Тісне співіснування собаки та людини розпочалося більше десяти тисяч років тому. Інтерес до геному собаки само собою зрозумілий, його біологія дає можливість дослідити багато цікавих питань.

- Собака служить еталоном як "позагрупова група", тобто досить, але не надто віддалена щодо вивчення інших геномів ссавців.

- Це ідеальний вид для вивчення приручення. Рід Canis пропонує найбільше можливостей для вивчення інбредних популяцій, різних порід та диких популяцій. Послідовність собаки і вовка відрізняється на 0,04% в екзонах і на 0,21% в інтронах - незначність різниці підкреслюється тим, що вовків можна схрещувати.

- У людей і собак є низка загальних захворювань, багато з яких характерні для певних порід, що походять з невеликих популяцій, що полегшує ідентифікацію відповідальних генів. Тестування на наркотики проводиться на собаках, а також дослідження генної терапії на собаках.

- Величезна морфологічна різноманітність, особливо за розмірами, є вражаючою особливістю виду. Порівняння геномів різних видів (порівняльна геноміка) дає можливість для детального аналізу регуляції шляхів розвитку. Іноді з цього випливають медичні аспекти: напр. одна мутація впливає на ширину черепа та довжину морди. У людини мутація гомологічного білка викликає синдром Трічер-Коллінза, що впливає на форму голови та обличчя.

- Вивчення різних „характерних” сортів забезпечує спосіб ідентифікації генів, відповідальних за агресивність та пасивність.

Історія собаки

Орден Хижаків у палеоцені, бл. Він еволюціонував 60 мільйонів років тому, перші собакоподібні хижаки з’явилися 40 мільйонів років тому. Близькоспоріднені види: вовк, койот, шакал, лисиця були відокремлені 3-4 мільйони років тому. Домашня собака (Canis familiaris) походить з вовчої лінії. Археологічні сліди одомашнення собаки датуються 14-15 тисячами років тому, але вона, безумовно, була одомашнена раніше, оскільки перші поселенці в Північній Америці, які перетнули Берингову протоку, вже забрали одомашнених собак із собою 20-15 тисяч років тому. Аналіз геному показує, що собака пройшла через дві «горловини пляшок»: по-перше, приблизно 9000 поколінь тому, приблизно 27 000 років тому, під час одомашнення. На другому

30-90 поколінь тому, коли види були розділені (на основі різних досліджень оцінок поділу видів налічується більше, ніж ми навіть побачимо). Кількість сортів варіюється від 300 до 1000 у різних реєстрах, значна частина яких зараз характеризується закритим «генофондом», хоча селекціонери іноді схрещуються з іншими сортами для досягнення бажаних характеристик.

Найдавніші викопні, переважно уривчасті сліди домінування собак становлять приблизно Їх можна датувати 13 000 років тому. На основі аналізу мітохондріальної ДНК породи собак можна розділити на кілька (принаймні 4) кладів (одна група з найближчим можливим спільним предком):

Клада I містить 18 із 26 собачих гаплотипів (визначені комбінації послідовностей), найстарішої та найрізноманітнішої гілки. Його аналіз прийшов до висновку, що або вовк був одомашнений не один раз, або між собаками та вовками відбулося певне змішування. Клада розділена на кілька гілок. Сюди входять, але не обмежуючись цим, динго, співаюча собака Нової Гвінеї, лисий китайський собака та кілька скандинавських порід.

II група містить 1 гаплотип, типовий для двох скандинавських сортів: норвезького ельгунду та Ємтунда. Гаплотип тісно пов'язаний з кількома гаплотипами вовків

A III. клада містить три гаплотипи. Це трапляється, серед інших, у німецької вівчарки, сибірського хаскі та мексиканського голого собаки. Цій кладі приблизно 50 000 років.

A IV. гаплотипи клади 3 ідентичні або дуже схожі на гаплотип вовка, що існує в Румунії та Західній Росії, що передбачає перетин не старше 20 000 років.

Усі дослідження на сьогоднішній день, будь то мтДНК, мікросупутниковий аналіз або аналіз на рівні геному, виступають за максимально близьке споріднення між вовком і собакою.

Подальший аналіз Клади I та, за оцінками, поділ койот-вовк на один мільйон років вимагали 135 000 років для розвитку цього різноманіття. Подальший аналіз мтДНК (який призвів до ще двох кладів) займає стільки ж часу між 11 і 40000 років.

Надзвичайно висока формальність різноманітності порід собак є унікальною для тваринного світу Рисунок 1

2.1. Рисунок - Різноманітність собак унікальна

багатьох людей Ліки

Загальновизнаною є думка, що більшість порід собак є інбродними. На відміну від цього, дисперсія мтДНК висока, хоча час фіксації мутації становить чверть часу фіксації ядерної мутації, тому «справжнє» інбридинг призведе до швидкої втрати дисперсії. Змінність, безумовно, можна простежити за двома причинами: (1) більшість порід є «молодими» і раніше були відібрані з надзвичайно різноманітного стада. (2) Саме для того, щоб уникнути наслідків інбридингу, породистих собак часто схрещували.

