У кого геном больше? Как известно, одни существа имеют более сложное строение, чем другие, а раз все записано в ДНК, то и это тоже должно быть отражено в ее коде. Получается, человек с его развитой речью обязан быть сложнее маленького круглого червяка. Однако если сравнить нас с червяком по количеству генов, получится примерно то же самое: 20 тысяч генов Caenorhabditis elegans против 20-25 тысяч Homo sapiens.
Приблизительные размеры геномов разных организмов (в парах оснований)Еще более обидными для "венца земных созданий" и "царя природы" являются сравнения с рисом и кукурузой — 50 тысяч генов по отношению к человеческим 25.
Впрочем, может, мы не то считаем? Гены — это "коробочки", в которые упакованы нуклеотиды — "буквы" генома. Может, посчитать их? У человека 3,2 миллиарда пар нуклеотидов. А вот японский вороний глаз (Paris japonica) — красивое растение с белыми цветами — имеет в своем геноме 150 миллиардов пар оснований. Получается, что человек должен быть устроен в 50 раз проще какого-то цветка.
Растение Paris japonica А двоякодышащая рыба протоптер (двоякодышащая — обладающая как жаберным, так и легочным дыханием), получается, в 40 раз сложнее, чем человек. Может, все рыбы почему-то сложнее, чем люди? Нет. Ядовитая рыба фугу, из которой японцы готовят деликатес, имеет геном в восемь раз меньше, чем у человека, и в 330 раз меньше, чем у двоякодышащей рыбы протоптер.
Остается посчитать хромосомы — но это еще сильнее запутывает картину. Как может человек по количеству хромосом быть равным ясеню, а шимпанзе — таракану?
С этими парадоксами эволюционные биологи и генетики столкнулись давным-давно. Они были вынуждены признать, что размер генома, в чем бы мы его ни пытались посчитать, поразительно не связан со сложностью устройства организмов. Этот парадокс назвали "загадкой значений С", где С — это количество ДНК в клетке (C-value paradoх, точный перевод — "парадокс величины генома"). И все-таки какие-то корреляции между видами и царствами существуют.
Ясно, например, что эукариоты (живые организмы, клетки которых содержат ядро) имеют в среднем геномы больше, чем прокариоты (живые организмы, клетки которых не содержат ядро). Позвоночные животные имеют в среднем геномы больше, чем беспозвоночные. Однако тут есть исключения, которые никто пока не смог объяснить.
Количество хромосом у разных видов животных и растенийБыли предположения, что размер генома связан с продолжительностью жизненного цикла организма. Некоторые ученые утверждали на примере растений, что многолетние виды имеют более крупные геномы, чем однолетние, причем обычно с разницей в несколько раз. А самые маленькие геномы принадлежат растениям-эфемерам, которые проходят полный цикл от рождения до смерти в течение нескольких недель. Этот вопрос сейчас активно обсуждается в научных кругах.
Поясняет ведущий научный сотрудник Института общей генетики им. Н. И. Вавилова Российской академии наук, профессор Техасского агромеханического университета и Гёттингенского университета Константин Крутовский: "Размер генома не связан с продолжительностью жизненного цикла организма! Например, есть виды внутри одного рода, которые имеют одинаковый размер генома, но могут различаться по продолжительности жизни в десятки, если не сотни раз. В целом есть связь размера генома с эволюционной продвинутостью и сложностью организации, но со множеством исключений. В основном размер генома связан с плоидностью (копийностью) генома (причем полиплоиды встречаются и у растений, и у животных) и количеством высокоповторяющейся ДНК (простые и сложные повторы, транспозоны и другие мобильные элементы)".
Есть также ученые, которые придерживаются другой точки зрения на этот вопрос.
Комментирует Андрей Синюшин, кандидат биологических наук, доцент кафедры генетики биологического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова:
"Есть впечатление, что размер генома хотя и влияет на некоторые показатели организма, не решает ничего однозначно. Иначе "парадокс величины генома" и не был бы парадоксом. Рост и развитие организма связаны с делением клеток. Каждому делению клетки предшествует удвоение ДНК — копирование всех ее "букв" — нуклеотидов. Поэтому логика проста: чем больше у клетки ДНК (независимо от ее содержания), тем медленнее будет делиться такая клетка и происходить рост организма, состоящего из таких клеток.
