I cani e gli umani hanno una lunga storia in comune, ma quanto siamo davvero simili? Quando è stata scoperta la struttura del DNA e abbiamo acquisito la capacità di sequenziare sia il genoma umano che quello animale, non è stata una grande sorpresa apprendere che avevamo molto in comune con i nostri amici animali. Gli esseri umani e gli animali condividono una quantità enorme di materiale genetico in comune. Il fatto che condividiamo abbondanti quantità di DNA con le scimmie è comprensibile. Addirittura prevedibile. Ma la verità è che condividiamo anche grandi quantità di DNA con altri non primati. In effetti, potresti essere sorpreso di sapere chei cani condividono l'84% del nostro DNA! Poco più dell'80% che condividiamo con i topi e molto meno del 98% che condividiamo con scimpanzé.
Cos'è il DNA?
L'acido desossiribonucleico (DNA) è una molecola organica che si trova nel nucleo delle cellule. Contiene le istruzioni genetiche per tutti gli organismi viventi. Il DNA è la molecola che codifica le informazioni genetiche nelle cellule ed è costituito da adenina, citosina, timina e guanina. Le molecole di DNA sono altamente stabili poiché sono costituite da due filamenti complementari che formano una doppia elica. Durante la divisione cellulare, il DNA si duplica e crea proteine, che sono essenziali per molte funzioni fisiche.
Cos'è un genoma?
I genomi sono sequenze di DNA che contengono tutte le istruzioni genetiche necessarie per costruire e mantenere gli esseri viventi, compresi gli esseri umani. Il genoma è l'insieme completo dei geni presenti in un organismo. Contiene tutti i tratti ereditari e determina quali caratteristiche fisiche e comportamentali avrà un organismo. Circa 20.000 geni compongono un genoma, che comprende sequenze di DNA che codificano per le proteine.
Cos'è il sequenziamento del DNA?
I nucleotidi sono molecole organiche che formano le strutture di geni e proteine. Il sequenziamento del DNA è una tecnica per determinare la sequenza dei nucleotidi in una molecola di DNA. Per fare ciò, una molecola di DNA viene tagliata in pezzi più piccoli e quindi utilizzata come modello per un particolare filamento di RNA che è stato copiato dal filamento complementare corrispondente del DNA. Questo RNA è quindi in grado di combaciare con ogni frammento di DNA e può essere letto lentamente, una lettera alla volta.
Come facciamo a sapere qual è la percentuale di DNA condivisa da due specie?
Il modo più accurato per identificare esattamente quale percentuale di DNA è condivisa da due specie è confrontare tra loro le loro sequenze complete di DNA (o genomi). Tuttavia, determinare l'intera sequenza del DNA di un animale è un compito difficile che richiede molto tempo e impegno. Richiede una grande quantità di attrezzature, risorse e finanziamenti per farlo.
Quando è stato sequenziato il genoma umano?
Nel 2001, dopo dieci anni di ricerca, è stato pubblicato per la prima volta un genoma umano completo. Anche se da allora le tecnologie genetiche sono diventate molto più economiche, veloci e migliori, il sequenziamento del DNA di una specie rimane ancora una sfida. Ogni anno, nuovi genomi animali vengono studiati, sequenziati e aggiunti al nostro corpus di conoscenze sulla vita su questo pianeta.
Quando è stato sequenziato il genoma del cane?
Il genoma del cane è stato sequenziato per la prima volta nel 2005: il particolare animale scelto era una pugile di razza pura di nome Tasha. In generale, il genoma del cane può essere visto come un modello per la costruzione del materiale genetico del cane: tutti i tratti e i comportamenti esibiti da un cane sono determinati dall'ordine e dal contenuto dei suoi geni. La mappatura del genoma canino nel 2005 è stata una pietra miliare nella comprensione della biologia di questo animale poiché ha fornito informazioni sulla sua storia evolutiva e sulla sua relazione con gli umani.
Hai bisogno di un intero genoma per capire quanto siano imparentati due animali?
Non è necessario aver sequenziato l'intero genoma di due creature per avere un'idea generale di quanto siano correlate. In effetti, gli scienziati stavano già mettendo insieme previsioni su quanto fossero strettamente imparentati gli esseri umani con altri animali molto prima che i genomi fossero stati sequenziati. Questo perché è possibile stimare quanto sia simile il DNA delle due specie senza nemmeno conoscere la sequenza completa del loro DNA.
Perché gli scienziati confrontano i genomi di specie diverse?
