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
07-02-2011 Просмотров:11383 Новости Микологии 
Антоненко Андрей
Ученые показали, что у относительно сложных организмов может происходить горизонтальный перенос генов. До сих пор многие специалисты полагали, что этот процесс характерен для относительно примитивных живых существ. Новая работа опубликована...
30-12-2010 Просмотров:10600 Новости Антропологии Антоненко Андрей
Если интерпретация этой находки не изменится, учёным придётся едва ли не вдвое увеличить возраст нашего биологического вида. Зубы людей, извлечённые из пещеры в центральной части Израиля, датированы 400-200 тысячами лет. Один...
16-07-2018 Просмотров:3281 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Ученые Лозаннского университета в сотрудничестве с коллегами из Женевы, Льежа (Бельгия) и Бремена (Германия) впервые с высокой точностью установили время массового вымирания флоры и фауны на Земле в девонский период...
16-01-2017 Просмотров:6264 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Палеонтологи из Италии изучили найденные на территории страны остатки ископаемой птицы, гигантского гуся Garganornis ballmanni, обитавшего здесь примерно 6-9 миллионов лет назад. Статья опубликована в журнале The Royal Society Open...
10-02-2015 Просмотров:7589 Новости Геологии Антоненко Андрей
Геофизики установили, что твердое внутреннее ядро нашей планеты устроено сложнее, чем считалось ранее. Оно состоит из двух компонентов, отличающихся по своим геомагнитным свойствам. Строение ЗемлиК такому выводу пришли американские ученые из...
Лисьи акулы известны своим хвостом, который порой достигает половины длины тела. Считается, что он нужен этим хищникам для охоты: они якобы сгоняют добычу (к примеру, сельдь) в стаю и глушат…
Когда ретровирус попадает в клетку, первым делом он производит ДНК-копию своего генома — потому что его наследственный материал хранится в молекуле РНК. Эта вирусная ДНК потом встраивается в ДНК клетки, так что…
Окаменелые останки древней рыбы, жившей 240 млн назад, обнаружили швейцарские палеонтологи. Находка была сделана в Альпах близ города Давоса на высоте 2740 метров: речь идет о дальней родственнице ныне обитающих…
Новый вид ящерицы Alopoglossus viridiceps, найденный в тропических Андах, в Эквадоре, уникален. У нее яркий окрас : изумрудная голова и ярко-оранжевый живот, сообщает National Geographic . Alopoglossus viridicepsИсследователи случайно встретили рептилию во время…
Гигантский плотоядный динозавр, один из трех крупнейших хищников Северной Америки, жил бок о бок с ранними тираннозаврами. На протяжении миллионов лет Siats meekerorum не позволял им забраться на вершину пищевой…
Джонатан Гринберг из Калифорнийского университета в Дэвисе (США) и его коллеги бросили вызов широко распространённому представлению о том, что растения перебираются повыше в ответ на потепление климата. ФлораИсследователи обнаружили, что с…
Эволюция гигантских сухопутных черепах, вроде тех, что живут на Галапагосских островах, может не быть связана с феноменом островного гигантизма, как считалось ранее. Еще во времена Чарльза Дарвина гигантизм некоторых видов сухопутных черепах вызывал особый…
Вариетет (от лат. varietas — разнообразие, переменчивость), термин, применяющийся в зоологической номенклатуре по отношению к любым подразделениям внутри вида, связанным с изменчивостью (мутации, возрастные изменения окраски, географическая изменчивость). Неопределённость термина…
Ученые выяснили, что переход на мясную диету сыграл ключевую роль в эволюции человека. Питание мясом позволило отказаться от мощных челюстей и дало стимул для развития речи. К такому выводу пришли американские…
Вверх