Пређи на садржај

Археогенетика

С Википедије, слободне енциклопедије

Археогенетика је студија древне ДНК користећи разне молекулско генетичке методе и ДНК ресурсе. Ова форма генетичке анализе се може применити на људске, животињске и биљне узорке. Древна ДНК се може екстраховати из разних фосилизованих узорака укључујући кости, љуске јаја, и вештачки презервирана ткива у људским и животињским узорцима. Из биљки, древна ДНК се може екстраховати из семена, ткива, и у неким случајевима, измета. Археогенетика пружа генетичку евиденцију о миграцији древних популационих група,[1] доместикационим догађајима, и еволуцији биљки и животиња.[2] Упоређивање древне ДНК са ДНК релативно модерних генетичких популација омогућава истраживачима да врше популационе студије које пружају комплетнију анализу кад је древна ДНК оштећена.[3]

Археогенетика је добила своје име од грчке речи arkhaios, са значењем „древан”, и термина генетика са значењем „студија наследства”.[4] Термин археогенетика је сковао археолог Колин Ренфру.[5] Ово подручје обухвата поступке као што су:

Историја

[уреди | уреди извор]

Археогенетика има корене у студијама људских крвних група и реализацији истраживања на темељу класичних генетичких маркера који пружају информације о односима између изворних језика и етничког групирања. Рани радови на овом пољу укључују доприносе које су остварили Лудвик Хиршфелд,[6] Вилијам Бојд и Артур Моурант. Од 1960-их па надаље, Лука Кавали-Сфорца користи класичне генетичке маркере да испита праисторију становника Еуропе, што је кулминирало у објављивањем књиге „Историја и географија људских гена” (-{Тхе Хисторy анд Геограпхy оф Хуман Генес), 1994. године.

Од тада је анализирана генетичка историја свих главних домаћих биљака и животиња: пшеница, рижа, кукуруз), говеда, козе, свиње, коњи). Модели за одређивање старости и биогеографског лоцирања њиховог припитомљавања и накнадног узгоја засновани су углавном на анализи варијација митохондријске ДНК, иако се данас употребљавају и други маркери за допуњавања генетичког наратива (на пример у Y хромозому за описивање историје сродничких веза по мушкој линији).

Исти израз такође је користио и Антонио Аморим (1999.) и дефинисао као: добијање и тумачења [генетичких] доказа људске историје. Сличан концепт (чак у амбициознијем облику, као што је индукована рекреација, извођењем закључака о изумрлим стањима) развили су, још пре ДНК доба, Лајнус Полинг и Емил Зукеркандл (1963). Археогенетика може да баци светло на порекло и географско ширење праисторијских језика,[7] као и да помогне археолозима у одговарању на питања везана за утицај раста популација, на археолошке записе.

У недавној студији, резултати испитивања мтДНК модерних популација Јужне и Источне Азије и океаније пронађени су докази о великој експанзији раста популација пре појаве микролитних технологија. Молекуларни сат је кориштен за мерење скокова у расту популација пре 38-28 хиљада година. Ширење микролитне технологије следило је убрзо након периода од пре 35-30 хиљада година до холоцена. Иако студије као што је ова не могу да понуде једноставно објашњење утицаја микролитне технологије, оне отварају археологији прозор у прошлост, која је иначе недоступна.[8]

Методи

[уреди | уреди извор]

Презервација фосилне ДНК

[уреди | уреди извор]

Откривање фосила започиње са избором места ископавања. Потенцијална места ескавације се обично идентификују користећи минералогију локације и визуалну детекцију костију у датој области. Међутим, постоји мноштво начина да се открију ескавационе зоне користећи технологије као што пољска портабилна рендгенска флуоресценција[9] и густа стерео реконструкција.[10] При томе се користе алати као што су ножеви, четке, и шиљате мистрије, који помажу при вађењу фосила из земљишта.[11]

Да би се избегла контаминација древне ДНК, узорцима се рукује са рукавицама и они се складиште на -20 °Ц непосредно након вађења из земље. Осигуравањем да се узорак фосила анализира у лабораторији која се не коришти за друге анализе ДНК може се спречити даља контаминација.[11][12] Кости се уситњавају до праха и третирају са раствором пре примена процеса реакција ланчане полимеризације (ПЦР).[12] Узорци за ДНК појачавање не морају нужно да буду фосилне кости. Презервирана кожа, помоћу соли или осушена на ваздуху, исто тако се може у појединим ситуацијама користити.[13]