Однозначно сказать, что растения с большим геномом будут многолетними, а с маленьким — однолетними, нельзя. Есть ощущение, что в ходе эволюции разные группы растений решили эту проблему по-разному. Кому-то оказалось проще, имея большой геном, пойти у него на поводу и медленно расти, достигая способности размножаться лишь через много лет. Однако другие растения с большим количеством ДНК, кажется, предпочли сформировать небольшой по размерам организм и поскорее перейти к размножению, чтобы уложиться в один сезон. Например, у огромного и разнообразного семейства бобовых древесные виды имеют сравнительно небольшие геномы. Самое большое количество ДНК среди известных нам бобовых имеют однолетние (например, горох и бобы) и многолетние (типа мышиного горошка) травы. Кстати, медленно растущее многолетнее корневище (или клубень, луковица) и небольшая цветущая надземная часть, которая отмирает осенью, — пожалуй, наиболее экономное решение. Таковы растения с самыми крупными геномами — вороний глаз (парис) японский, рябчик и другие".
Специалисты ботанического сада Kew Gardens обнародовали результаты прочтения ДНК цветка вороньего глаза японского (Paris japonica). В процессе исследования выяснилось, что растение обладает геномом, который в 50 раз длиннее человеческого.
Небольшое 30-сантиметровое растение обладает ДНК длиной более 90 метров (фото Neil Roger/Flickr.com)149 миллиардов пар оснований – таков новый мировой рекорд протяжённости ДНК. В пресс-релизе сада учёные утверждают, что если выпрямить геном японского цветка, то он окажется выше знаменитого лондонского Биг-Бена.
Рекордсменом по количеству "букв" в ДНК среди животных является мраморный протоптер (Protopterus aethiopicus). В его коде биологи обнаружили 130 миллиардов пар оснований (фото Joel Abroad/Flickr.com). Кстати, подобная экстремальная длина генетического кода не даёт растению никаких преимуществ. И даже наоборот, мешает ему приспосабливаться к меняющимся условиям окружающей среды: из-за того что репликация ДНК происходит долго, вороний глаз растёт медленнее своих сородичей.
По мнению многих генетиков, нынешний рекорд не продержится долго. У биологов есть подозрение, что такие микроорганизмы, как амёбы, обладают ещё более массивной ДНК. (Уже давно ясно, что длина генома никак не связана со сложностью организма.)
Учёные пока не пришли к единому мнению, отчего в мире существует такой большой разброс в длине генетического кода, а точнее, в количестве мусорной ДНК (которая, впрочем, не вполне мусор).
Science приводит пример организма с одним из самых "скромных" геномов. В ДНК паразита Encephalitozoon intestinalis (на фото) содержится 2,25 миллиона пар оснований. Мы рассказывали о рекордсмене – одноклеточном-симбионте Carsonella ruddii, чей код насчитывает около 160 тысяч пар (фото AJ Cann/Flickr.com). Статья авторов открытия опубликована в Botanical Journal of the Linnean Society. Узнайте также о том, как геном одного вида был обнаружен в ДНК другого и зачем от части своих генов избавляются минога и мужская половая хромосома.
Источник: MEMBRANA
17-10-2012 Просмотров:15260 Новости Микробиологии 
Антоненко Андрей
Американские микробиологи выяснили, что бактерии могут использовать биологическое оружие против своих сородичей. Некоторые из них содержат в своем геноме ДНК бактериофагов - вирусов, убивающих микроорганизмы. Когда такие "камикадзе" считают, что...
26-08-2012 Просмотров:9990 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Для питания дождевыми червями зверьку хватает четырех резцов, хотя в норме грызуны имеют не менее 12 зубов. Зоологи открыли в Индонезии новый род и вид грызунов, полностью лишенный коренных зубов (моляров)....
