ ανθρώπου και χιμπατζής
     – Σύγκριση βασικών διαφορών

Βασικοί όροι:Γονιδίωμα χιμπατζή, Ανθρώπινο γονιδίωμα, Αριθμός χρωμοσωμάτων, Μέγεθος 

Τι είναι το ανθρώπινο γονιδίωμα 

Το ανθρώπινο γονιδίωμα είναι η συλλογή ανθρώπινου DNA. Η ανθρώπινη γενετική επικεντρώνεται στην αλληλουχία νουκλεοτιδίων του ανθρώπινου DNA που αποκαλύφθηκε από το Έργο ανθρώπινου γονιδιώματος (HGP) ολοκληρώθηκε στις 14 Απριλίου 2003. Οι άνθρωποι είναι τα πιο ανεπτυγμένα μέλη της τάξης των πρωτευόντων θηλαστικών. Οι άνθρωποι, οι γορίλες, οι χιμπατζήδες, οι μπονόμπο και οι ουρακοτάγκοι είναι στενοί συγγενείς που συλλογικά ονομάζονται μεγάλοι πίθηκοι. Homo sapiens είναι η επιστημονική ονομασία των ανθρώπων. Το ανθρώπινο γονιδίωμα περιέχει πάνω από 3 δισεκατομμύρια ζεύγη βάσεων οργανωμένα σε 46 χρωμοσώματα:22 αυτοσωματικά και δύο φυλετικά χρωμοσώματα. <2% του ανθρώπινου γονιδιώματος περιέχει κωδικοποιητικό DNA που μεταγράφεται σε mRNA. Περίπου 20.000 γονίδια που κωδικοποιούν πρωτεΐνες υπάρχουν στο ανθρώπινο γονιδίωμα. Το 98% του είναι μη κωδικοποιητικό DNA, το οποίο περιλαμβάνει γονίδια κωδικοποιημένα για tRNA και rRNA, ψευδογόνα, εσώνια, UTR (μη μεταφρασμένες περιοχές του mRNA), ρυθμιστικό DNA, επαναλαμβανόμενο DNA και κινητά στοιχεία. Αν και οι χιμπατζήδες είναι ένας από τους πιο στενούς συγγενείς των ανθρώπων, το γονιδίωμα του χιμπατζή περιέχει 24 ζευγαρωμένα χρωμοσώματα. Το ανθρώπινο χρωμόσωμα 2 είναι το αποτέλεσμα της σύντηξης των άκρων του προγονικού χρωμοσώματος 2Α και 2Β. Επιπρόσθετη ακολουθία 150.000 bp εμφανίζεται στο σημείο της σύντηξης. Εμφανίζεται στην εικόνα 1 είναι το ανθρώπινο χρωμόσωμα 2 και η πρόσθετη αλληλουχία. Τα επιπλέον συνδεδεμένα γονίδια ενδέχεται να αντιγραφούν από το p τέλος του χρωμοσώματος 9. 

Εικόνα 1:Ανθρώπινο χρωμόσωμα 2

Υπάρχουν έξι χρωμοσωμικές περιοχές στο ανθρώπινο γονιδίωμα που είχαν υποστεί μια ισχυρή και συντονισμένη επιλογή τα τελευταία 250.000 χρόνια. Είναι ενδιαφέρον ότι τουλάχιστον ένας δημιουργός αλληλόμορφων μοναδικός για την ανθρώπινη γενεαλογία υπάρχει σε καθεμία από τις προαναφερθείσες περιοχές. Το γονίδιο FOXP2 και το γονίδιο CFTR είναι τέτοιοι δείκτες.

Τι είναι το γονιδίωμα του χιμπατζή 

Το γονιδίωμα του χιμπατζή είναι ολόκληρη η αλληλουχία DNA του χιμπατζή. Η γενετική των χιμπατζήδων εστιάζει επίσης στην αλληλουχία νουκλεοτιδίων του γονιδιώματος του χιμπατζή σε σχέση με το ανθρώπινο γονιδίωμα. Το έργο του γονιδιώματος του χιμπατζή ξεκίνησε τον Δεκέμβριο του 2003, αμέσως μετά την ολοκλήρωση του HGP. Το 98% της αλληλουχίας του γονιδιώματος του ανθρώπου και του χιμπατζή είναι παρόμοια. Επίσης, τα χρωμοσώματα του ανθρώπου και του χιμπατζή είναι παρόμοια.

Εικόνα 2:Χρωμοσώματα ανθρώπου και χιμπατζή

Εκτός από αυτό, επισημαίνονται παρακάτω ορισμένες άλλες γενετικές διαφορές μεταξύ του γονιδιώματος του ανθρώπου και του χιμπατζή.

