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
23-12-2020 Просмотров:2413 Новости Ботаники 
Антоненко Андрей
Старейшее дерево России растет на острове Ольхон: лиственнице "Страж Ольхона" 777 лет, сообщает пресс-служба ФГБУ "Заповедное Прибайкалье". В пятерку старейших деревьев России вошли два дерева Прибайкальского национального парка. Одно из них возглавило...
23-12-2013 Просмотров:8903 Новости Генетики Антоненко Андрей
Динозавры могут вернуться к жизни, если ученые найдут способ запустить механизм обратной эволюции – деэволюции у птиц, уверена доктор биохимии Оксфордского университета Элисон Вуллард. А чтобы возродить популяцию мамонтов, по ее словам,...
14-04-2015 Просмотров:7995 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Палеонтологи представили первое доказательство того, что морским рептилиям мозазаврам не приходилось выходить на сушу для размножения. Подобно современных китам, они рожали в море. МозазаврыОб этом говорится в статье американских ученых из Йельского университета,...
17-10-2013 Просмотров:8342 Новости Геологии Антоненко Андрей
Геолог Грант Янг (Grant Young) из Университета Западного Онтарио (Канада) представил необычную концепцию, которая, по его мнению, объясняет и некоторые загадки докембрийской геологии Земли, и скачок в развитии живой природы, произошедший в...
13-10-2011 Просмотров:10089 Новости Окенологии Антоненко Андрей
У российских полярников, которые занимаются бурением подледного озера Восток в Антарктиде вот уже около 20 лет, появились конкуренты. Британские специалисты планируют в следующем году достигнуть воды подледного озера Элсуорта за...
Следы, оставленные, как полагают, гигантской птицей диатримой (Diatryma), указывают на то, что это «смирное травоядное», а не хищник или падальщик, как считалось ранее. Диатрима (Diatryma)Дело в том, что в отпечатках, обнажившихся…
Первые биологические часы появились вместе с фотосинтезом и подчинялись не смене дня и ночи, а изменениям концентрации кислорода в клетке. Появление биологических часов у живых организмов случилось из-за накопления в атмосфере…
Спутник Юпитера Ио — наиболее вулканически активное тело в Солнечной системе: там сотни вулканов, и некоторые из них выбрасывают фонтаны лавы на высоту до 400 км. Гигантский выброс магмы из вулкана…
Астрономы из Европейской южной обсерватории в Чили во главе с Гиллемом Англада-Эскуде (Guillem Anglada-Escudé), представляющим Гёттингенский университет (Германия), используя данные спектрографа «Очень большого телескопа» и других наблюдательных инструментов, уточнили наши представления о Глизе 667 С —…
Пингвины достигли гигантских размеров в начале их эволюции, в эпоху палеоцена между 66 и 56 миллионами лет назад. Crossvallia waiparensisВ Новой Зеландии жили не только доисторические гигантские попугаи, но и гигантские пингвины. Набор костей, найденных палеонтологом Ли Лавом в 2018 году в заповеднике Вайпара-Гринсанд…
Палеонтологи нью-йоркского Музея естественной истории подтвердили американскую поговорку о том, что в Техасе все большое. Они "выловили" в отложениях каменноугольного периода этого штата остатки гигантской акулы, на фоне которой другие…
Солнце и его планеты раз в 200 млн лет совершают полный оборот вокруг центра Галактики. В течение галактического года система проходит через спиральные рукава Млечного Пути. В них гораздо выше…
Ученые Делийского университета во время раскопок в Индии обнаружили 256 окаменевших яиц и более 90 мест гнездования титанозавров, возраст которых составляет около 67 млн лет. Об этом сообщила в пятницу газета Hindustan…
В Красноярском крае карп является одним из основных объектов прудового и индустриального рыбоводства. В 1962-1970 гг. карп, совместно с лещом, был успешно акклиматизирован в Красноярском водохранилище и уже оттуда проник…
Вверх