Пәлеогенетика: қазба қалдықтарынан алынған генетикалық материал арқылы өткенді зерттеу. ДНК тізбектерін анықтау, жоғалып кеткен түрлер туралы ақпарат алу.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Палеогенетика – ежелгі организмдердің қалдықтарынан сақталған генетикалық материалды зерттеу арқылы өткенді зерттеу ғылымы. Эмиль Цукеркандль мен Линус Полинг бұл терминді 1963 жылы, ДНҚ тізбектелуге дейін, өткен организмдердің сәйкес полипептидтік тізбектерін қайта құру мүмкіндігіне сілтеме жасай отырып енгізді. Өліп кеткен квагганың мұражайдағы үлгісінен оқшауланған ежелгі ДНҚ-ның алғашқы тізбегі 1984 жылы Аллан Уилсон басқарыған команда жариялады. Палеогенетиктер нақты организмдерді қайта жаратпайды, әр түрлі талдау әдістерін қолдана отырып, ежелгі ДНҚ тізбектерін жинастырады. Қазбалар – "өліп кеткен түрлердің және эволюциялық оқиғалардың жалғыз тікелей куәгерлері" және осы қазбалардың ішінде ДНҚ табу осы түрлер туралы, мүмкін, олардың барлық физиологиясы мен анатомиясы туралы зор ақпаратты ашады. Бүгінгі күнге дейін ең көне ДНҚ тізбегі 2021 жылдың ақпан айында бір миллион жылдан астам уақыт бойы мұздауда сақталған Сибір мамонтының тісінен табылды.
Paleogenetics is the study of the past through the examination of preserved genetic material from the remains of ancient organisms. Emile Zuckerkandl and Linus Pauling introduced the term in 1963, long before the sequencing of DNA, in reference to the possible reconstruction of the corresponding polypeptide sequences of past organisms. The first sequence of ancient DNA, isolated from a museum specimen of the extinct quagga, was published in 1984 by a team led by Allan Wilson. Paleogeneticists do not recreate actual organisms, but piece together ancient DNA sequences using various analytical methods. Fossils are "the only direct witnesses of extinct species and of evolutionary events" and finding DNA within those fossils exposes tremendously more information about these species, potentially their entire physiology and anatomy. The most ancient DNA sequence to date was reported in February 2021, from the tooth of a Siberian mammoth frozen for over a million years.
Эволюция
ДНҚ-ның (және одан туындаған белок полипептидтік тізбектер) бойымен ұқсас тізбектер жиі кездеседі. Бұл ұқсастық тікелей ДНҚ (организмнің генетикалық материалы) реттілігімен байланысты. Бұл ретсіздікке байланысты болуының ықтимал еместігі және табиғи іріктеу арқылы конвергенцияға байланыстыруға тым ұзақ уақыт болғандықтан, осы ұқсастықтар ортақ гендері бар ортақ ата-тектің болуымен сенімді түрде байланыстырылуы мүмкін. Бұл түрлер арасында ДНҚ тізбектерін салыстыруға мүмкіндік береді. Ежелгі генетикалық тізбекті кейінгі немесе қазіргі заманғы тізбектермен салыстыру арқылы ата-тектік байланыстарды анықтауға болады, ал екі қазіргі заманғы генетикалық тізбекті салыстыру олардың соңғы ортақ ата-тегінен бері өткен уақытты, қателік шегінде анықтауға мүмкіндік береді. Зерттеулер көрсеткендей, неандертальдық адам Homo sapiens-тің ең жақын туысы болды, бірақ оның әулеті 30 000 жыл бұрын жойылды. Неандертальдық геном анатомиялық жағынан қазіргі заманғы адамдардың геномдық вариациясы шегінде, бірақ осы вариация шегінің шетінде екені көрсетілді. Палеогенетикалық талдау сонымен қатар неандертальдықтардың шимпанзелермен гомо сапиенстерге қарағанда сәл көбірек ДНҚ-ны ортақтасқанын көрсетті.
Similar sequences are often found along DNA (and the derived protein polypeptide chains) in different species. This similarity is directly linked to the sequence of the DNA (the genetic material of the organism). Due to the improbability of this being random chance, and its consistency too long to be attributed to convergence by natural selection, these similarities can be plausibly linked to the existence of a common ancestor with common genes. This allows DNA sequences to be compared between species. Comparing an ancient genetic sequence to later or modern ones can be used to determine ancestral relations, while comparing two modern genetic sequences can determine, within error, the time since their last common ancestor. It showed that Homo neanderthalensis was the closest living relative of Homo sapiens, until the former lineage died out 30,000 years ago. The Neanderthal genome was shown to be within the range of variation of those of anatomically modern humans, although at the far periphery of that range of variation. Paleogenetic analysis also suggests that Neanderthals shared slightly more DNA with chimpanzees than homo sapiens.
Мәдениеттің дамуы
ДНК-ға қарап өткен адамдардың өмір салтын түсінуге болады. Неандертальдықтардың ДНК-сы олардың шағын уақытша қауымдастықтарда өмір сүргенін көрсетеді. Өтзи шамамен б.з.д. 3300 жылы қайтыс болды, ал оның қалдықтары 1990 жылдардың басында Шығыс Альп тауларында мұздап қалған күйінде табылған. Оның генетикалық материалы 2010 жылдары зерттелді. Бұл өлі тіндердегі ДНК-ның биотикалық және абиотикалық ыдырау арқасында болады. ДНК-ның сақталуы температура, ылғалдылық, оттегі және күн сәулесі сияқты бірқатар қоршаған орта факторларына байланысты. Жоғары температура мен ылғалдылыққа ие аймақтардағы қалдықтарда, әдетте, мәңгілік тоң немесе үңгірлердегіге қарағанда ДНК жақсы сақталмайды, онда қалдықтар бірнеше жүз мың жыл бойы суық және оттегі аз жағдайда сақталуы мүмкін. Сонымен қатар, ДНК материалды қазудан кейін тез ыдырайды, ал жаңадан қазылған сүйекте сақталған генетикалық материалдың болу ықтималдығы жоғары. Қазудан кейін сүйек заманауи ДНК-мен (мысалы, теріге тию немесе зарарсыздандырылмаған құралдар арқылы) ластануы мүмкін, бұл қате нәтижелерге әкелуі мүмкін.
Looking at DNA can give insight into lifestyles of people of the past. Neandertal DNA shows that they lived in small temporary communities. Ötzi died around 3,300 B. C., and his remains were discovered frozen in the Eastern Alps in the early 1990s, and his genetic material was analyzed in the 2010s. This is due to the degradation of DNA in dead tissue by biotic and abiotic decay. DNA preservation depends on a number of environmental characteristics, including temperature, humidity, oxygen and sunlight. Remains from regions with high heat and humidity typically contain less intact DNA than those from permafrost or caves, where remains may persist in cold, low oxygen conditions for several hundred thousand years. In addition, DNA degrades much more quickly following excavation of materials, and freshly excavated bone has a much higher chance of containing viable genetic material. After excavation, bone may also become contaminated with modern DNA (i. e. from contact with skin or unsterilized tools), which can create false positive results.