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
12-02-2011 Просмотров:10693 Новости Зоологии 
Антоненко Андрей
Изменение спектральных характеристик сумеречного света, как считают биологи из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре и Университета Дьюка, помогает коралловым полипам синхронизировать свои действия. Гаметы дожидаются своего часа и разом отправляются в плавание....
08-12-2018 Просмотров:2637 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Как сообщает Phys.org, редкие окаменелые следы возрастом 110 миллионов лет обнаружил профессор Кунг Су Ким из Национального университета образования Чинджу. В их изучении приняли участие палеонтологи из Южной Кореи, США, Китая, Испании и Австралии. Dromaeosauriformipes rarusДлина каждого...
24-10-2016 Просмотров:5615 Новости Генетики Антоненко Андрей
Ученые выяснили, что за исчезновением конечностей у змей стоит изменение одного-единственного участка ДНК. Ученые смогли обратить это изменение вспять и заставили змеиный ген участвовать в образовании конечностей мыши. Результаты исследования, проведенного...
07-10-2014 Просмотров:7164 Новости Экологии Антоненко Андрей
Ученые установили, что за последние несколько лет температура глубоководных слоев океана не повышалась. Этот факт создает новые сложности теории глобального потепления климата. Результаты исследования, проведенного американскими учеными из Лаборатории реактивного движения...
20-03-2015 Просмотров:8029 Новости Микологии Антоненко Андрей
Фунгологи проследили за жизнью одного вида светящихся грибов в лесах Бразилии и пришли к выводу, что они сияют по ночам не просто так, а ради привлечения внимания насекомых, помогающих им распространять споры, говорится в статье, опубликованной в журнале Current Biology. Цветы...
Новый пернатый динозавр Changyuraptor yangi, добытый палеонтологами в Китае, стал не только самым крупным представителем четырехкрылых ящеров. Примечателен он в первую очередь тем, что активно использовал в полете свой огромный…
Мы знаем, что в муравейнике лишь самка-королева может откладывать яйца. Но у всякого правила есть исключения: у муравьёв Cerapachys biroi, живущих в юго-восточной Азии, обычные самки тоже могут откладывать яйца.…
Чем болели динозавры? Совместное исследование канадских и аргентинских палеонтологов рассказывает о проблемах со здоровьем, найденных у крупных южноамериканских хищников мелового периода Mapusaurus. Мапаузавры (Mapusaurus) Палеоэпидемиология относится к числу новых научных дисциплин и…
Tyrannosaurus rex, пожалуй, самый известный обывателю динозавр (благодаря фильму «Парк Юрского периода»). Поэтому относящиеся к нему сугубо научные дискуссии активно освещаются прессой самого разного калибра, а некоторые невинные предположения раздуваются…
Муравьи относят семена растений к муравейникам, где у тех больше возможности прорасти. Кроме того, поскольку семена не удаляются слишком далеко от родительского дерева, эта муравьиная помощь способствует появлению генетически разнородных…
В силурийских отложениях Британии палеонтологи нашли удивительное существо, приходящееся общим предком всем современным членистоногим. Животное, больше всего напоминающее ершик для мытья посуды, практически не имело шансов на окаменение и лишь…
Биологи пришли к выводу, что строение нервной системы не позволяет рыбам чувствовать боль. Такое заключение заставляет пересмотреть представления о рыбалке как об антигуманном занятии. Об этом говорится в статье, подготовленной группой…
Рыбы Амура. В Приамурье проживает более 130, а по некоторым данным 139 видов рыб относящимся к двум надклассам – бесчелюстным (Agnata) и челюстноротым (Gnathostomata). Бесчелюстные представлены классом – одноноздревых (Cephalaspidomorphi) включающем…
Сипухи могут позволить себе махать крыльями медленнее и реже, чем другие птицы: особое устройство крыла обеспечивает аэродинамический эффект, который удерживает их в воздухе. Сипуха в полёте (фото WiltshireYan)Совы — ночные охотники,…
Вверх