Paleogenetika

S Wikipedije, slobodne enciklopedije
Jump to navigation Jump to search
Preferences-system.svg Ovom članku potrebna je jezička standardizacija, preuređivanje ili reorganizacija.
Pogledajte kako poboljšati članak, kliknite na link uredi i doradite članak vodeći računa o standardima Wikipedije.
Gnome-edit-clear.svg Ovaj članak zahtijeva čišćenje.
Molimo Vas da pomognete u poboljšavanju članka pišući ili ispravljajući ga u enciklopedijskom stilu.
Spelling icon.svg Moguće je da ovaj članak ne poštuje standarde Wikipedije na bosanskom jeziku
kao što su upotreba afrikata, pravopis, pisanje riječi u skladu sa standardima, te način pisanja članaka.

Paleogenetika je dio genetike koji istražuje sačuvani genetički materijal ostataka drevnih organizama.[1]Ovaj pojаm u nauku su uveli Emile Zuckerkandl i fizički hemičar Linus Carl Pauling, 1963. godine, u kontekstu ispitivanja mogućnosti primjene u rekonstrukciji polipeptidnih sekvenci iz biološke prošlosti.[2] Prvu sekvencu neke drevne DNK, koja je izolorina iz muzejskog primerka izumrle vrste zebre pod imenom kvaga (Equus quagga quagga), objavio je tim na čelu sa Allanom Wilsonom, 1984. godine.[3]

Paleogenetičari ne rekreiraju stvarne organizme, ali sekvence drevne DNK zajednički proučavaju primjenom različitih analitičkih metoda.[4] Na mnogo načina, genetika organizama je "jedini direktni svjedk izumrlih vrsta i evolucijskih događaja“.[5]

Primjena[uredi | uredi izvor]

Evolucija[uredi | uredi izvor]

Slične sekvence se često nalaze u proteinskim polipeptidnim lancima različitih vrsta. Ova sličnost je direktno povezana sa sekvencama DNK (genetičkom materijalu organizma). Zbog nemogućnosti da je ovo slučajnost, a i konzistentnost, predugo se pripisivala konvergenciji putem prirodnog odsbirsnjs, takve sličnosti mogu biti uverljivo vezane za postojanje zajedničkog pretka sa zajedničkim genima. To omogućava da se polipeptidne sekvence dovedu u međusobne odnose između vrsta, a razlika između dvije genetičke sekvence se mogu koristiti kako bi se -unutar statističke greške - utvrdilo vrijeme u kojem je postojao zajednički predak.[2]

Evolucija čovjeka[uredi | uredi izvor]

Koristeći bedrene kosti žene neandertalca, dekodirano je oko 63% njegovog genoma i otkriveno oko 3,7 milijardi baza DNK.[6][7] Pokazalo se da je Homo neanderthalensis bio najbliži ondašnji živi srodnik vrste Homo sapiens sve dok njegova bivša loza nije izumrla prije 30.000 godina. Genom je u bio u rasponu od varijacije kod anatomski moderni ljudi, iako u dalekoj periferiji njenog raspona.

Paleogenetiičke analize ukazuju da su neandertalci imali više poklapanja strukture DNK sa čimpanzama nego sa vrstom Homo sapiens.[7] Također je utvrđeno da su neandertalci bili manje genetički raznoliki od modernih ljudi, što ukazuje na to da se Homo neanderthalensis pojavio iz grupe sastavljene od relativno malog broja individua.[7] Analiza DNK sekvenci ukazuje da su se prvi pripadnici vrste Homo sapiens pojavili prije između 130.000 i 250.000 godina u Africi.[7]

Paleogenetika otvara mnoge nove mogućnosti za proučavanje evolucije i disperzije hominida. Analizom genoma hominidnih ostataka, njihove loze mogu se pratiti unatrag do mjesta odakle su došli ili odakle dijele zajedničkog pretka. Denisovski hominid, vrsta hominida koji je živio u Sibiru, a iz čijih ostataka se može ekstrahirati DNK, može pokazati znakove koji ukazuju na gene koji se ne nalaze u genomu ni neandertalca niti pripadnika Homo sapiens, možda predstavlja novu lozu ili vrstu hominida.[8]

Evolucija kulture[uredi | uredi izvor]

Analiza predačke DNK može omogućiti i uvid u način života ljudi u prošlosti. Neandertalska DNK pokazuje da su živjeli u malim privremenim zajednicama.[7]Analiza DNK može direktno pokazati ograničenja u ishrani i mutacije, kao što je činjenica da je Homo neanderthalensis bio netolerantan za laktozu.[7]

Arhaeologija[uredi | uredi izvor]

Drevne bolesti[uredi | uredi izvor]

Proučavajući DNK preminulih također omogućava nam da se sagleda medicinska historija ljudskih „rasa“. Osvrnuvši se može otkriti kada su se određene bolesti prvi put pojavio i počelr da muče ljude.

