Самое близкое днк к человеку. Все познается в сравнении (сравнительная геномика)

Любимец женщин Джордж Клуни прожил 18 счастливых лет со… свиньей. Даже не с собакой или кошкой. Как это понимать? Часто можно услышать, что свиньи вопреки всем стереотипам очень чистоплотные и умные животные. Но верится в это с трудом. Давайте попробуем разобраться действительно ли хряки такие сообразительные и классные или же все это выдумки.

Свиньи и вправду неглупые создания и это не один раз подтверждено экспериментально. Так, например, ученые из Пенсильвании предлагали свиньям поиграть в видеоигру, где требовалось загнать шарик в синюю область при помощи джойстика. До этого с такой задачей справлялись только обезьяны и собаки, интеллект которых принято считать развитым. Так что выходит, что ваш шашлык на самом деле не глупее вашей собаки.

Тут все дело в поощрении. Свиньи устанавливают связь между выполняемым действием и угощением, которое они получают при успешном выполнении задания. Благодаря умению устанавливать причинно-следственные связи, хрюшки, как и собаки отлично поддаются дрессировке.

Свиная чистоплотность

Нажрался как свинья

Опыты по спаиванию свиней действительно проводились в СССР. С помощью свиней изучали влияние этанола на . По большей части благодаря этим опытам стало ясно, что злоупотребление алкоголем ни к чему хорошему не приводит. Но если вам вдруг не с кем будет пойти в бар, можете прихватить с собой какую-нибудь свинью.

Свиной грипп

Мы болеем со свиньями одними и теми же болезнями. Небезызвестный свиной грипп получил свое название именно из-за того что мутировавший вирус стал опасен не только для людей, но и для животных. Но вопреки распространенному мнению, случаев заражения именно от свиней, практически не было зафиксировано. На этом сходства свиньи и человека заканчиваются. Несмотря на то, что в интернете порой можно прочитать удивительные вещи. Например о сходстве наших ДНК.

О «сходстве» ДНК человека и свиньи

Логика здесь такая. Если мы собираемся пересаживать человеку органы свиньи, значит они нам чуть ли не ближе обезьян. Но это, конечно же, не так. Это все равно, что всерьез воспринимать, что ДНК человека и банана на 50% похожи.

ДНК – это молекула дезоксирибонуклеиновой кислоты, в которой хранятся генетические данные любых организмов. ДНК всех людей очень похожи. Но примерно каждый тысячный нуклеотид совершенно неповторим. Исключение здесь только однояйцевые близнецы ДНК которых полностью идентичны. Так вот, именно потому, что нуклеотид очень и очень много, генетически мы «похожи» на все живые организмы. С обезьянами мы совпадаем, к примеру, на 98%. Но это только кажется, что это почти одно и то же. Различия в ДНК шимпанзе и бонобо вообще 0,2%, но это совершенно разные приматы с кардинально разным образом жизни. Шимпанзе очень агрессивны, а вот бонобо большинство проблем решают при помощи секса.

На самом деле ближайшие родственники свиней гиппопотамы и, как ни странно, киты, а к людям по ДНК ближе даже мышь и другие грызуны, чем свиньи, но почему же тогда не пересаживать человеку органы шимпанзе или горилл?

Во-первых, размер. Взрослый мини пиг весит около 60 килограмм, а значит его органы по размерам вполне соответствуют человеческим.
Во-вторых, практичность. Приматов разводить гораздо сложнее чем свиней. Они намного более прихотливые.
В-третьих. «Гуманность». Над свинками-донорами долго и основательно «колдуют», чтобы их органы не отторгались иммунной системой человека. Учитывая, что свиней мы итак едим, то им «не привыкать», а вот проворачивать такое с обезьянами как-то уже не слишком красиво.

Как видите свиньи действительно годятся на нечто большее, чем просто отбивная, но некоторые их достоинства, как например, та же чистоплотность, действительно преувеличены.

Существуют далеко идущие планы по использованию свиноматок в качестве суррогатных матерей для вынашивания человеческих эмбрионов. На острове Мадагаскар найдены ископаемые останки крупных свиноголовых лемуров — мегаладаписов. Вместо свиных копыт они имели пятипалую «человеческую» руку.

