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
13-09-2012 Просмотров:11071 Новости Метеорологии 
Антоненко Андрей
Эксперты Всемирной метеорологической организации (ВМО) официально признали недействительным установленный 90 лет назад в Ливии рекорд самой высокой температуры воздуха в мире - 58 градусов Цельсия, по заключению ученых, рекордная температура...
19-01-2014 Просмотров:10231 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Неожиданную гипотезу вымирания гигантопитеков – огромных азиатских обезьян трехметрового роста – предложили китайские палеонтологи. Согласно их недавно опубликованной гипотезе, крупнейших приматов всех времен сгубили сладкие фрукты и вызванные ими проблемы...
20-12-2012 Просмотров:11851 Новости Нейробиологии Антоненко Андрей
Сетчатка глаза — это не просто посредник между средой и мозгом, не просто набор фоточувствительных элементов, который передаёт в аналитический центр всё, что чувствует. Сетчатка занимается ещё и отчасти «творческой...
11-03-2015 Просмотров:7841 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Палеонтологи обнаружили в Китае древнейшую губку. Несмотря на небольшие размеры, экземпляр отличаются превосходной сохранностью. Eocyathispongia qianiaОписание находки, сделанной китайскими учеными из Нанкинского института геологии и палеонтологии, опубликовано в журнале Proceedings of the National...
17-07-2012 Просмотров:10789 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Распределением органов по левой и правой сторонам организма занимается тубулиновый цитоскелет, причём программа асимметрии запускается едва ли не сразу после оплодотворения. При индивидуальном развитии зародыша каждый орган занимает своё место: сердце,...
Первый же марсианский камушек, до которого дотронулся ровер Curiosity, оказался весьма необычным. Камень Джейк Матеевик с указанием точек, в которых его изучали различные инструменты (здесь и ниже изображения NASA / JPL-Caltech…
Остатки необычного ластоного описали американские палеонтологи. Близкий родственник тюленей и морских котиков обладал поистине огромными глазами – диаметр его глазных яблок был сопоставим с шарами для бильярда. Скорее всего, такие крупные…
Бельгийские учёные выяснили, что паразит, нередко встречающийся у паучих, решает, сколько сыновей и дочерей появится на свет у мохнатых родительниц. Ранее влияние бактерии на пол потомства хозяев находили у насекомых, клещей…
Группа исследователей во главе с доктором Эриком Кордесом из Университета Темпл (США) обнаружила четыре новых вида глубоководных кораллов и шесть видов других животных, которые ранее не были известны науке. Сообщение…
Исследователи из Франции и Германии признали пузырчатку самым быстрым хищным растением в мире. Чтобы зафиксировать рекорд, пришлось снять процесс поимки добычи насекомоядным растением на высокоскоростную видеокамеру. Представители рода Utricularia – водные…
Первый относительно полный скелет мелового плезиозавра обнаружили палеонтологи в марокканской фосфоритной шахте. Теперь ученые смогут лучше представить себе животный мир Африки накануне великого мел-палеогенового вымирания. Плезиозавр Zarafasaura oceanis Плезиозавры – довольно…
В споре о причинах мел-палеогенового вымирания очередной залп сделали сторонники гипотезы об извержениях вулканов на Деканском плато в Индии, которые продолжались десятки тысяч лет. По их мнению, дело вовсе не…
На сегодняшний день рекорд бодрствования среди зверей и птиц принадлежит самцам дутышей. Эти арктические птицы способны не спать до 19 суток, используя это время для спаривания. ДутышЕжегодно дутыши отправляются за полярный круг, чтобы там заняться продолжением…
Ученые выяснили, почему птицам, в отличие от млекопитающих, не нужны ушные раковины. Оказалось, что пернатые могут обходиться без них благодаря овальной форме головы. Слух птицК такому выводу пришли ученые из Мюнхенского…
Вверх