Ötzi[uredi | uredi izvor]

Najstariji slučaj lajmske bolesti je otkrivena u genomu čoveka koji se zove ledeni čovjek Ötzi.[9] Ötzi je umro prije oko 3.300 godina p.n.e., a njegovi ostaci su otkriveni u Istočnoj Aziji, ranij 1990-ih.[9]Analiza njegovih gena nije obavljena do unazad 20 godina. U genetičnom materijal Ötzijanađeni su ostaci DNK bakterije koje uzrokuju lajmsku bolest (Borrelia burgdorferi).[9]

Pripitomljavanje životinja[uredi | uredi izvor]

Prošlost čovječanstva može se istraživati ne samo proučavanjem paleogenetike, jer su organizmi imali uticaj ns okruženje, koji također može biti ispitan. Ispitivanjem divergencije u pripitomljenih vrsta, kao što je stoka i arheoloških ostataka njihovih od svojih divljih srodnika, mogu se proučavati efekti pripitomljavanja, što može dati informacije o ponašanju u kulturama koje su ih pripitomile. Genetika ovih životinja također otkriva osobine koje nisu ispoljene u paleontološkim ostacima, kao što su određeni tragovi ponašanja, razvoja i sazrijevanja ovih životinja.[10] Raznolikost u genima može uputiti gdje su vrste pripitomljene i kako su kao takve migrirale iz početnih lokacija u druga područja.[5]

Izazovi[uredi | uredi izvor]

Drevni ostaci obično sadrže samo mali dio originalne DNK prisutne u organizmu.[2][11] To se javlja zbog degradacije DNK u mrtvom tkivu, djelovanjem biotskih i abiotskih faktora, kada enzimi za popravku koji su prisutna u živim organizmoma, prestanu biti funkcionalni. Stepen očuvanja DNK ovisi o brojnim ekološkim uvjetima, uključujući temperaturu, vlažnost, kisik i sunčevu svjetlost. Ostaci iz regija s visokim temperaturama i vlažnosti obično sadrže manje netaknute DNK od onih iz permskih slojeva ili pećine, gdje ostaci mogu opstati u uvjetima hladnoće i malih količina kisika, tokom nekoliko stotina hiljada godina.[12]

Osim toga, DNK degradira mnogo brže u slijedećim (dubljim) iskopima materijala, a svježe iskopane kosti imaju mnogo veće šanse da sadrže održiv genetički materijal.[5] Nakon iskopavanja, kosti se možu kontaminirati modernom DNK (u kontaktu s kožom ili nesterilisanim alatom), što može stvoriti lažno pozitivne rezultate.[5]

Reference[uredi | uredi izvor]

  1. ^ Benner SA, Sassi SO, Gaucher EA (2007). "Molecular paleoscience: Systems biology from the past". Protein evolution. Advances in Enzymology and Related Areas of Molecular Biology 75. str. 1–132, xi. ISBN 9780471224464. PMID 17124866. doi:10.1002/9780471224464.ch1. 
  2. ^ a b c Pauling L, Zuckerkand E, Henriksen T, Lövstad R (1963). "Chemical Paleogenetics: Molecular "Restoration Studies" of Extinct Forms of Life". Acta Chemica Scandinavica 17 (supl.): 9–16. doi:10.3891/acta.chem.scand.17s-0009. 
  3. ^ Higuchi R, Bowman B, Freiberger M, Ryder OA, Wilson AC (1984). "DNA sequences from the quagga, an extinct member of the horse family". Nature 312 (5991): 282–4. PMID 6504142. doi:10.1038/312282a0. SažetakScience Magazine. 
  4. ^ Gibbons, A (December 2010). "Tiny time machines revisit ancient life". Science 330 (6011): 1616. PMID 21163988. doi:10.1126/science.330.6011.1616. SažetakSciTechStory. 
  5. ^ a b c d Geigl E-M (2008). "Palaeogenetics of cattle domestication: Methodological challenges for the study of fossil bones preserved in the domestication centre in Southwest Asia". Comptes Rendus Palevol 7 (2–3): 99–112. doi:10.1016/j.crpv.2008.02.001. 
  6. ^ Green RE, Krause J, Briggs AW, Maricic T, Stenzel U, Kircher M, Patterson N, Li H, Zhai W (May 2010). "A draft sequence of the Neanderthal genome". Science 328 (5979): 710–22. PMID 20448178. doi:10.1126/science.1188021. 
  7. ^ a b c d e f Saey TH (2009). "Story one: Team decodes neanderthal DNA: Genome draft may reveal secrets of human evolution". Science News 175 (6): 5–7. doi:10.1002/scin.2009.5591750604. 
  8. ^ Zorich Z (2010). "Neanderthal Genome Decoded". Archaeology (Archaeological Institute of America) 63 (4). 
  9. ^ a b c Keller A, Graefen A, Ball M, Matzas M, Boisguerin V, Maixner F, Leidinger P, Backes C, Khairat R (2012). "New insights into the Tyrolean Iceman's origin and phenotype as inferred by whole-genome sequencing". Nature Communications 3 (2): 698. PMID 22426219. doi:10.1038/ncomms1701. SažetakDiscoveryNews. 
  10. ^ Hadžiselimović R. (1986). Uvod u teoriju antropogeneze. Svjetlost, Sarajevo. ISBN 9958-9344-2-6. 
  11. ^ Kaplan, Matt. DNA has a 521-year half-life. Nature News, 10 October 2012.
  12. ^ Wickman, Forrest. What’s the Shelf-Life of DNA? Slate, 5 February 2013.