ژنوم: همچون کتاب تاریخ تکامل موجودات زنده

امروزه، علم ژنومیک در خدمت ردیابی تاریخ تکاملی موجودات زنده قرار گرفته است. مقایسه‌ی دقیق ژنوم‌های آدمی و شمپانزه نشان می‌دهد که این دو فقط ۴ر۱% از رمزهای ژنتیک DNA با هم متفاوت است.

پس اگر ژن‌های این دو، تا این اندازه با هم مشابه‌اند، چرا شکل ظاهری بدن و رفتارهای آن‌ها تا این اندازه متفاوت است؟ به نظر می‌رسد تفاوت‌های دیگری غیر از جانشینی نوکلئوتیدها بین آدمی و شمپانزه وجود دارد. وقتی که توالی DNA کروموزم شماره‌ی ۲۲شمپانزه را که حدود ۱% از ژن‌های شمپانزه روی آن قرار دارند، نوکلئوتید به نوکلئوتید با همان کروموزوم در آدمی مقایسه کردند، به این نتیجه رسیدند که تعداد زیادی گسست (gap) روی کروموزوم شماره‌ی ۲۲ شمپانزه وجود دارد: روی این کروموزوم ۶۸۰۰۰ مکان وجود دارد که در آن‌ها قطعه‌های کوچک یا بزرگ DNA از دست رفته است. بسیاری از این گسست‌ها کم‌تر از ۳۰ نوکلئوتید طول دارند و بلندترین‌ آن‌ها که ۳۰۰ نوکلئوتید دارد، جایگاه عنصر جا به جا شونده‌ی ALU است. این عنصر قطعه‌ای از DNA است که در آدمی تکثیر می‌شود و نسخه‌های نوساخته‌ی خود را بسیار بیش‌تر از ژنوم شمپانزه به سراسر ژنوم آدمی وارد می‌کند.

می‌توان با گسترش مقایسه‌ی گسست‌های موجود در توالی‌های میمون‌های بی‌دُم دیگر ( مانند گوریل و اورانگوتان) دریافت که آیا در مسیر تکامل توالی‌های خاصی به دودمانی خاص افزوده شده یا این توالی موجود بوده و بعداً در بعضی از آن‌ها حذف شده است. به نظر می‌رسد که گر چه حذف و اضافه شدن عنصر غیر ALU در هر دو دودمان روی داده است، حذف بسیار رایج‌تر از اضافه شدن بوده است. ظاهراً آدمی و شمپانزه که از ۶ میلیون سال پیش جدایی از یکدیگر را آغاز کردند، در گذر زمان به طور مستقل تکه‌هایی از ژنوم خود را از دست داده‌اند.

این گسست‌ها غالباً سبب تغییرهای عمده‌ای در ساختار پروتئین‌ها شده‌اند. توالی آمینواسیدهای ۸۳% از ۲۳۱ توالی رمزکننده‌ی پروتئینی که روی کروموزوم ۲۲ شمپانزه وجود دارد، متفاوت‌اند. به نظر می‌رسد که یکی از ساز و کارهای عمده‌ی پیدایش گونه‌های بالاتر نخستی گسست در توالی‌های ژن‌ها بوده است.

این گسست‌ها بر بیان ژن‌ها نیز اثر گذاشته‌اند. پژوهشگران با استفاده از تراشه‌های ریزآرایه‌ای الگوهای فعالیت‌های رونویسی از ژن‌ها را در بافت‌های آدمی و شمپانزه مقایسه کرده‌اند. تراشه‌های ریزارایه‌ای می‌توانند توالی‌های یکسان و فعالیت ژن‌ها را در دو نمونه DNA‌ شناسایی کنند. در بافت‌های مغزی و کبدی آدمی و شمپانزه ژن‌های مشابهی شناسایی شده‌اند. در بیان حدود ۲۰% از این ژن‌ها تفاوت‌های مهمی وجود دارد. به نظر می‌رسد که بیش‌تر تفاوت‌های میان آدمی و شمپانزه در ژن‌هایی است که رونویسی می‌شوند و در زمان این رونویسی است.

این یافته‌های مربوط به کروموزوم شماره ی ۲۲ شمپانزه نماینده‌ی حدود ۱% از ژن‌های پستانداران است، پیشنهاد می‌کند که هزاران ژن وجود دارد که یا پروتئینی تغییریافته را به رمز درمی‌آورند یا در شمپانزه و میمون به طور متفاوت بیان می‌شوند.

زیست‌شناسان مشتاقانه در انتظار مقایسه‌ی ژنوم‌های آدمی و شمپانزه هستند و کنجکاوند بدانند چه تغییر کلیدی ما را به آدمی تبدیل می‌کند. ممکن است تفاوت‌های عمده‌ی بدنی، فیزیولوژیک و رفتاری میان آدمی و نزدیک‌ترین خویشاوند او از انباشته شدن تغییرات کوچکی مانند آن‌ها که روی کروموزوم ۲۲ شمپانزه است، باشد. از سوی دیگر، تعداد اندکی از ژن‌ها ممکن است سهم قطعی داشته باشند. یکی از کاندیداها برای این، ژن FOXP2 است که فراورده‌ی پروتئینی آن نقش مهمی در گسترش تکلم دارد. پروتئین FOXP2 آدمی در دو آمینواسید با شمپانزه و دیگر میمون‌های بی‌دم تفاوت دارد.

© / نویسنده: محمد کرام الدینی

از ما حمایت کنید تا سایت بسته نشود

با توجه به افزایش قیمت دلار، هزینه تمدید هاست سایت و هاست دانلود به شدت بالا رفته. برای ادامه فعالیت سایت نیاز به کمک‌های مالی داریم. در صورتی که کمک‌ها نتواند ۵۰٪ هزینه تمدید را پوشش دهد، مجبور به پایان فعالیت تا آخر مهرماه می‌شویم. کل هزینه نگهداری سایت برای امسال حدود 1.5 میلیون تومان می‌شود.

می‌خواهم کمک کنم

برو به صفحه اول سایت