1. Οι αναστροφές τμημάτων χρωμοσώματος στα ανθρώπινα χρωμοσώματα 1, 4, 5, 9, 12, 15, 16, 17 και 18 διαφέρουν από τους χιμπατζήδες.
2. Παρόμοιες αλληλουχίες DNA είναι πέντε φορές εσφαλμένα συναρμολογημένες στο γονιδίωμα του χιμπατζή.
3. Τα γονίδια που εμπλέκονται στην ανάπτυξη της ομιλίας, όπως ο μεταγραφικός παράγοντας FOXP2 και τα γονίδια για την ακοή των χιμπατζήδων διαφέρουν από τους ανθρώπους.
4. Οι ομόλογες πρωτεΐνες του ανθρώπου και του χιμπατζή διαφέρουν σε κατά μέσο όρο 2 αμινοξέα.
5. Οι διπλασιασμοί ή οι διαγραφές γονιδίων είναι τα κύρια γεγονότα που φέρνουν τη διαφορά μεταξύ του γονιδιώματος του ανθρώπου και του χιμπατζή.
6. Περίπου 600 γονίδια έχουν υποστεί μια ισχυρή επιλογή στην ανθρώπινη καταγωγή. Πολλά από αυτά τα γονίδια έχουν ανοσολογική λειτουργία.
7. Περίπου 50% αλλαγή υπάρχει σε ένα σύνολο 348 γονιδίων μεταγραφικού παράγοντα μεταξύ ανθρώπων και χιμπατζήδων.

Επιπλέον, τα κενά των γονιδιωμάτων κοντά στα βασικά γονίδια διαφέρουν μεταξύ τους στο γονιδίωμα του ανθρώπου και του χιμπατζή. Αυτά τα κενά μεταβάλλουν διαφορικά την έκφραση των κοντινών γονιδίων. Η εισαγωγή ή η διαγραφή των ανεπιθύμητων αλληλουχιών DNA που ονομάζονται ρετροτρανσποζόνια δημιουργούν αυτά τα κενά.

Genetic Similarities Between Humans and Chimps 

• Το μέγεθος του γονιδιώματος του ανθρώπου και του χιμπατζή είναι παρόμοιο.
• Οι αλληλουχίες του γονιδιώματος των ανθρώπων και των χιμπατζήδων είναι 98,8% παρόμοιες.
• Τα χρωμοσώματα του ανθρώπου και του χιμπατζή είναι πολύ παρόμοια.
• Η μέση απόκλιση των χρωμοσωμάτων είναι παρόμοια.
• Επιπλέον, η μέση απόκλιση των μη πολυμορφικών θέσεων και των θέσεων CpG είναι επίσης παρόμοια.
• Ο αριθμός των αντικαταστάσεων νουκλεοτιδίων είναι 35 εκατομμύρια.
• Επίσης, ο αριθμός των εισαγωγών και διαγραφών είναι 5 εκατομμύρια. Ο συνολικός αριθμός εισαγωγών και διαγραφών είναι 90 Mb.
• Η νουκλεοτιδική απόκλιση των μιτοχονδριακών γονιδιωμάτων είναι παρόμοια.
• Μπορεί να βρει 66% διπλασιασμούς γονιδίων και στα δύο γονιδιώματα.
• 29% των ορθολογικών πρωτεϊνών του ανθρώπου και του χιμπατζή είναι παρόμοιες.

Γενετική διαφορά μεταξύ ανθρώπων και χιμπατζήδων 

Ορισμός 

Ανθρώπινο γονιδίωμα:  Το ανθρώπινο γονιδίωμα είναι η συλλογή ανθρώπινου DNA

Γονιδίωμα χιμπατζήδων: Το γονιδίωμα του χιμπατζή είναι ολόκληρη η αλληλουχία DNA του χιμπατζή

Αριθμός ομόλογων ζευγών χρωμοσωμάτων 

Ανθρώπινο γονιδίωμα: 23 

Γονιδίωμα χιμπατζήδων: 24  

Μοναδικές αντιγραφές 

Ανθρώπινο γονιδίωμα: 88 Γονίδια 

Γονιδίωμα χιμπατζήδων: 94 Γονίδια 

Συμπέρασμα 

Το ανθρώπινο γονιδίωμα περιέχει 46 χρωμοσώματα ενώ το γονιδίωμα του χιμπατζή 48 χρωμοσώματα. Τα προγονικά χρωμοσώματα 2Α και 2Β συγχωνεύονται για να σχηματίσουν το ανθρώπινο χρωμόσωμα 2. Ως εκ τούτου, η κύρια γενετική διαφορά μεταξύ ανθρώπων και χιμπατζήδων είναι ο αριθμός των χρωμοσωμάτων.

Αναφορά:

1. «Γονιδίωμα χιμπατζή εναντίον ανθρώπινου γονιδιώματος». MetaPrimate.com, Διαθέσιμο εδώ
2. «Έργο Γονιδιώματος Χιμπατζή». Wikipedia, Wikimedia Foundation, 25 Μαΐου 2018, Διαθέσιμο εδώ

Εικόνα Ευγενική προσφορά:

1. "Chromosome2Insert" Από τον JWSchmidt στην Αγγλική Wikipedia (CC BY-SA 3.0) μέσω του Commons Wikimedia
2. "Humanchimpchromosomes" του JWSchmidt στην αγγλική Wikipedia (CC BY-SA 3.0) μέσω του Commons Wikimedia