Отже, одомашнення собак має генетичне походження, на яке впливали як природний, так і штучний відбір. Знаменитий експеримент срібної лисиці Бєляєва, в якому для поводження та лагідності (з якомога меншим контактом з людьми) було обрано нову поведінку: спостереження людини, облизування рук і навіть їх морфологія змінилася: обвислі вуха, кучерявий хвіст, коротші ноги, відсутність пігментації вони є у всіх одомашнених тварин, як зазначив Дарвін («Жодна домашня тварина не може бути названа, у якої в деяких країнах не повисли вуха»).

До додаткових наслідків належать зменшення розміру черепа та «фемінізація» та педоморфоз, тобто збереження юнацьких ознак у зрілому віці, а також зміна нейроендокринної системи (у приручених лисиць рівень серотоніну підвищений, таким чином агресія гальмується).

Наша спільна еволюція з собакою, нащадком вовка, якого ми боялися і негарно підкупили, колишнього головного хижака в Європі, - це окрема історія.

Варіації геному між сортами

Перший геном, який вважали повним, належав жінці-боксеру, проаналізованій методом рушниці. Геном собак менший, ніж у людини (n = 39; 2,4X10 9 п.н.), частково тому, що він містить менше послідовностей повторень. Послідовності SINE коротші (що не є незначним, враховуючи, що їхні 1 500 000 прикладів становлять 13% людського геному)

На додаток до контрольної послідовності, з 11 сортів було виявлено 2,5 мільйона SNP. З інбредної природи порід випливає, що відмінності між особинами в породі менші: 1SNP/1600 база між двома боксерами, 1SNP/900 база між двома породами.

Інші наслідки близької спорідненості в межах сортів:

- Між сортами різниться більше, ніж у сортах. Враховуючи цілий вид, рівень різноманітності нуклеотидів у собак подібний, як і у людини. Частота різних основ між особами становить 8X10 -4. У кожній породі собак генетична однорідність вища, ніж у популяціях людей.

-Більш довгі блоки гаплотипу. У межах сорту довжина блоків може становити до 100 kb, між різновидами близько 10 kb. Для людини значення становить близько 20 кб.

- Незбалансованість зв'язків може поширюватися на декілька мегабаз в межах різноманітності. Це кілька десятків кб у межах виду.

Порівняно з хромосомами 39 пар собак, 23 парами хромосом людини і 21 парою хромосом мишей, вона складається з 94% збережених синтетичних блоків. 5% геному собак містить функціональні елементи, загальні для мишей та людей, що значно більше, ніж частина, що кодує білок, геному людини. Ці 5% також включають регуляторні уми та структурні РНК, але його високий показник свідчить про те, що рано називати частини невідомої функції "сміттям".

Приручення кукурудзи

Кукурудза - це підвид бур’янів трави теозину, про що свідчать дослідження з ізоферментами та мікросателітами, Zea mays snbsp. Парвіглюміс. Археологічні та молекулярно-біологічні дослідження дозволяють припустити, що теозин був одомашнений 6-9000 років тому. Перші художні зображення кукурудзи - це зображення печери Оахака віком 6250 років.

2.2. Рисунок - Суцвіття теозину та кукурудзи

Штам «кукурудзяного поля» був виявлений студентом коледжу Рафаелем Гусманом у 1978 році, і його відкриття знову виявилося безцінним у епоху досліджень геному (раніше це мало практичне значення завдяки стійкості до вірусів). Існують глибокі морфологічні відмінності між кукурудзою і теозином (див. Макроеволюція).

Що криється в основі глибоких відмінностей?

Дуже допомагає те, що дві форми утворюють родючий гібрид. Г. Бідл (який виграв Нобелівську премію з Татумом за гіпотезу "один ген-один фермент") показав класичними методами, що в змінах була задіяна невелика кількість генів (за оцінками приблизно 5).

Дані про геном можна використовувати для визначення, які гени пройшли селекцію. Відібрані під час одомашнення гени/сегменти втрачають своє генетичне різноманіття. Ситуацію ускладнює велика різноманітність «древньої» популяції теозину. Втрати вузького місця, пов’язаного з одомашненням, оцінюються у 25–30%, що виділяється з більш різноманітного фону.

Порівняння послідовностей дозволяє припустити, що гени приблизно 2-3%, тобто приблизно 1200 генів були предметом відбору під час одомашнення кукурудзи. Багато генів, важливих для морфологічних змін, групуються навколо генів, що відповідає спостереженням Біде.

Деякі гени є регуляторами транскрипції

Одним із важливих генів є tb1 (= розгалужений теосинт 1). Кукурудзяний варіант - це білок

кодування розділу теозину. 30%, тоді як лише 5% 5 'регуляторної області. Рівень експресії варіанту кукурудзи вищий. Алель “кукурудзяного варіанта” присутній у дикому теозині.

Іншим геном, який відрізняється між двома формами, є tga1 (= teozinte glume arhitekture 1). Теозинова версія гена призводить до твердого укладання, тоді як «кукурудзяний алель» зменшує глюме до тонкої мембрани на стику насіння. На подібному рівні експресії лізин обмінюється на аспарагін в алелі “кукурудзи” tga1. Цей алель відсутній у дикому теосіні.

Секвенування ДНК з 4400-річних пробірок показало, що «сучасні» алелі були принаймні на місці та досліджуваних генах.

Однак аналіз пробірок, знайдених у Нью-Мексико, далеко від центру вирощування, показав, що виділення було (не скрізь) ідеальним: вони також виявили специфічний для теозину алель для деяких генів.