13-10-2016 Просмотров:13353 Четвероногие (Tetrapoda) Антоненко Андрей
Надкласс: Четвероногие (Tetrapoda) Научная классификация Без ранга: Вторичноротые (Deuterostomia) Тип: Хордовые (Chordata) Подтип: Позвоночные (Vertebrata) Инфратип: Челюстноротые (Ghathostomata) Надкласс: Четвероногие (Tetrapoda) Класс: Млекопитающие (Mammalia) † Синапсиды (Synapsida) Птицы (Aves) Пресмыкающиеся (Reptilia) Земноводные (Amphibia) Оглавление 1. Общие сведения о Четвероногих животных 2. Происхождение Четвероногих животных 3. Классификация Четвероногих животных 1. Общие сведения о Четвероногих животных Примеры четырёх современных...
25-04-2013 Просмотров:14832 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Палеонтологи университета Восточного Теннеси описали новый вид саблезубых тигров. Эти относительно некрупные кошки много времени проводили на деревьях, прячась там от опасных хищников древней Америки. Megantereon, реконструкция Романа УчителяХотя новый саблезубый...
20-06-2022 Просмотров:1925 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Студенты-биологи на берегу острова Русского во Владивостоке нашли два фрагмента ребер ихтиозавра возрастом 230-240 миллионов лет, сообщил РИА Новости представитель Приморского океанариума. "Студенты-биологи, которые проходили практику на острове Русском, случайно нашли...
Когда бразильским капуцинам хочется полакомиться термитами, засевшими в своих гнёздах, находчивые и рукастые обезьяны используют «удочки» из веток деревьев. Капуцин Cebus flavius (фото авторов исследования)«Обезьяна встала на задние лапы, взяла в…
Власти РФ в рамках работы по сохранению редких видов животных намерены поддержать исследования символа азиатских степей — сайгаков, находящихся на грани вымирания; осетровых рыб и мигрирующих видов птиц, которые связывают Россию с другими странами Евразии, сообщил…
Бескрылые ногохвостки использовали крылатых насекомых, поденок, для расселения. Бледный нарост в основании крыла подёнки. Это и будет ногохвостка. (Фото авторов работы.)Британские палеоэнтомологи под руководством Дэвида Пэнни из Манчестерского университета нашли в…
Изучение структуры дна Марианской впадины помогло геологам вычислить примерное количество воды в недрах Земли и обнаружить, что ее там примерно в три раза больше, чем считалось ранее. Их выводы были представлены в журнале Nature. Трехмерная…
Геохимики из США нашли возможные следы того, что жизнь на Земле могла зародиться практически одновременно с остыванием планеты, примерно 4,1-4 миллиарда лет назад, и могла повторно возникнуть позднее, после вымирания первой жизни, говорится в статье,…
Семейство: Гоминиды (лат. Hominidae) Научная классификация Без ранга: Вторичноротые (Deuterostomia) Тип: Хордовые (Chordata) Подтип: Позвоночные (Vertebrata) Инфратип: Челюстноротые (Ghathostomata) Надкласс: Четвероногие (Tetrapoda) Класс: Млекопитающие (Mammalia) Подкласс: Звери (Teria) Инфракласс: Плацентарные (Eutheria) Надотряд: Эуархонтогли́ры (Euarchontoglires) Грандотряд: Эуархонты (Euarchonta) Миротряд: Приматообразные (Primatomorpha) Отряд: Приматы (Primates) Подотряд: Сухоносые приматы (Haplorhini) Инфраотряд: Обезьянообразные (Simiiformes) Парвотряд: Узконосые обезьяны (Catarrhini) Надсемейство: Человекообразные (Hominoidea) Семейство: Гоминиды (Hominidae) Подсемейство: Гоминины (Homininae) Понгины (Ponginae) Оглавление 1. Общие сведения о…
Ученые построили акустическую модель чмоканья орангутангов. Из нее следует, что «воздушными поцелуями» эти животные устрашают потенциальных врагов. ОрангутангОб этом говорится в статье, опубликованной в журнале The Journal of Experimental Biology. Ее…
Палеонтологи обнаружили в Китае прекрасно сохранившиеся остатки пернатого динозавра размером с ворону, часть перьев которого переливалась, как у попугаев, а другие были темными. Caihong jujiОписание находки опубликовано в журнале Nature Communications. Скелет…
Обычно динозавры представляются нам полноправными властителями мезозоя, при появлении которых все остальные представители фауны в ужасе прятались и разбегались. На самом деле это довольно поверхностное представление о реалиях того времени,…
Вверх