An undergraduate from Wisconsin
November 16, 2004
Auf der Ebene der Gene sind Schimpansen und Menschen zu über 98% gleich. Schimpansen und Menschen haben eine unterschiedliche Anzahl von Chromosomen, aber weil sie sich so ähnlich sind, haben sie wahrscheinlich ungefähr die gleiche Anzahl von Genen. Tatsächlich zeigt ein genauer Blick auf Schimpansen- und Menschenchromosomen (siehe unten), dass eines der menschlichen Chromosomen in Wirklichkeit aus 2 der Schimpansenchromosomen besteht (oder umgekehrt).
In Bezug auf das Y-Chromosom sind die menschlichen Y-Chromosomen etwas größer als die der Schimpansen. Allerdings sind die Y-Chromosomen bei beiden Spezies sehr klein. Da das Y-Chromosom so gut wie nur Anweisungen für die Herstellung von Männchen trägt, haben Menschen und Schimpansen wahrscheinlich auch ungefähr die gleiche Anzahl an kritischen männlichen Genen.
All dies bringt einen interessanten Punkt über Chromosomen hervor. Es gibt oft keine Beziehung zwischen der Anzahl der Chromosomen und der Anzahl der Gene. Zum Beispiel haben wir 46 Chromosomen, während der einfache Goldfisch 94 und der Tukan 106 hat!
Warum es nicht unbedingt einen Zusammenhang zwischen der Anzahl der Gene und der Anzahl der Chromosomen gibt, wird deutlich, wenn wir den Fall des menschlichen Schimpansen betrachten. Sie haben nur deshalb eine andere Chromosomenzahl, weil eines der menschlichen Chromosomen im Wesentlichen dasselbe ist wie zwei Schimpansen-Chromosomen.
Schimpansen und Menschen hatten anfangs genau dieselben Chromosomen. Dann, vor etwa 5 Millionen Jahren, begannen die beiden in der Evolution auseinander zu driften. In dieser Zeit veränderten sich ihre Genome. Einige Abschnitte gingen verloren, einige kamen hinzu, andere wurden kopiert.
Chromosomen können auch miteinander verschmolzen werden oder auseinanderbrechen. Das menschliche Chromosom 2 ähnelt den zwei kleineren Chromosomen bei Schimpansen. Das menschliche Chromosom 2 könnte eine Kombination aus den beiden Schimpansen-Chromosomen sein, oder es könnte bei Schimpansen in zwei Teile zerbrochen sein. So oder so würde dies erklären, warum Schimpansen zwei Chromosomen mehr haben als Menschen.
All dies spricht dafür, dass Schimpansen und Menschen die gleiche Anzahl von Genen haben. Tatsächlich unterscheiden sich die Abschnitte der beiden Genome, die für Gene kodieren, nur um 1,2 % – sie sind zu 98,8 % identisch!
Was also macht Menschen und Schimpansen so unterschiedlich? Genetiker glauben, dass die Antwort in den Abschnitten des Genoms liegt, die nicht für Gene kodieren. Diese Abschnitte steuern die Aktivität der Gene im Genom.
Erinnern Sie sich, Gene geben Anweisungen für die Herstellung von Proteinen, und diese Proteine scheinen bei den beiden Arten sehr ähnlich zu sein. Es scheint, dass die Unterschiede darin liegen, wie viel, wann und in welchen Teilen des Körpers all diese Proteine hergestellt werden. Tatsächlich kodieren nur 3 % des Genoms für Proteine. Das bedeutet, dass bis zu 97% des Genoms die Zeit, die Menge und den Ort der Proteinbildung steuern könnten.
Zum Beispiel haben Forscher gezeigt, dass es große Unterschiede in der Menge der Proteine gibt, die im Gehirn von Menschen und Schimpansen gebildet werden, im Vergleich zu Leber oder Herz. Diese Proteine sind sehr ähnlich, aber die Unterschiede in der Proteinmenge, die im Gehirn gebildet wird, könnte die Antwort darauf sein, was Menschen und Schimpansen so unterschiedlich macht.
Wie Sie sehen können, kann man viel über den Menschen lernen, wenn man ihn mit anderen Tieren vergleicht. Als das Humangenomprojekt vor Jahren begann, dachten Wissenschaftler, dass die großen Unterschiede zwischen den Arten in ihren Genen liegen würden.
Jetzt sieht es so aus, als ob die DNA außerhalb der Gene eine größere Rolle spielen könnte, zumindest bei eng verwandten Arten wie Menschen und Schimpansen. Wissenschaftler hoffen, dass die vergleichende Genomik schließlich zu einem besseren Verständnis von menschlichen Krankheiten, der Evolution und der Populationsgenetik führen wird. Solange wir also weiterhin Fragen wie die Ihre stellen, wird die Wissenschaft der vergleichenden Genomik weiterhin ein wertvolles Lernwerkzeug sein.
Bei Flo Pauli, Stanford University