Ученые сделали открытие, которое ранее уже существовало в некоторых религиях: ДНК свиньи и человека сходны на 99%. Когда человек ест мясо этого животного, отрицательные качества свиньи передаются ему.

В науке это называется процессом репликации ДНК, другими словами, в организме человека будет воспроизведена ДНК свиньи, т.к. она очень схожа с человеческим. Пост-наука развенчивает научные мифы и борется с общепринятыми заблуждениями.

Некоторыми учеными «доказано», что свиньи намного ближе к нам, чем обезьяны. Можно пересадить некоторые органы свиней человеку.

Человек имеет много общего со свиньями (некоторые особенно). Мы всеядные млекопитающие, которые легко набирают вес и восприимчивы к гриппу. Сам факт, что свиньи и люди являются млекопитающими означает, что мы разделяем некоторые гены, в этом проявляется сходство ДНК человека и свиньи.

Ученые ссылаются на результаты исследований, согласно которым ДНК свиньи и человека схожи на 98%, но при таком положении дел многие входят в заблуждение, считая, что человек на 98% является свиньей. Количество генетического материала, который мы разделяем с другими видами, зависит от того, что подлежит сравнению.

Все живые организмы имеют генетическую информацию, закодированную в дезоксирибонуклеиновой кислоте (ДНК), разделенную на части, называемыми генами.

Ученые обнаружили около 20 тыс генов млекопитающих, которые кодируют белки с похожими основными функциями. Если сравнивать часть кодирующих белков человеческой ДНК, то наблюдается, что человек имеет много общего с большим количеством млекопитающих.

Мнение о том, что расшифровка генома домашних свиней очень важна для целого ряда научных областей, высказал собеседник «Правды.ру» доктор биологических наук из Института математических проблем биологии РАН Олег Кропоткинский:

«Известно, что свинья является самым похожим на человека созданием на Земле. Нас объединяет много общих физиологических черт, равно как и похожие потребности…Найти более подходящую биомедицинскую модель человека просто невозможно…Совпадает у нас и ряд параметров поведения, что тоже немаловажно для науки… Геном же может пополнить наши знания об этом животном виде, рассказать об истории его развития с древнейших биологических эпох».

Если взять последовательность геномов человека и других млекопитающих и посмотреть на кого они больше похожи, то станет понятно, что никакого чуда там не происходит. Человек больше всего похож на шимпанзе, дальше - горилла, другие приматы, потом грызуны. Свиньи далеко в этом ряде.

Если рассматривать этот случай, то результат будет забавный, потому что ближайшими родственниками свиньи окажутся бегемоты и киты. Это успех молекулярной эволюционной биологии, потому что киты настолько изменились, что по морфологическим признакам понять, на кого они похожи, было довольно трудно.

Возможным источником мифа может быть то, что у свиньи нет некоторых белков, которые делают ткани узнаваемыми иммунной системой человека. Свиные органы действительно наилучшим среди млекопитающих образом приспособлены для того, чтобы пересаживать их человеку, особенно если это генно-модифицированная свинья, у которой дополнительно подавлены некоторые гены. Шимпанзе больше подходят.

Международный консорциум учёных сообщает об очередном достижении в расшифровке генетического кода животных. На этот раз полностью секвенирован геном домашней свиньи (Sus scrofa domesticus) и её близкого родственника дикого кабана (Sus scrofa). Первые подробности нового исследования опубликованы в журнале Nature.

"Очень важно, что нам удалось раскрыть геном свиньи и сделать эту информацию общедоступной, — говорит соавтор исследований Ронни Грин (Ronnie Green) из университета штата Небраска. - Это не только поможет повысить эффективность выращивания животных и улучшить качество мяса, но и будет способствовать использованию свиней в качестве модели для биомедицинских исследований болезней человека".

ДНК свиньи состоит из 2,6 миллиарда нуклеотидных пар и содержит в себе почти 22 тысячи генов. Исследователи сравнили отдельные участки генетического кода хрюшек с геномами человека, мыши, собаки, лошади и коровы. Это позволило обнаружить новые детали эволюции свиней и раскрыть интересные особенности их физиологии.