Очување ДНК је тешко оствариво јер се коштаном фосилизацијом она деградира и хемијски модификује, обично посредством бактерија и гљивица у земљишту. Најбоље време за издвајање ДНК из фосила је када је свеже извађен из земље, јер садржи шест пута више ДНК у односу на ускладиштене кости. Температура места екстракције такође утиче на количину ДНК која се може добити, што се очитује смањењем стопе успешности амплификације ДНК ако се фосил налази у топлијим регионима. Драстична промена фосилног окружења такође утиче на очување ДНК. Будући да ископавање изазива наглу промену окружења фосила, то може да доведе физиохемијске промене ДНК молекула. Штавише, на ДНК презервацију исто тако утиче них других фактора као што је третман ископаног фосила (е.г. прање, четкање и сушење на сунцу), пХ, озрачивање, хемијска композиција костију и земљишта, и хидрологија. Постоје три презервационе дијагенетске фазе. Прва фаза је бактеријско труљење, за које се процењује да узрокује 15-струку деградацију ДНК. Фаза 2 обухвата хемијску деградацију костију, углавном путем депуринације. Трећа дијагенетичка фаза се јавља након ескавације и складиштења фосила, при чему долази до убрзане деградације коштане ДНК.[12]

Методи екстракције ДНК

[уреди | уреди извор]

Када се узорци сакупе са археолошког налазишта, ДНК се може екстраховати користећи низ процеса.[14] Једна од најчешћих метода користи силицијум диоксид и предности полимеразних ланчаних реакција за прикупљање древне ДНК из узорака костију.[15]

Постоји неколико изазова који доприносе тешкоћама приликом покушаја да се из фосила екстрахује древна ДНК и припреми за анализу. ДНК се непрестано кида. Док је организам жив, ова кидања се поправљају; међутим, када једном организам умре, ДНК почиње да пропада без поправке. Ово доводи до тога да узорци имају ланце ДНК дужине од око 100 базних парова. Контаминација је још један значајан изазов у више корака током процеса. Често је у оригиналном узорку присутна друга ДНК, као што је бактеријска ДНК. Да би се избегла контаминација, неопходно је предузети многе мере предострожности, као што су одвојени вентилациони системи и радни простори за радове екстракције древне ДНК.[16] Најбољи узорци за анализу су свежи фосили, јер несмотрено прање може да доведе до раста плесни.[14] ДНК која потиче из фосила исто тако повремено садржи једињења која инхибирају ДНК репликацију.[17] Постизање консензуса о томе које методе су најбоље за ублажавање изазова такође је тешко оствариво услед недостатка поновљивости, што је узроковано јединственошћу узорака.[16]

