Genetisch verschil tussen mensen en chimpansees

De belangrijkste genetische verschil tussen mensen en chimpansees is dat mensen hebben 23 paren chromosomen terwijl chimpansees 24 paren chromosomen in hun genomen hebben. Twee voorouderlijke chromosoomparen fuseren aan hun telomeren om tijdens de evolutie het menselijke chromosoom 2 te vormen.

Mensen en chimpansees zijn twee soorten die nauw verwant zijn aan elkaar. Mensen en chimpansees hebben 1,2% niet-coderend DNA-verschil in hun genomen dat verantwoordelijk is voor alle niet-overeenkomende kenmerken van mensen en chimpansees.

Key Areas Covered

1. Wat is het menselijk genoom
- Definitie, genetische feiten
2. Wat is het Chimpansee Genoom
- Definitie, genetische feiten
3. Wat zijn de genetische overeenkomsten tussen mensen en chimpansees
- Overzicht van gemeenschappelijke functies
4. Wat is het genetische verschil tussen mensen en chimpansees
- Vergelijking van belangrijke verschillen

Sleutelbegrippen: Chimpansee-genoom, menselijk genoom, aantal chromosomen, grootte

Wat is menselijk genoom

Het menselijk genoom is de verzameling van menselijk DNA. Menselijke genetica concentreert zich op de nucleotidesequentie van het menselijke DNA dat wordt onthuld door de Menselijk genoom project (HGP) voltooid op 14 april 2003. Mensen zijn de meest ontwikkelde leden van de primaat van de zoogdierorde. Mensen, gorilla's, chimpansees, bonobo's en orang-oetans zijn naaste familieleden die gezamenlijk de grote apen worden genoemd. Homo sapiens is de wetenschappelijke naam van de mens. Het menselijk genoom bevat meer dan 3 miljard basenparen georganiseerd in 46 chromosomen: 22 autosomale en twee geslachtschromosomen. <2% of the human genome contains coding DNA transcribed into mRNA. About 20,000 protein-coding genes are present in the human genome. 98% of it is noncoding DNA, which includes genes coded for tRNA and rRNA, pseudogenes, introns, UTR (untranslated regions of mRNA), regulatory DNA, repetitive DNA, and mobile elements. Though chimpanzees are one of the closest relatives of humans, chimpanzee genome contains 24 paired chromosomes. The human chromosome 2 is the result of the fusion of the ends of ancestral chromosome 2A and 2B. Additional 150,000 bp sequence presents at the site of fusion. Shown in Figuur 1 is het menselijke chromosoom 2 en de aanvullende sequentie. De extra gekoppelde genen kunnen kopiëren van de p einde van het chromosoom 9.

Figuur 1: Menselijk chromosoom 2

Er zijn zes chromosomale gebieden in het menselijk genoom die in de afgelopen 250.000 jaar een sterke en gecoördineerde selectie hebben ondergaan. Interessant is dat ten minste één allelmaker die uniek is voor de menselijke afstamming aanwezig is in elk van de bovengenoemde regio's. FOXP2-gen en CFTR-gen zijn dergelijke markers.

Wat is Chimpanzee Genome

Chimpansee-genoom is de volledige DNA-sequentie van de chimpansee. Chimps-genetica concentreert zich ook op de nucleotidesequentie van het chimpanzee-genoom met betrekking tot het menselijk genoom. De Chimpansee genoom project gestart in december 2003, net na de voltooiing van de HGP. 98% van de sequentie van het genoom van mens en chimpansee is vergelijkbaar. Ook zijn de chromosomen van mens en chimpansee vergelijkbaar.

Figuur 2: Menselijke en chimp-chromosomen

Afgezien daarvan zijn hieronder enkele andere genetische verschillen tussen menselijk en chimp-genoom benadrukt.

Chromosoom-segmentinversies op menselijke chromosomen 1, 4, 5, 9, 12, 15, 16, 17 en 18 verschillen van chimpansees.
Vergelijkbare DNA-sequenties zijn vijf keer verkeerd samengesteld in het chimpanzee-genoom.
De genen die betrokken zijn bij de ontwikkeling van spraak zoals de FOXP2-transcriptiefactor en de genen voor het horen van chimpansees verschillen van mensen.
Menselijke en chimpanseehomologe eiwitten verschillen in gemiddeld 2 aminozuren.
Genduplicaties of -deleties zijn de belangrijkste gebeurtenissen die het verschil maken tussen menselijke en chimp-genomen.
Ongeveer 600 genen hebben een sterke selectie ondergaan in de menselijke afstamming. Veel van deze genen hebben een immunologische functie.
Ongeveer 50% verandering is er in een set van 348 transcriptiefactorgenen tussen mensen en chimpansees.

Bovendien verschillen de hiaten van de genomen in de buurt van de sleutelgenen van elkaar in menselijke en chimp-genomen. Deze hiaten veranderen de expressie van nabijgelegen genen op verschillende wijzen. De invoeging of verwijdering van junk-DNA-sequenties die de retrotransposons worden genoemd, creëren deze hiaten.

Genetische overeenkomsten tussen mensen en chimpansees

De grootte van het menselijk en chimpansee genoom is vergelijkbaar.
Genoomsequenties van mensen en chimpansees zijn 98,8% vergelijkbaar.
Menselijke en chimpansee-chromosomen lijken erg op elkaar.
De gemiddelde divergentie van chromosomen is vergelijkbaar.
Verder zijn ook de gemiddelde divergenties van niet-polymorfe sites en CpG-sites vergelijkbaar.
Het aantal nucleotide-substituties is 35 miljoen.
Ook is het aantal invoegingen en verwijderingen 5 miljoen. Het totale aantal inserties en deleties is 90 Mb.
Nucleotide divergentie van de mitochondriale genomen is vergelijkbaar.
Kan 66% genduplicaties in beide genomen vinden.
29% van de orthologe eiwitten van mens en chimpansee zijn vergelijkbaar.

Genetisch verschil tussen mensen en chimpansees

Definitie

Menselijk genoom: Menselijk genoom is de verzameling van menselijk DNA

Chimp Genoom: Chimpansee-genoom is de volledige DNA-sequentie van de chimpansee

Aantal homologe chromosoomparen

Menselijk genoom: 23

Chimp Genoom: 24

Unieke duplicaties

Menselijk genoom: 88 genen

Chimp Genoom: 94 genen

Conclusie

Het menselijk genoom bevat 46 chromosomen terwijl het chimp-genoom 48 chromosomen bevat. De voorouderlijke 2A- en 2B-chromosomen versmelt samen tot het menselijke chromosoom 2. Daarom is het belangrijkste genetische verschil tussen mensen en chimpansees het aantal chromosomen.

Referentie:

1. "Chimpansee genoom versus menselijk genoom." MetaPrimate.com, hier beschikbaar
2. "Chimpanzee Genome Project." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 25 mei 2018, hier beschikbaar

Afbeelding met dank aan:

1. "Chromosome2Insert" door JWSchmidt op de Engelse taal Wikipedia (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. "Humanchimpchromosomes" door JWSchmidt op de Engelse taal Wikipedia (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia

Wetenschap