Учени обясниха защо всички хора са различни

Кодът на живота

Геномът е съхранявана в клетките на тялото информация за неговата структура, предавана по наследство. Можем да си го представим като текст, написан само с четири специални химични съединения, нуклеотиди - аденин, тимин, гуанин и цитозин.

Комбинирайки се в определена последователност, те образуват отделни гени, които може да се считат за „изречения“, както и цели „параграфи“ – ДНК молекули. В нашия геном има приблизително 3,2 милиарда „букви“ нуклеотиди.

Основният ред на "буквите" в пълния човешки геном е определен от учените през 2001 г. Днес геномите на стотици хиляди хора, както и на стотици животински и растителни видове, бактерии и вируси, вече са разчетени или, както казват учените, „секвенирани“.

Снимка: iStock

„Хората, както всички живи същества, имат специални видове свойства, програмирани от ДНК. Генетичният „код” определя развитието на организма и границите, в които могат да се променят неговите признаци. Проявата на определен ген обаче се влияе от много фактори, вариращи от случайни химически събития и взаимодействия с други гени до например хранителните навици на индивида“, казва Константин Крутовски, професор и ръководител на Научно-образователния център за геномни изследвания в Сибирския федерален университет и професор в Гьотингенския университет.

Всички гени са разделени на групи и опаковани в отделни блокове - хромозоми, разположени вътре в клетките. Човекът има 23 двойки хромозоми и във всяка двойка получава една хромозома от майка си и една от баща си.

Източници на различия

Специалните X- и Y-хромозоми определят пола: при жените това са две еднакви X-хромозоми, а при мъжете - и едната, и другата. Освен това Y-хромозомата е около два пъти по-къса от X-хромозомата и има много по-малко гени.

Вариантите на един ген от майката и от бащата могат да се различават леко или много съществено. Това се дължи на мутации, които възникват главно при копиране на ДНК. Средно човешките геноми се различават с един от хиляда нуклеотида, а в общия обем на генетичния „текст“ тези 0,1% дават около три милиона разлики.

Освен замяната на отделни "букви" има и други видове мутации: вмъкване или пропускане на отделни нуклеотиди, генни фрагменти или големи фрагменти от хромозоми, обмен между хромозомите и тяхното удвояване.

Понякога мутациите не се проявяват по никакъв начин, понякога водят до развитие на патологии, а в най-редките случаи се оказват по някакъв начин полезни за оцеляването. Наред с несмъртоносните мутации възникват нови свойства, които могат да бъдат полезни за адаптация или може да са неутрални.

„Интересно селективно-неутрално свойство например е, че нашите предци маймуни са загубили способността си да произвеждат аскорбинова киселина, тоест витамин С, поради мутации. Ние имаме ген за нейния синтез, но, подобно на маймуните, той не работи, така че хората трябва активно да си набавят витамин С от храната, за да останат здрави“, обяснява Светлана Боринская, ръководител на лабораторията за анализ на генома в Института по обща генетика към Руската академия на науките.

Нашите предци и техните роднини

Най-голямо генетично разнообразие сред съвременните земляни има сред жителите на Африка. Именно там се е формирал съвременният вид Homo sapiens преди около сто хиляди години, твърдят учените.

"Общият прародител на маймуните и хората е живял преди 5-7 милиона години. Сега на ниво геном разликите с нашия най-близък роднина в животинския свят, шимпанзето, са десет пъти по-големи, отколкото между двама души. Но не само броят на разликите е важен, но също така и в кои части от гените са се появили те", отбелязва Крутовски.

ДНК на ядрения геном на съвременните хора (Homo sapiens) и неандерталците (Homo neanderthalensis) е приблизително 99,5% идентичен, а този на хората и шимпанзетата - 98,8%. Съвременният човек и неандерталецът, според учените, са се "разминали" на еволюционното дърво преди около 700-760 хиляди години. Предците на неандерталците са напуснали Африка много по-рано от нашите, като са се разселили из Европа и части от Азия.

Снимка: Thinkstock

Паралелно със съвременния човек и неандерталците в продължение на 40 хиляди години в Азия е живял друг близък изчезнал подвид хора, наречен денисовци (Homo denisovensis) по името на Денисовата пещера в Алтай. Именно там за първи път е открит материалът, от който е изолирана тяхната ДНК.

Този клон, според учените, може да се счита за трети вид или подвид на Homo sapiens. Той се явява сестринска група на неандерталците и се е отделила от тях преди около 500-600 хиляди години. ДНК на съвременните хора и денисовците са приблизително 97,7% идентични.

Тънкостите на наследяването

Какви трябва да бъдат генетичните различия между групите, за да се считат за различни видове? Както обясняват учените, няма отговор на този въпрос: самото понятие „вид“ е въведено за удобство на описанието и класификацията, а границите между тясно свързани видове често са доста условни.

Според генетиците можем да смятаме, че нов вид се появява в момента, когато поради натрупани мутации сродни популации от животни губят способността си да се кръстосват свободно и да произвеждат плодовито потомство.

"Нашите предци са се кръстосвали с неандерталците, около 2% от генетичния материал е отишъл при съвременните хора от тях. Макар че предците на неандерталците са се отделили от линията на сапиенсите преди повече от половин милион години, способността да дават плодовито потомство очевидно се е съхранила", обяснява Крутовски.

Половото размножаване, което осигурява "смесването" на гените, гарантира генетичното разнообразие на човечеството. Учените са уверени, че неговото запазване и развитие е ключов фактор за оцеляването и просперитета на нашия вид.

При неблагоприятни трансформации на средата на местообитание е необходимо в популацията да има индивиди, които да могат успешно да се адаптират, въпреки че по-рано са живели като всички останали или дори по-зле. Именно те ще дадат началото на следващото поколение, в което също всички ще бъдат различни, отбелязват генетиците.