Chó và người có lịch sử chung lâu đời, nhưng chúng ta thực sự giống nhau đến mức nào? Khi cấu trúc của DNA được phát hiện và chúng ta có khả năng giải trình tự bộ gen của cả người và động vật, không có gì ngạc nhiên khi biết rằng chúng ta có nhiều điểm chung với những người bạn động vật của mình. Con người và động vật có chung một lượng vật liệu di truyền khổng lồ. Việc chúng ta chia sẻ một lượng lớn DNA với loài vượn là điều dễ hiểu. Thậm chí có thể dự đoán được. Nhưng sự thật là chúng ta cũng chia sẻ một lượng lớn DNA với những loài không phải linh trưởng khác. Trên thực tế, bạn có thể ngạc nhiên khi biết rằngchó chia sẻ 84% DNA của chúng ta! Nhiều hơn một chút so với 80% mà chúng ta chia sẻ với chuột và ít hơn nhiều so với 98% mà chúng ta chia sẻ với tinh tinh.
ADN là gì?
Deoxyribonucleic acid (DNA) là một phân tử hữu cơ được tìm thấy trong nhân tế bào. Nó chứa các hướng dẫn di truyền cho tất cả các sinh vật sống. DNA là phân tử mã hóa thông tin di truyền trong tế bào và được tạo thành từ adenine, cytosine, thymine và guanine. Các phân tử DNA có tính ổn định cao vì chúng được tạo thành từ hai chuỗi bổ sung tạo thành chuỗi xoắn kép. Trong quá trình phân chia tế bào, DNA tự nhân đôi và tạo ra các protein cần thiết cho nhiều chức năng vật lý.
Bộ gen là gì?
Bộ gen là các chuỗi DNA chứa tất cả các hướng dẫn di truyền cần thiết để xây dựng và duy trì các sinh vật sống, bao gồm cả con người. Bộ gen là bộ gen hoàn chỉnh có trong một sinh vật. Nó chứa tất cả các đặc điểm di truyền và xác định các đặc điểm thể chất và hành vi mà một sinh vật sẽ có. Khoảng 20.000 gen tạo thành một bộ gen, bao gồm các trình tự DNA mã hóa protein.
Giải trình tự DNA là gì?
Nucleotide là các phân tử hữu cơ tạo nên cấu trúc cho gen và protein. Trình tự DNA là một kỹ thuật để xác định trình tự các nucleotide trong phân tử DNA. Để làm điều này, một phân tử DNA được cắt thành các mảnh nhỏ hơn và sau đó được sử dụng làm khuôn mẫu cho một chuỗi RNA cụ thể đã được sao chép từ chuỗi bổ sung phù hợp của DNA. RNA này sau đó có thể khớp với từng đoạn DNA và có thể được đọc chậm, từng ký tự một.
Làm thế nào để chúng ta biết tỷ lệ phần trăm DNA của hai loài giống nhau?
Cách chính xác nhất để xác định chính xác tỷ lệ phần trăm DNA được chia sẻ giữa hai loài là so sánh trình tự DNA hoàn chỉnh (hoặc bộ gen) của chúng với nhau. Tuy nhiên, việc xác định toàn bộ trình tự DNA của động vật là một nhiệm vụ khó khăn, cần nhiều thời gian và công sức. Nó đòi hỏi rất nhiều thiết bị, tài nguyên và kinh phí để làm như vậy.
Bộ gen người được giải trình tự khi nào?
Năm 2001, sau mười năm nghiên cứu, bộ gen người hoàn chỉnh lần đầu tiên được công bố. Mặc dù kể từ đó, các công nghệ di truyền đã trở nên rẻ hơn, nhanh hơn và tốt hơn rất nhiều, nhưng việc giải trình tự DNA của một loài vẫn là một thách thức. Mỗi năm, bộ gen động vật mới đang được nghiên cứu, giải trình tự và bổ sung vào kho kiến thức của chúng ta về sự sống trên hành tinh này.
Bộ gen của chó được giải trình tự khi nào?
Bộ gen của chó lần đầu tiên được giải trình tự vào năm 2005-con vật cụ thể được chọn là một võ sĩ cái thuần chủng tên là Tasha. Nói chung, bộ gen của chó có thể được coi là một bản thiết kế để xây dựng vật liệu di truyền của chó - tất cả các đặc điểm và hành vi mà một con chó thể hiện được xác định bởi thứ tự và nội dung của gen của nó. Việc lập bản đồ bộ gen của chó vào năm 2005 là một bước ngoặt trong việc tìm hiểu đặc điểm sinh học của loài động vật này vì nó cung cấp cái nhìn sâu sắc về lịch sử tiến hóa và mối quan hệ của chúng với con người.
Bạn có cần toàn bộ bộ gen để hiểu mức độ liên quan của hai loài động vật không?
Bạn không cần phải giải trình tự toàn bộ bộ gen của hai sinh vật để có cảm nhận chung về mức độ liên quan của chúng. Trên thực tế, các nhà khoa học đã cùng nhau đưa ra các dự đoán về mức độ liên quan chặt chẽ của con người với các loài động vật khác từ rất lâu trước khi bất kỳ bộ gen nào được giải trình tự. Điều này là do có thể ước tính mức độ giống nhau của DNA của hai loài mà không cần biết trình tự hoàn chỉnh của DNA của chúng.
Tại sao các nhà khoa học so sánh bộ gen của các loài khác nhau?