Сравнив генетический код десяти разновидностей диких кабанов из разных регионов Европы и Азии, исследователи также восстановили картину миграции их давних предков по территории Евразии. Оказалось, что европейские и азиатские линии разделились почти миллион лет назад.

"Эти ветви разошлись так давно, что сейчас можно говорить о них, как о подвидах, — сообщает Лоуренс Шук (Lawrence Schook) из университета Иллинойса. - Мы нашли такое же различие между восточными и западными породами домашних свиней. Это ясно свидетельствует о том, что свиньи были независимо одомашнены в западной Евразии и Восточной Азии".

Учёные выяснили, что некоторые группы генов домашних свиней претерпевали довольно быстрые эволюционные изменения. Особенно это касается генов, отвечающих за иммунитет и обоняние. Например, у них обнаружено 39 генов, кодирующих белок интерферон , который противостоит вирусам. Это в два раза больше, чем у человека.

Интересно, что при хорошо развитом обонянии свиньи плохо чувствуют вкус. Так, у них очень мало генов, отвечающих за рецепторы горького вкуса. Это позволяет им с удовольствием поедать то, что человеку кажется отвратительным. Существенные различия выявлены также в рецепторах, различающих сладкую и солёную пищу.

Учёные предполагают, что эти особенности могут объяснить, почему именно свиньи были выбраны человеком в качестве домашних животных. Их можно кормить тем, что люди есть не станут.

Что же касается современной востребованности хрюшек, то здесь свою роль сыграло потрясающее сходство в анатомии отдельных органов и тканей свиней и человека. Благодаря этому свиньи стали основным объектом для изучения болезней человечества. И в этом отношении полученные в ходе секвенирования ДНК данные являются настоящим кладом для подобных работ.

"Мы нашли большое количество генов, которые связаны с такими болезнями людей, как ожирение, диабет, болезни Паркинсона и Альцгеймера ", — говорит руководитель работы Мартин Гройнен (Martien Groenen) из университета Вагенингена.

Последнее исследование принесёт пользу не только медикам, но и фермерам. Дикие двоюродные братья домашних свиней (кабаны) до сих пор в изобилии встречаются в дикой природе. Это значит, что исследователи смогут искать в дикой природе гены, которые можно использовать в племенных целях для придания домашним животным новых качеств.

Например, используя генетические инструменты, можно повысить качество производимой свинины, эффективность кормов и устойчивость животных к болезням.

Прародителем домашних свиней является дикий кабан, относящийся к роду парнокопытных нежвачных. В настоящее время этих сельскохозяйственных животных разводят во многих странах мира. Но наиболее популярны они в Европе, России и государствах Восточной Азии.

Внешний вид свиньи

От своих предков, диких кабанов, домашние свиньи отличаются не слишком сильно. Единственное, поросята обычно не бывают покрытыми такой густой шерстью. Практически идентична и анатомия свиньи и дикого кабана.

Отличительными особенностями домашних поросят являются:

компактное телосложение;
ноги с копытцами;
представленный щетиной волосяной покров.

Удлиненная морда, заканчивающаяся пяточком, служащим при поисках пища для разрыхления почвы — это, конечно же, также один из основных характерных признаков свиньи. На фото ниже можно видеть, насколько удобно поросятам пользоваться этим своим органом даже при содержании в домашних условиях. Представляет собой пятачок свиньи хрящевой подвижный диск.

По форме головы свиньи можно, помимо всего прочего, определить и ее вид. У представителей мясных пород она несколько удлинена. У сальных поросят эта часть тела имеет более округлую форму.

Анатомия свиньи: опорно-двигательная система

Относятся поросята к классу млекопитающих. Скелет этих животных представлен примерно 200 костями. При этом выделяют следующие их разновидности:

длинные трубчатые;
короткие;
длинные изогнутые;
пластинчатые.

Сам скелет свиней состоит из нескольких отделов:

черепа;
туловища и хвоста;
конечностей.

Мышечная система свиньи представлена гладкой мускулатурой и скелетными мышцами. Кости в организме этих животных соединяют образующие суставы. В общей сложности у свиней насчитывается несколько непарных и порядка 200-250 парных мышц.