Gli scienziati spesso confrontano i genomi di specie diverse per determinare se esiste un antenato comune o se una specie è geneticamente più vicina a un' altra. Un confronto tra umani e Neanderthal, per esempio, può essere appropriato perché si ipotizza che gli umani discendano dai Neanderthal. Gli scienziati usano il confronto per dedurre ascendenza ed evoluzione. Lo studio dei genomi può aiutare i ricercatori a capire come i geni influenzano i tratti. Confrontare i geni umani con geni animali simili può aiutare a determinare la loro funzione. Possiamo quindi utilizzare queste informazioni per conoscere le malattie in quella specie e anche negli esseri umani.
Cosa ci insegnano le somiglianze e le differenze nel DNA?
Possiamo anche conoscere l'evoluzione esaminando le somiglianze o le differenze nel DNA tra le specie e, di conseguenza, possiamo vedere quali geni rimangono gli stessi e quali cambiano nel tempo. Il confronto del DNA ci racconta l'evoluzione della nostra specie. Man mano che le forme di vita si evolvono, il loro DNA cambia. Le mutazioni, che si verificano quando il DNA si replica, causano questi cambiamenti. Una somiglianza può suggerire una stretta relazione tra due organismi e può anche dirci se due organismi condividono un antenato comune.
Cosa abbiamo imparato su cani e esseri umani attraverso la ricerca sul DNA?
I cani e gli esseri umani condividono l'84% del loro DNA, il che rende i cani animali ideali per lo studio dei processi patologici umani. I ricercatori sono particolarmente interessati alle malattie che colpiscono sia i cani che gli umani-umani e i loro amici canini sono entrambi affetti da malattie della retina, cataratta e retinite pigmentosa. Gli scienziati studiano e ricercano trattamenti per queste malattie nei cani nella speranza che possano essere utili anche per gli esseri umani.
Anche i cani vengono studiati e curati per il cancro, l'epilessia e le allergie, al fine di sviluppare un trattamento più efficace per gli esseri umani. È interessante notare che oltre il 58% delle malattie genetiche presenti nei cani sono equivalenti diretti di malattie umane causate da mutazioni negli stessi geni.
Quali sono alcuni dei geni che i cani e gli esseri umani condividono?
Due casi di addomesticamento canino si sono verificati tra 10.000 e 30.000 anni fa, quando gli esseri umani hanno addomesticato i lupi e li hanno trasformati in cani di varie razze, mantenendo quelli con il più alto grado di socialità per ulteriori riproduzioni. Ora sappiamo che alcuni dei geni associati al comportamento sociale sono condivisi da cani e umani e attraverso lo studio di modelli canini, gli scienziati sperano di ottenere una migliore comprensione di alcuni disturbi sociali negli esseri umani.
I gatti o i cani sono più strettamente imparentati con gli esseri umani?
In entrambi i casi, queste creature hanno sviluppato un alto livello di intelligenza che ha permesso loro di vivere accanto agli umani per secoli. Anche se si potrebbe pensare che i cani siano più vicini agli umani in termini di evoluzione, si scopre che i gatti in re altà condividono il 90,2% del nostro DNA. Sebbene tu possa sentire che i cani ci capiscono più profondamente, sono i gatti che sono, sorprendentemente, geneticamente più vicini a noi.
Con quali specie condividiamo la maggior parte del DNA?
I nostri parenti più stretti sono le grandi scimmie della famiglia Hominidae. Oranghi, scimpanzé, gorilla e bonobo appartengono a questa famiglia. Gli umani condividono il 98,8% del loro DNA con bonobo e scimpanzé, mentre i gorilla e gli umani hanno il 98,4% dello stesso DNA. Tuttavia, le differenze nel DNA aumentano una volta che iniziamo a guardare le scimmie che non sono originarie dell'Africa. Ad esempio, solo il 96,9% del DNA negli esseri umani e negli oranghi è lo stesso. In quanto parenti viventi più stretti degli umani, scimpanzé e bonobo sono stati ampiamente studiati in diversi contesti di ricerca.
Conclusione
In conclusione, la ricerca sul DNA animale è un campo emergente che fornirà incredibili informazioni sull'evoluzione della vita su questo pianeta. Se ti senti vicino al tuo cane, non è una sorpresa! Canini e ominidi si sono evoluti insieme per millenni e tu condividi un enorme 84% del tuo DNA con il tuo animale domestico. I cani fanno già così tanto per noi, e ora il sequenziamento del DNA del cane sta offrendo agli scienziati nuove prospettive sulla ricerca in malattie, genomica, genetica ed evoluzione.