Các nhà khoa học thường so sánh bộ gen của các loài khác nhau để xác định xem có tổ tiên chung hay loài này có gen gần với loài khác hơn. Chẳng hạn, so sánh giữa con người và người Neanderthal có thể phù hợp vì người ta đưa ra giả thuyết rằng con người có nguồn gốc từ người Neanderthal. Các nhà khoa học sử dụng sự so sánh để suy ra tổ tiên và sự tiến hóa. Nghiên cứu bộ gen có thể giúp các nhà nghiên cứu hiểu được gen ảnh hưởng đến các đặc điểm như thế nào. So sánh gen người với gen động vật tương tự có thể giúp xác định chức năng của chúng. Sau đó, chúng ta có thể sử dụng thông tin này để tìm hiểu về các bệnh ở loài đó và cả ở người.
Những điểm tương đồng và khác biệt trong DNA dạy chúng ta điều gì?
Chúng ta cũng có thể tìm hiểu về quá trình tiến hóa bằng cách kiểm tra sự tương đồng hoặc khác biệt trong DNA giữa các loài và kết quả là chúng ta có thể biết gen nào giữ nguyên và gen nào thay đổi theo thời gian. So sánh DNA cho chúng ta biết về sự tiến hóa của loài chúng ta. Khi các dạng sống phát triển, DNA của chúng thay đổi. Đột biến, xảy ra khi DNA sao chép, gây ra những thay đổi này. Sự giống nhau có thể gợi ý mối quan hệ gần gũi giữa hai sinh vật và cũng có thể cho chúng ta biết liệu hai sinh vật có chung một tổ tiên hay không.
Chúng ta đã học được gì về loài chó và con người thông qua nghiên cứu DNA?
Chó và người có 84% DNA giống nhau, điều này khiến chó trở thành động vật lý tưởng để nghiên cứu quá trình bệnh tật ở người. Các nhà nghiên cứu đặc biệt quan tâm đến các bệnh ảnh hưởng đến cả chó và người - con người và những người bạn chó của chúng đều bị ảnh hưởng bởi bệnh võng mạc, đục thủy tinh thể và viêm võng mạc sắc tố. Các nhà khoa học tìm hiểu và nghiên cứu các phương pháp điều trị các bệnh này ở chó với hy vọng rằng chúng cũng sẽ có ích cho con người.
Chó cũng đang được nghiên cứu và điều trị ung thư, động kinh và dị ứng, nhằm phát triển một phương pháp điều trị thành công hơn cho con người. Thật thú vị khi lưu ý rằng hơn 58% các bệnh di truyền ở chó tương đương trực tiếp với các bệnh ở người do đột biến trong cùng một gen gây ra.
Một số gen mà chó và người có chung là gì?
Hai trường hợp thuần hóa chó xảy ra trong khoảng từ 10.000 đến 30.000 năm trước khi con người thuần hóa sói và biến chúng thành chó thuộc nhiều giống khác nhau, giữ những con có mức độ xã hội cao nhất để lai tạo thêm. Bây giờ chúng ta biết rằng một số gen liên quan đến hành vi xã hội được chia sẻ giữa chó và người và thông qua nghiên cứu mô hình răng nanh, các nhà khoa học hy vọng sẽ hiểu rõ hơn về một số rối loạn xã hội ở người.
Mèo hay chó có quan hệ gần gũi hơn với con người?
Trong cả hai trường hợp, những sinh vật này đã tiến hóa ở mức độ thông minh cao giúp chúng có thể sống bên cạnh con người trong nhiều thế kỷ. Mặc dù bạn có thể nghĩ rằng chó gần với con người hơn về mặt tiến hóa, nhưng hóa ra mèo thực sự chia sẻ 90,2% DNA của chúng ta. Mặc dù bạn có thể cảm thấy rằng chó hiểu chúng ta sâu sắc hơn, nhưng đáng ngạc nhiên là mèo lại gần gũi với chúng ta hơn về mặt di truyền.
Loài nào chúng ta chia sẻ nhiều DNA nhất?
Họ hàng gần nhất của chúng ta là loài vượn lớn thuộc họ Hominidae. Đười ươi, tinh tinh, khỉ đột và tinh tinh lùn thuộc họ này. Con người chia sẻ 98,8% DNA của họ với bonobo và tinh tinh, trong khi khỉ đột và con người có 98,4% DNA giống nhau. Tuy nhiên, sự khác biệt về DNA tăng lên khi chúng ta bắt đầu xem xét loài vượn không có nguồn gốc từ Châu Phi. Ví dụ, chỉ có 96,9% DNA ở người và đười ươi là giống nhau. Là họ hàng gần nhất còn sống của con người, tinh tinh và tinh tinh lùn đã được nghiên cứu rộng rãi trong các môi trường nghiên cứu khác nhau.
Kết luận
Tóm lại, nghiên cứu DNA động vật là một lĩnh vực mới nổi sẽ cung cấp cái nhìn sâu sắc đáng kinh ngạc về quá trình tiến hóa của sự sống trên hành tinh này. Nếu bạn cảm thấy gần gũi với chú chó của mình, thì không có gì ngạc nhiên! Răng nanh và vượn nhân hình đã cùng nhau tiến hóa trong nhiều thiên niên kỷ và bạn chia sẻ 84% DNA khổng lồ với thú cưng của mình. Chó đã làm được rất nhiều điều cho chúng ta, và giờ đây, việc sắp xếp trình tự DNA của chó đang mang đến cho các nhà khoa học những quan điểm mới về nghiên cứu bệnh tật, bộ gen, di truyền và tiến hóa.