Пищеварительная и выделительная система

Поросята — животные практически всеядные. И пищеварительная система у свиней развита, конечно же, очень хорошо. Основными ее отделами являются:

ротовая полость;
глотка и пищевод;
однокамерный желудок;
толстый и тонкий кишечник;
прямая кишка;
анус.

За фильтрацию крови и нейтрализацию вредных веществ у свиней, как и у любых других млекопитающих, отвечает печень. Желудок у этих животных располагается в левом подреберье, а поджелудочная железа — в правом.

Мочеполовая система

Одним из безусловных преимуществ свиней как сельскохозяйственных животных является высокая плодовитость. Половая система хряков представлена следующими органами:

мошонкой и семенником;
протокой и семенным канатиком;
мочеполовым каналом;
половым членом;
специальной кожной складкой, прикрывающей член — препуцией.

Половая система свиньи-самки представлена следующими органами:

яичниками;
маточными трубами;
маткой и влагалищем;
наружными органами.

Половой цикл у свиньи может длиться от 18 до 21 дня. Детенышей эти животные вынашивают 110-118 дней. У одной свиноматки может рождаться до 20 детенышей. Это даже больше, чем у славящихся своей плодовитостью кроликов.

Мочеполовая система свиньи представлена также:

парными почками;
мочеточниками;
мочевым пузырем;
мочеиспускательным каналом.

У самцов мочеиспускательный канал, помимо всего прочего, проводит и половые продукты. У свинок он открывается в преддверие влагалища.

Нервная система

Свиньи — животные высокоразвитые. Считается, что по интеллекту они близки к собакам. Этих животных, к примеру, без труда можно научить выполнять разного рода команды. Как и собаки, свиньи способны издалека возвращаться в те места, где они когда-то проживали.

Нервная система этих животных представлена:

головным и спинным мозгом с ганглиями;
нервами.

Мозг у этих животных имеет два полушария с извилинами и покрыт корой. Масса его у свиней колеблется в пределах 95-145 г. Длина спинного мозга у этих животных может быть равна 119-139 см.

Сердечно-сосудистая система

Как и у других млекопитающих, центральным органом кровообращения у свиней является сердце. Форму оно имеет конусовидную и продольной перегородкой разделено на правую и левую половину. Ритмически сокращаясь, сердце свиньи гонит кровь по всему ее телу. Каждая половина сердца животных, в свою очередь, разделена поперечными клапанами на желудочек и предсердие.

Кровь свиней состоит из плазмы и плавающих в ней эритроцитов, тромбоцитов и лейкоцитов. Из сердца по организму животных оно течет по артериям, возвращается же к нему — по венам. Также кровеносная система свиньи представлена капиллярами, через стенки которых в ткани поступает кислород.

Разного рода инородные частицы и микроорганизмы обезвреживаются в организме этих животных в лимфатических узлах.

Особенности строения кожи свиней

Толщина кожи поросят может варьироваться в пределах 1.5-3 мм. У породистых же свиней этот показатель и вовсе может быть равен всего 0.6-1 мм. При этом подкожный слой у поросят содержит очень большое количество жиров и может достигать огромной толщины.

У половозрелых самцов по бокам плечевого пояса и груди имеется щит, состоящий из уплотненных пучков с жировыми прокладками. Это образование защищает кабанов во время драк в период половой охоты.

Жесткие волоски щетины на коже свиней чередуются с мягкими. Густота волосяного покрова у поросят разных пород может быть неодинаковой. В большинстве случаев в хозяйствах разводятся, конечно же, голые поросята. Но существуют и породы, представители которой покрыты густой шерстью, примерно такой же, как дикие кабаны.

Анализаторы, органы слуха и зрения

Сердечно-сосудистая система свиньи развита, таким образом, очень хорошо. То же самое касается и других органов поросят. К примеру, обонянием свиньи отличаются просто превосходным.

Ответственный за восприятие запахов орган у этих животных расположен в носовом ходу и состоит из:

обонятельного эпителия;
рецепторных клеток;
нервных окончаний.

Осязание у свиней осуществляется рецепторами опорно-двигательного аппарата, слизистыми и кожей. Органами же вкуса у этих животных являются сосочки, расположенные в слизистой ротовой полости. Глазные яблоки у свиней зрительным нервом соединяются с головным мозгом.

