Ar žmonės ir bananai iš tiesų turi 60 % bendros DNR? Genomikos paaiškinimas

Kaip atsirado teiginys apie „60 % DNR panašumą”

Teiginys, kad žmonės ir bananai dalijasi net 60 % savo DNR, yra dažnai cituojamas populiariosios mokslo žiniasklaidos straipsniuose ir interneto forumuose. Iš pirmo žvilgsnio toks faktas atrodo pribloškiantis — juk bananai ir žmonės, regis, turi mažai bendro nei savo išvaizda, nei fiziologija, nei funkcija. Tačiau šis palyginimas kyla iš realių mokslinių tyrimų. Norint tinkamai įvertinti šio teiginio tikslumą, svarbu atskirti garsiąsias antraštes nuo sudėtingų genetikos detalių.

Mokslinis kontekstas: ką iš tiesų lyginame?

Norint suprasti, kaip atsirado plačiai cituojamas 60 % skaičius, būtina žinoti, kas yra DNR ir kaip ji organizuota. DNR (dezoksiribonukleorūgštis) visų gyvų organizmų ląstelėse susideda iš ilgų nukleotidų sekų, tačiau tik nedidelė jų dalis — genai — koduoja baltymus, kurie atlieka pagrindines ląstelių funkcijas. Likusią DNR dalį sudaro nekoduojančios sritys, reguliaciniai elementai ir pasikartojančios sekos, kurios tarp rūšių skiriasi gerokai labiau.

Šis skaičius tapo populiarus apie 2010-uosius, kai tokios institucijos kaip Smithsonian Nacionalinis gamtos istorijos muziejus bei JAV Nacionalinis žmogaus genomo tyrimų institutas pradėjo aiškinti genomų panašumus skirtinguose organizmuose. Visgi šie šaltiniai pabrėžė itin svarbią nuostatą: 60 % panašumas taikomas tik baltymus koduojantiems genams, o ne visai DNR sekai.

Genomų sekvenavimo tyrimai: kaip lyginama žmogaus ir banano DNR

2013 m. atliktas projektas, kurį aprašė tokios žiniasklaidos priemonės kaip IFL Science, pasitelkė kompiuterinę genomiką — visų žmogaus ir banano genų (genomų) palyginimą. Mokslininkai sudarė banano genų sąrašą, prognozavo atitinkamus baltymus ir tą patį atliko su žmogumi. Naudojant pažangius algoritmus, buvo atlikta milijonai sekos palyginimų, fiksuojant tik statistiškai reikšmingas atitiktis.

Tyrimo metu nustatyta, kad iš maždaug 40 000 banano genų apie 7 000 turi aiškius žmogaus analogus. Žmogaus genome yra apie 20 000 genų, todėl galima teigti, kad maždaug 60 % banano genų turi atitikmenis žmoguje ir atvirkščiai. Tačiau šie homologiški genai nėra identiški: vidutinis baltymus koduojančių genų atitikimo laipsnis siekia tik apie 40 %.

Labai svarbu tiksliai suvokti skirtumą: teiginys „60 % žmonių DNR yra tokia pati kaip banano” yra klaidingas. Iš tiesų tik apie 60 % baltymus koduojančių genų (maždaug 2 % visos mūsų DNR) rodo bent minimalų panašumą. Kai lyginami visų genomų elementai, įskaitant nekoduojančias sekas, bendras DNR sutapimas tarp žmonių ir bananų sumažėja iki maždaug 1 %.

Ką iš tikrųjų reiškia šis genetinis panašumas?

Faktas, kad žmonės ir bananai dalijasi reikšminga genų dalimi, tampa aiškesnis pažvelgus į evoliucijos mokslą. Visi gyvi organizmai kilo iš tolimo bendro protėvio, o pagrindinės ląstelių funkcijos (energijos gamyba, DNR kopijavimas, ląstelės atstatymas) priklauso nuo genų, išlikusių beveik nepakitusių milijardus metų. Būtent šie bendri genetiniai įrankiai ir lemia pagrindinius gyvybės procesus žemėje.

Neteisingi supratimai ir tikslios mokslo komunikacijos svarba

Painiava dėl „60 % panašumo” dažnai sukelia klaidingus suvokimus apie žmonių ir kitų rūšių evoliucinius ryšius. Mokslininkai siūlo tokį palyginimą: įsivaizduokite du visiškai skirtingus namus – trobelę kaime ir butą mieste. Jų išplanavimas, apdaila ir įranga skiriasi, bet kiekviename yra pagrindiniai komponentai – sienos, stogas, vandentiekis, miegamasis. Tokie bendri elementai atspindi išsaugotus genus, kurie randami tiek žmonėse, tiek bananuose – tai esminiai pastato (organizmo) statybiniai blokai.

Nors egzistuoja akivaizdūs skirtumai, lemiantys specifines banano ar žmogaus savybes, šios pagrindinės biologinės dalys byloja apie bendrą visos gyvybės evoliucinę kilmę. Išskirtinės savybės—nuo žmogaus smegenų vystymosi iki banano vaisiaus struktūros—atsiranda tuomet, kai skirtingi organizmai „papildo” šį bendrą planą specializuotomis sekomis, reguliacinėmis sistemomis bei adaptacijomis.

Kodėl tai svarbu: evoliucija, lyginamoji genomika ir ateities perspektyvos

Genomų panašumų analizė tarp tokių skirtingų rūšių kaip žmogus ir bananas plečia mūsų supratimą apie evoliuciją, molekulinę biologiją ir net biotechnologijų galimybes. Tiriant išlikusius genus galima geriau suvokti ligų, senėjimo ir ląstelių atstatymo mechanizmus, nes pagrindinė molekulinė įranga dažnai veikia panašiai įvairiose rūšyse. Lyginamoji genomika – mokslas, tiriantis DNR panašumus ir skirtumus tarp įvairių organizmų – yra labai svarbi tiek evoliucijos biologijai, tiek sintetinei biologijai ar genetinei inžinerijai.

Be to, tikslus DNR panašumo pateikimas svarbus formuojant teisingą viešą supratimą apie mokslą. Aiški formuluotė padeda išvengti klaidinančių įsitikinimų, kurie galėtų trukdyti mokslo raštingumui arba švietimui. Kadangi žmonija vis giliau nagrinėja gyvybės genetinį kodą, tokia aiškumas tampa vis svarbesnis.

Išvada

Nors teiginys, kad žmonės ir bananai dalijasi „60 % DNR”, išlieka populiarus, tikroji istorija yra kur kas sudėtingesnė ir įdomesnė. Maždaug 60 % baltymus koduojančių genų (maža visos DNR dalis) turi bent minimalų homologiją tarp žmogaus ir banano, kas atspindi bendrą gyvybės pagrindą. Visų genomų sekų bendras sutapimas iš tiesų yra labai nedidelis – vos apie 1 %. Supratus, ką iš tikrųjų reiškia šie genetiniai sutapimai, galima ne tik demistifikuoti populiarų mokslo mitą, bet ir geriau pažinti bendras gyvybės statybines dalis visoje žemėje.