Во время разговора на вечеринке, на вечере викторин или даже в видео "Dude Perfect" вы, возможно, слышали забавный маленький факт о том, что люди и бананы имеют 50 (или 60) процентов одной и той же ДНК. Хм? Кажется, между человеком и кусочком желтого фрукта огромная разница, начиная с того факта, что один - животное, а другой - растение! На самом деле, в этой поразительной статистике есть доля правды, но это не вся правда.
Эта информация, вероятно, получена из программы, проводимой Национальным исследовательским институтом генома человека еще в 2013 году, хотя другие подобные данные могли быть получены в другом месте. Этими конкретными усилиями руководил эксперт в области генетики Dr. Лоуренс Броди, но в необычном повороте, Броуди говорит, что эксперимент не был опубликован, как и большинство научных исследований. Вместо этого он был создан для включения в образовательный видеоролик Смитсоновского музея естественной истории под названием «Анимированный геном». В этом видео отмечалось, что ДНК между человеком и бананом «на 41 процент похожи».
Итак, для того, чтобы выяснить, чем определяется это сходство, мы поговорили с самим доктором Броди. «Забавно, как у него появились ноги», - говорит Броди о сравнении банана и человека.
Человек против банана
Во-первых, важно понимать разницу между ДНК и белковыми продуктами. Броуди говорит, что самый простой способ сделать это - думать о ДНК как о чертеже дома, а о белковых продуктах - как о самом доме, потому что вся информация содержится в нем. Затем подумайте о человеческой ДНК как о проекте дома на ранчо, а ДНК банана - о доме в колониальном стиле. В каждом доме куча вещей похожа (сантехника, ванные комнаты, кухня), но конечные продукты совершенно разные. Вот как это работает с людьми, а не со всем остальным, от бананов до шимпанзе.
Второе, что нужно иметь в виду, это то, что гены, представляющие собой области ДНК, которые кодируют эти белки, составляют всего 2 процента вашей ДНК.
Для этого конкретного эксперимента ученые сначала изучили последовательности генов в типичном геноме банана. «Затем мы использовали эти последовательности ДНК для предсказания аминокислотной последовательности всех белков, которые будут получены из этих генов», - говорит Броди, отмечая, что последовательности белков были помещены в файл. «Затем мы проделали тот же процесс для всех человеческих генов».
Затем ученые сравнили белковую последовательность каждого бананового гена с каждым человеческим геном. «Программа сравнивает, насколько последовательность банановых генов похожа на каждый человеческий ген», - говорит он, отмечая, что степень сходства может варьироваться от 0 до 100 процентов. «Программа сохраняла любые совпадения, которые были более похожи, чем можно было ожидать случайно. Программа продолжала делать это, ген за геном.
В общей сложности было проведено более 4 миллионов сравнений, в результате чего было получено около 7000 лучших «попаданий» между двумя геномами. Затем усреднялся процент сходства для каждого из этих попаданий. «Это дало нам результат около 40 процентов», - говорит он. «Это среднее сходство между белками (продуктами генов), а не генами». Генные продукты или белки представляют собой биохимический материал, образующийся в результате того, что ген становится функциональным. «Конечно, в нашем геноме есть много-много генов, которые не имеют узнаваемого аналога в геноме банана, и наоборот».
Если вам трудно жевать и глотать, вот более упрощенная разбивка. По сути, они взяли все банановые гены и сравнили их один за другим с человеческими генами. Из этого они выбирали степень сходства (если у банана был ген, а у человека - нет, это не учитывалось). Около 60 процентов наших генов имеют узнаваемый аналог в геноме банана! «Из этих 60 процентов белки, кодируемые ими, примерно на 40 процентов идентичны, когда мы сравниваем аминокислотную последовательность человеческого белка с ее эквивалентом в банане», - добавляет Броди.
Может показаться шокирующим, что так много одинаковых генов в двух таких совершенно разных вещах, как человек и банан. Но на самом деле это не так. «Если подумать о том, что мы делаем для жизни, и о том, что делает банан, то многие вещи мы делаем одинаково, например, потребляем кислород. Многие из этих генов просто необходимы для жизни», - говорит Броуди.
Мы все родственники
Итак, когда люди повторяют процентное соотношение как «сходство ДНК», на самом деле исследование рассматривало сходство генных продуктов. «Это довольно незначительная ошибка, - уверяет доктор Броди. «Ядро, которое вы бы взяли домой, это то, что у нас есть что-то общее с бананом, картофелем и сосной. Это правда. переведено [неверно]."
Итак, если бы ученый посмотрел на последовательность ДНК банана и сравнил ее с ДНК человека, она не совпала бы.«Вы разделяете 50 процентов своей ДНК с каждым из ваших родителей. Но с бананами мы разделяем около 50 процентов наших генов, что составляет всего около 1 процента нашей ДНК», - пишет по электронной почте Майк Фрэнсис, доктор философии. студент биоинформатики Университета Джорджии.
Как мы уже говорили ранее, гены составляют всего 2 процента вашей ДНК. Итак, из чего состоят остальные 98 процентов? Восемь процентов остальной части вашей ДНК регулируют гены (относительно того, должен ли ген включаться или выключаться). Остальные 90 процентов имеют неизвестные функции или функции, утраченные в процессе эволюции. «Эти неизвестные участки ДНК обычно называли «мусорной ДНК», потому что считалось, что они ничего не делают. функциональна», - говорит Фрэнсис.
У людей не только большой процент ДНК совпадает с бананами - у нас также 85 процентов ДНК совпадает с мышью и 61 процент ДНК с плодовой мухой.«Примечательно то, что, несмотря на то, что мы находимся очень далеко друг от друга во времени эволюции, мы все же можем найти общую сигнатуру в геноме общего предка», - говорит Броди. «Они сохранились, потому что геном организма, жившего миллиарды лет назад, содержал гены, которые помогали клеткам жить и размножаться. Те же самые гены сохранились в нас и растениях».
Фрэнсис добавляет, что люди, вероятно, разделяют около 1 процента своей ДНК с другими фруктами. «Это потому, что вся жизнь, существующая на Земле, развилась из одной клетки, возникшей около 1,6 миллиарда лет назад», - говорит он. "В каком-то смысле мы все родственники!"
Интересно
У людей тоже 96 процентов ДНК совпадает с ДНК шимпанзе и 90 процентов ДНК с кошкой!
Часто задаваемые вопросы о генах человека
Какой размер генома?
Размер генома определяется количеством содержащейся в нем ДНК. Это может быть выражено либо в килобазах, либо в 1 кб, либо в мегабазах, либо в 1 Мб, либо в пикограммах, либо в 1 пг, что является общей массой его ДНК.
Сколько генов у человека?
У человека размер гена варьируется от нескольких сотен оснований ДНК до более 2 миллионов оснований ДНК. Согласно проекту «Геном человека», у людей насчитывается от 20 до 25 тысяч генов.
У человека самый большой размер генома?
Нет, не знают. Этот титул на самом деле принадлежит редкому японскому цветку под названием «Paris Japonica», который имеет колоссальные 139 миллиардов пар оснований. У людей, с другой стороны, всего 3 миллиарда.
Сколько килобайт в геноме человека?
Килобаза (кб) - единица измерения в молекулярной биологии, равная 1000 пар оснований ДНК. Средний человеческий геном состоит из 20-25 тысяч пар оснований, что составляет от 5 × 104 до 26 × 104 кб.
Может ли человек иметь 24 пары хромосом?
Нет. Обычно каждая человеческая клетка имеет 23 пары хромосом, что составляет около 46, причем 24-я пара - это половые хромосомы, которые отличают мужчину от женщины.