Уши этих животных состоят из следующих отделов:

улитковой части;
проводящих путей;
мозговых центров.

Сходства и различия свиньи и человека

Люди, как хорошо всем известно, относятся к классу приматов и произошли от обезьяны. Чисто внешне человек, безусловно, больше всего напоминает именно это животное. То же самое касается и строения внутренних органов. Однако и к свинье в плане физиологии и анатомии человек стоит довольно близко.

К примеру, как и люди, поросята являются животными всеядными. Считается, что и приручены они когда-то были именно из-за этого. Дикие кабаны охотно питались остатками человеческой пищи. Единственной разницей между людьми и свиньями в этом плане является то, что у последних в ротовой полости имеется меньше рецепторов горького вкуса. Сладкое и горькое поросенок воспринимает несколько по-другому, чем человек.

Как известно, сердце свиньи по строению мало чем отличается от сердца человека. Поросят медики даже пытаются использовать в этом плане как доноров и для людей, и для обезьян. Сердце поросят весит 320 г, у человека — 300 г.

Очень похожа на человеческую и кожа свиньи. Эти животные, как и люди, могут даже загорать. Схожи по строению у людей и свиней также:

глаза;
печень;
почки;
зубы.

В желтой прессе иногда даже мелькает информация о том, что иногда свиноматок в США и Китае используют для вынашивания человеческих эмбрионов.

Что думают ученые

Разводят поросят люди достаточно давно. И анатомия свиней изучена, конечно же, просто отлично. Однако однозначного ответа на вопрос о том, почему поросята и приматы настолько похожи, к сожалению, не существует. В этом плане имеется только несколько непроверенных гипотез. К примеру, некоторые ученые считают, что сама свинья когда-то произошла от примата.

Этой невероятной гипотезе даже существует подтверждение. На острове Мадагаскар исследователями были найдены ископаемые останки лемуров, имеющих длинную морду с пятачком. Как и свиньи, эти животные когда-то разрывали носом землю в поисках еды. При этом вместо копыт они имели пятипалую, как у человека, руку. Да и у эмбрионов современных свиней, как это ни странно, присутствует закладка пятипалой руки и мордочки, как у примата.

Своеобразным подтверждением того, что поросята когда-то были приматами, являются и древние легенды. К примеру, в одном из преданий жителей острова Бот утверждается, что в древние времена герой Кат сделал людей и свиней по одному образцу. Однако позднее поросята захотели иметь свои отличия и начали ходить на четырех ногах.

Болезни людей и свиней

Учеными было замечено, что сходство людей и свиней не ограничивается анатомическим строением органов. Практически одинаковые у приматов и поросят и болезни. К примеру, у свиней, как и у людей, в старости может диагностироваться болезнь Альцгеймера. Также поросята очень часто страдают ожирением. Может наблюдаться у этих животных и болезнь Паркинсона. Свинья на фото ниже страдает именно такой болезнью.

Трансгенные животные

Сердце и другие органы у поросят и людей схожи. Но все-таки они неидентичны. Опыты по пересадке свиных органов людям оканчиваются пока, к сожалению, неудачами из-за отторжения тканей. Чтобы решить эту проблему, ученые начали выводить специальных трансгенных свиней. Для того чтобы получить таких поросят, в зародыш вводят два человеческих гена и отключают один свиной.

Многие ученые считают, что опыты по выведению трансгенных свиней в будущем на самом деле могут помочь решить проблему отторжения тканей при пересадке органов. Подтверждения этому, кстати, уже имеются. К примеру, в 2011 г. российские хирурги успешно пересадили пациентке клапан сердца трансгенной свиньи.

Сходство на генетическом уровне

Анатомия и физиология свиней таковы, что они, по мнению некоторых ученых, являются точной биологической моделью человека. По строению ДНК к людям, конечно же, ближе всего находятся обезьяны. К примеру, различия в генах человека и шимпанзе составляет всего 1-2 %.

