Наука Почему у человека и у шимпанзе практически совпадают геномы, несмотря на то, что мы совершенно разные существа по своей природе? Такая разница не основана на мутации. Недавно ученым удалось раскрыть секрет. Оказывается, что все произошло из-за вирусов.
Ни для кого не секрет, что человек и шимпанзе являются близкими родственниками, несмотря на то, что они значительно отличаются друг от друга. Шимпанзе могут мыслить, обладают навыками для изготовления орудий труда, и возможностями для создания своих собственных языков, однако, все эти способности находятся в зачаточном состоянии. Другими словами, предшественники людей и шимпанзе обладали похожим потенциалом в начале процесса эволюции. Однако, человеческим существам удалось развить свой потенциал, в то время как шимпанзе – нет.
Тем не менее, очень интригует тот факт, что и человек, и шимпанзе практически идентичны с точки зрения генома. В конце 1970-х годов было выявлено, что гены человека и шимпанзе совпадают на 98,5 процентов. Исследование 2003 года показало, что уровень совпадения намного выше – 99,6 процентов. Если это так, то почему же мы так сильно отличаемся друг от друга с точки зрения строения тела и физиологии?
Изначально ученые полагали, что эта разница появилась из-за мутаций ДНК. Однако, новое исследование опровергает эту версию, поскольку ДНК практически идентичны. Так в чем же дело?
У ученых есть несколько теорий, которые проливают свет на этот сложный вопрос. Одна из них говорит о том, что человек и шимпанзе обладают различным числом копий одной и той же части ДНК. Многие гены в геноме могут существовать в "единственном и множественном" числе. Чем больше копий определенного гена есть у молекулы, тем больше белков она вырабатывает. Количество белка, в свою очередь, оказывает серьезное влияние на физиологию и строение тела.
Британские исследователи пришли к выводу, что почти 10 процентов генов, копии которых есть у человека, отсутствуют у шимпанзе и наоборот. К примеру, человеческий ген CCL3L1 в отличие от шимпанзе, представлен в нашем организме в ограниченном количестве. У человека есть только 3-4 копии, в то время как у шимпанзе присутствуют десятки копий. Генетики объясняют этот факт неустойчивостью человека к ВИЧ-инфекции, в то время как эта инфекция не представляет никакой опасности для шимпанзе, поэтому последние никогда не страдают от СПИДа. В то же время, шимпанзе обладают лишь одной копией гена TBC1D3, который принимает участие в размножении клеток. У человека есть 8 копий этого гена.
Другая теория, которая объясняет разницу между "генетическими близнецами", говорит о том, что даже полностью идентичные гены у двух видов могут функционировать по-разному. Ученые задавались вопросом о том, что же случилось во время эволюции, которая вызвала такой феномен. Группа специалистов под руководством Джона Макдональда (John McDonald) из Технологического института Джорджии говорит о том, что разгадали тайну. Они пришли к выводу, что все произошло из-за "мобильных" элементов генома, известных как ретротранспозоны. Они являются генетическими элементами, которые увеличивают копии некоторых генов и являются повсеместным компонентом ДНК многих эукариотических организмов. Благодаря им количество копий увеличивается очень быстро, а, соответственно, увеличивается и сам геном.
Эти элементы копируют себя в РНК, а затем обратно в ДНК, таким образом, они обратно интегрируются в геном. Тем не менее, понимание того, как ретротранспозоны и гены в процессе эволюции разработали механизмы регулирования перестановок, вставок и т.д. в целях оптимизации выживания друг друга, все еще находится в зачаточном состоянии.
Ретротранспозоны особенно распространены в растениях. К примеру, геном кукурузы на 70 процентов состоит из них, в организме человека их присутствует 50 процентов.
Американские ученые сравнили по-разному функционирующие гены человека и шимпанзе. Они обнаружили, что различия в их работе обусловлены наличием ретротранспозонов в непосредственной близости от генов. Если они присутствуют, то ген либо начинает слабо работать, либо перестает работать вообще. Если этих элементов вообще нет рядом, то гены работают в нормальном режиме.
Поэтому ученые пришли к выводу, что такая сильная разница между человеком и шимпанзе не обусловлена мутациями, всему виной вирусы, которые путешествуют по геному. Вирус изменил работу генов, что привело к различиям между внешним видом и физиологией близкородственных видов.
Не исключено, что люди стали людьми именно благодаря работе вирусов. Эти вирусы проникли в геном млекопитающих в самом начале их эволюции. В итоге и появились люди – единственная разумная форма жизни на нашей планете.
