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
03-07-2013 Просмотров:9855 Новости Нейробиологии 
Антоненко Андрей
Заболевания, связанные с неправильной работой нервов, от эпилепсии до аритмии, имеют одну неприятную особенность: терапия, которая эффективна для одного больного, может оказаться совершенно никчёмной для другого. Нейрон с передающим импульс отростком-аксоном....
02-07-2015 Просмотров:7717 Новости Эволюции Антоненко Андрей
Любители морепродуктов должны быть благодарны массовому вымиранию, погубившему динозавров в конце мелового периода. Как выяснили палеонтологи, именно вслед за этим событием в океанах резко возросла численность лучеперых рыб, которые в...
09-02-2011 Просмотров:12460 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Шимпанзе не перестают удивлять нас своими умственными способностями. Кажется, что эти обезьяны мало чем отличаются от людей — и компьютер освоили, и рисовать умеют, и языку глухонемых вполне себе обучаются....
07-02-2015 Просмотров:7306 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Шведский зоолог раскрыл секрет необычно яркой окраски и очень громких криков, которые норвежские лемминги издают при встрече с хищниками — подобным образом агрессивный грызун предупреждает их о том, что "обед" не достанется им бесплатно, говорится в статье,...
15-10-2011 Просмотров:9462 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
В Европе обнаружен блистательно сохранившийся скелет теропода, сообщают исследователи из Баварского палеонтологического и геологического музея. Говорят, ничего подобного прежде в Старом Свете не находили. Динозавр скончался около 135 млн лет назад...
Исландские учёные посетили чрево спящего вулкана Трихнюкайигюр (Thrihnukagigur), расположенного в 100 километрах от Рейкьявика. Им необходимо было исследовать единственную на планете безопасную магматическую камеру, которая, по счастью, расположена близко к…
Палеонтологи подсчитали следы, оставленные древними морскими рептилиями в отложениях по всему миру, и пришли к выводу, что их число резко возросло после массового вымирания на рубеже перми и триаса. Об этом…
Громоздкие и уродливые растительноядные пермские рептилии – парейазавры – широко распространены по всему миру. Они известны палеонтологам с 19 века, но до сих пор не слишком подробно изучены. Заполнить этот…
Семена норвежской ели (Pinus sylvestris) и шотландской сосны (Picea abies) доставили во Всемирное семенохранилище (Svalbard Global Seed Vault) на Шпицбергене, созданное для консервации генетического растительного наследия планеты. Это первые семена…
Биологи из Карлова университета в Праге (Чехия), под руководством постодока Анны Карнковской (Anna Karnkowska), судя по всему, обнаружили первый эукариотический (то есть имеющей в своих клетках ядра) организм, лишенный митохондрий…
Правительство РФ до 2015 года может перевести в категорию национальных парков не более семи заповедников, среди которых могут оказаться "Столбы", "Тебердинский" и "Командорский", сообщает во вторник Минприроды. Заповедник "Столбы"Новая редакция закона "Об особо охраняемых природных…
Чтобы зафиксировать в массе зоопланктона перемещения отдельной особи, шведские экологи буквально подковали водяную блоху. Дафния (фото Chantal Wagner)Биологи обычно не затрудняются с наблюдениями за миграцией животных. В этом им помогают разнообразные…
В окрестностях Форт-Уэрта (штат Техас, США) обнаружены фрагменты ископаемого черепа, который палеонтолог Джон Граф из Южного методистского университета (США) описал как новый вид целакантов Reidus hilli. Череп целиканта Reidus hilli Образцу около…
За прекрасные переливающиеся цвета крыльев бабочек отвечают не пигменты, а особые геометрические образования из клеток крыльев. Впервые энтомологи США изучили их в трёхмерном пространстве и выяснили, что хитин поверхности образует…
Вверх