Но и свиньи в плане строения ДНК находятся достаточно близко к человеку. Сходство у ДНК человека и свиньи, конечно, не такое большое. Однако ученые выяснили, что у людей и поросят некоторые виды белков очень схожи по составу. Именно поэтому поросят когда-то активно использовали для получения инсулина.

В последнее время в научном мире вызывают много споров такая тема, как выращивание внутри поросят человеческих органов. Чисто теоретически проведение подобных процедур ничего невозможного собой не представляет. Ведь геном человека и свиньи действительно в чем-то схож.

Для получения органов стволовые клетки людей можно просто помещать в яйцеклетку свиноматки. В результате будет развиваться гибрид, из которого в дальнейшем вырастет не полноценный организм, а лишь один какой-то орган. Это может быть, к примеру, сердце или селезенка.

Конечно, выращенные внутри свиней органы могли бы спасти жизни многих людей. Однако многие ученые являются противниками этого метода. Во-первых, проведение подобных опытов, конечно же, негуманно по отношению к самим свиньям. Во-вторых, считается, что выращивание в свиньях органов для людей может привести к появлению новых генномодифицированных возбудителей болезней, способных унести жизни миллионов людей.

Геном человек-свинья

Кровь свиней биологически на 70 % совпадает с кровью человека. Это сделало возможным проведение одного очень интересного эксперимента. Ученые взяли беременную свиноматку и ввели эмбрионам белую кровь человека, содержащую наследственную информацию. Беременность у животного закончилась успешными родами.

В крови появившихся на свет поросят исследователи в последующем обнаружили клетки, содержащие большие участки как человеческих, так и свиных хромосом. Это, конечно же, стало настоящей сенсацией в научном мире. Помимо всего прочего, такие клетки в организме поросят оказались еще и устойчивыми. То есть сохранялись длительное время после рождения. Проще говоря, учеными впервые был получен стабильный геном человек-свинья. Конечно же, таких клеток в организме испытуемых поросят было немного и на людей животные никоим образом похожи не были. Однако человеческого материала в самом полученном геноме содержалось более трети.

Другие исследования ученых

Как бы там ни было, анатомия свиней изучена хорошо, и идея использования этих животных в качестве доноров выглядит достаточно привлекательной. Большинство ученых при этом считают, что ничего невозможного в этом нет. Наработки у исследователей в этом плане уже сейчас имеются довольно серьезные. К примеру, ученым удалось выяснить, что взятые из организма поросят нервные клетки способны ставить на ноги парализованных людей.

Из свиного коллагена уже сегодня изготавливаются очень качественные контактные линзы. Хрящевые клетки ушей поросят используются для выращивания искусственной груди. Также учеными была создана свинья, вырабатывающая полезные для человеческого сердца жирные кислоты Омега-3.

Учеными доказано, что свиньи намного ближе к нам, чем обезьяны. Можно пересадить некоторые органы свиней человеку. Почему так, а не наоборот?

Нравится нам это или нет, мы все получили много общего со свиньями. Мы всеядные млекопитающие, которые легко набирают вес и восприимчивы к гриппу. Сам факт, что свиньи и люди являются млекопитающими означает, что мы разделяем некоторые гены, в этом проявляется сходство днк человека и свиньи.

Ученые ссылаются на результаты исследований, согласно которым днк свиньи и человека схожи на 98 процентов, но при таком положении дел многие входят в заблуждение, считая, что человек на 98% — свинья. Количество генетического материала, который мы разделяем с другими видами, зависит от того, что вы сравниваете.

Все живые организмы имеют генетическую информацию, закодированную в дезоксирибонуклеиновой кислоте (ДНК), разделенную на части, называемые генами. Информация передается от генов с помощью химического вещества, называемого рибонуклеиновой кислотой (РНК). Некоторые РНК переводится в цепи аминокислот, которые составляют белки – строительные блоки каждой живой клетки.
Ученые обнаружили около 20 000 генов млекопитающих, которые кодируют белки с похожими основными функциями. Так что, если вы сравните часть кодирующих белков нашей ДНК, то вы обнаружите, что мы имеем много общего с большим количеством млекопитающих.

Родословная млекопитающих на основании молекулярно-генетических данных. Видно, что свинья отстоит от человека дальше, чем мышь, кролик и дикобраз.