Референце

[уреди | уреди извор]
  1. ^ Соарес, Педро; Ацхилли, Алессандро; Семино, Орнелла; Давиес, Wиллиам; Мацаулаy, Винцент; Банделт, Ханс-Јüрген; Торрони, Антонио; Рицхардс, Мартин Б. (23. 2. 2010). „Тхе Арцхаеогенетицс оф Еуропе”. Цуррент Биологy (на језику: енглески). 20 (4): Р174—83. ИССН 0960-9822. ПМИД 20178764. дои:10.1016/ј.цуб.2009.11.054. 
  2. ^ Боуwман, Абигаил; Рüхли, Франк (2016). „Арцхаеогенетицс ин еволутионарy медицине”. Јоурнал оф Молецулар Медицине. 94 (9): 971—77. ПМИД 27289479. дои:10.1007/с00109-016-1438-8. 
  3. ^ Цсáкyовá, Вероника; Сзéцсéнyи-Нагy, Анна; Цсőсз, Аранка; Нагy, Мелинда; Фусек, Габриел; Лангó, Пéтер; Бауер, Мирослав; Менде, Балáзс Гусзтáв; Маковицкý, Павол (10. 3. 2016). „Матернал Генетиц Цомпоситион оф а Медиевал Популатион фром а Хунгариан-Славиц Цонтацт Зоне ин Централ Еуропе”. ПЛоС ОНЕ. 11 (3): е0151206. Бибцоде:2016ПЛоСО..1151206Ц. ИССН 1932-6203. ПМЦ 4786151 Слободан приступ. ПМИД 26963389. дои:10.1371/јоурнал.поне.0151206. 
  4. ^ „Онлине Етyмологy Дицтионарy”. www.етyмонлине.цом (на језику: енглески). Приступљено 8. 8. 2017. 
  5. ^ Сокал, Роберт Р. (јул 2001). „Арцхаеогенетицс: ДНА анд тхе Популатион Прехисторy оф Еуропе.”. Америцан Јоурнал оф Хуман Генетицс. 69 (1): 243—44. ИССН 0002-9297. ПМЦ 1226043 Слободан приступ. дои:10.1086/321274. 
  6. ^ Стеффен, Катрин (2013). „Еxпертс анд тхе Модернизатион оф тхе Натион: Тхе Арена оф Публиц Хеалтх ин Поланд ин тхе Фирст Халф оф тхе Тwентиетх Центурy”. Јахрбüцхер фüр Гесцхицхте Остеуропас. 61 (4): 574—90. ЈСТОР 43819610. 
  7. ^ Форстер & Ренфреw 2006; Граy & Аткинсон 2003, стр. 435–439.
  8. ^ Петраглиа 2009, стр. 12261–12266.
  9. ^ Цохен, Давид Р.; Цохен, Емма Ј.; Грахам, Иан Т.; Соарес, Георгиа Г.; Ханд, Сузанне Ј.; Арцхер, Мицхаел (октобар 2017). „Геоцхемицал еxплоратион фор вертебрате фоссилс усинг фиелд портабле XРФ”. Јоурнал оф Геоцхемицал Еxплоратион. 181: 1—9. дои:10.1016/ј.геxпло.2017.06.012. 
  10. ^ Цаллиери, Марцо; Делл'Унто, Ницоло; Деллепиане, Маттео; Сцопигно, Роберто; Сöдерберг, Бенгт; Ларссон, Ларс (2011). Доцументатион анд Интерпретатион оф ан Арцхеологицал Еxцаватион: ан еxпериенце wитх Денсе Стерео Рецонструцтион тоолс. [Хост публицатион титле миссинг]. Еурограпхицс Ассоциатион. стр. 33—40. ИСБН 978-3905674347. 
  11. ^ а б Бротхwелл, Дон Р. (1981). Диггинг Уп Бонес: Тхе Еxцаватион, Треатмент, анд Студy оф Хуман Скелетал Ремаинс. Цорнелл Университy Пресс. стр. 2-3. ИСБН 978-0801498756. 
  12. ^ а б в Сцхолз, Мицхаел; Бацхманн, Лутз; Ницхолсон, Граеме Ј.; Бацхманн, Јутта; Гиддингс, Иан; Рüсцхофф-Тхале, Барбара; Цзарнетзки, Алфред; Пусцх, Царстен M. (1. 6. 2000). „Геномиц Дифферентиатион оф Неандертхалс анд Анатомицаллy Модерн Ман Аллоwс а Фоссил–ДНА-Басед Цлассифицатион оф Морпхологицаллy Индистингуисхабле Хоминид Бонес”. Тхе Америцан Јоурнал оф Хуман Генетицс. 66 (6): 1927—32. ПМЦ 1378053 Слободан приступ. ПМИД 10788336. дои:10.1086/302949. 
  13. ^ Yанг, Х.; Голенберг, Е.M.; Схосхани, Ј. (јун 1997). „Пробосцидеан ДНА фром мусеум анд фоссил специменс: ан ассессмент оф анциент ДНА еxтрацтион анд амплифицатион тецхниqуес”. Биоцхемицал Генетицс. 35 (5–6): 165—79. ИССН 0006-2928. ПМИД 9332711. дои:10.1023/А:1021902125382. хдл:2027.42/44162. 
  14. ^ а б Хагелберг, Ерика; Цлегг, Ј.Б. (22. 4. 1991). „Исолатион анд Цхарацтеризатион оф ДНА фром Арцхаеологицал Боне”. Процеедингс оф тхе Роyал Социетy оф Лондон Б: Биологицал Сциенцес (на језику: енглески). 244 (1309): 45—50. ИССН 0962-8452. ПМИД 1677195. дои:10.1098/рспб.1991.0049. 
  15. ^ Рохланд, Надин; Хофреитер, Мицхаел (јул 2007). „Анциент ДНА еxтрацтион фром бонес анд теетх”. Натуре Протоцолс (на језику: енглески). 2 (7): 1756—62. ИССН 1754-2189. ПМИД 17641642. дои:10.1038/нпрот.2007.247. 
  16. ^ а б Хандт, О.; Хöсс, M.; Крингс, M.; Пääбо, С. (1. 6. 1994). „Анциент ДНА: Метходологицал цхалленгес”. Еxпериентиа (на језику: енглески). 50 (6): 524—529. ИССН 0014-4754. дои:10.1007/БФ01921720. 
  17. ^ Хöсс, M; Пääбо, С (11. 8. 1993). „ДНА еxтрацтион фром Плеистоцене бонес бy а силица-басед пурифицатион метход.”. Нуцлеиц Ацидс Ресеарцх. 21 (16): 3913—3914. ИССН 0305-1048. ПМЦ 309938 Слободан приступ. ПМИД 8396242. дои:10.1093/нар/21.16.3913. 

Литература

[уреди | уреди извор]

Спољашње везе

[уреди | уреди извор]
Археогенетика на Викимедијиној остави.
Преузето из „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Arheogenetika&oldid=27675405”