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
28-05-2015 Просмотров:7816 Новости Палеонтологии 
Антоненко Андрей
Международная группа палеонтологов описала одного из самых древних в истории паразитов, 425 млн лет назад жившего на палеозойских членистоногих. Как показали исследования, далекие потомки силурийского паразита Invavita piratica живы до...
08-12-2018 Просмотров:2921 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...
19-03-2011 Просмотров:11650 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Динозавры не всегда наслаждались мягким климатом. Новые данные показывают, что в течение части раннего мела на северо-востоке Китая царили умеренные погоды с суровыми зимами. Именно этим интернациональная группа учёных во...
03-09-2013 Просмотров:9317 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Лягушки Sechellophryne gardineri проживающие на Сейшельских островах, являются одними из самых маленьких лягушек в мире. Не смотря на то, что у них отсутствуют слуховые косточки и барабанные перепонки, они способны...
12-02-2011 Просмотров:11498 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Группа биологов из Германии и Лаоса выяснила, что у гиббоновых рода Номаскусы (лат. Nomascus) есть своя система диалектов. Гиббоны Nomascus concolor (слева) и Nomascus leucogenys (фото Погребного-Александрова) Представители Nomascus встречаются во...
Американские палеонтологи описали один из самых полных скелетов ранних хищных млекопитающих - гиенодонтов. Однако детали строения этих костей плохо согласуются с предположениями ученых, основанными на известных до сих ископаемых остатках. Задолго…
Флуоресцентная метка и технология наблюдения в микроскоп за живыми клетками позволили биологам увидеть весь жизненный цикл молекулы матричной РНК. Биологи отследили рождение и поведение РНК Биологам впервые удалось подсмотреть за молекулами…
Наука предлагает считать менопаузу у человека способом примирить эволюционно-генетические интересы разных поколений женщин. Менопауза позволяет женщинам разных поколений не конфликтовать друг с другом в заботе о потомстве (фото John Smith)Исследователи из…
Многие десятилетия учёные полагали, что присутствие воды в глубинных породах делает последние менее вязкими и позволяет им течь. Это движение лежит в основе всех видов геофизических явлений — от толкотни…
Очевидное невероятное: исследователи предполагают наличие в ультразвуковых разговорах кашалотов индивидуальной звуковой «подписи». Компания кашалотов (фото echeng) Биологи из Университета Сент-Эндрюс (Великобритания) проделали своеобразную работу, подвергнув анализу ультразвуковую «речь» кашалотов. Эти киты…
Американские биологи подвергли сомнению теорию о том, что «эволюция потакает посредственностям». Два разных вида черепах — последствия разделяющего отбора: у общего предка большие и маленькие особи разошлись и основали по собственному…
Российские ученые обнаружили в каменноугольных отложениях Украины древнейшего паука. Его возраст составляет около 315 миллионов лет. Статья с описанием находки опубликована в журнале Paläontologische Zeitschrift. Статью подготовили Дмитрий Щербаков и Кирилл Еськов из…
Учёные представили результаты раскопок уникального палеонтологического памятника, который может быть разрушен уже через три года. Речь идёт о кальдере грязевого вулкана Синяя Балка на Таманском полуострове в Краснодарском крае. Носороги эласмотерии, некогда населявшие…
Российские ученые установили, что западные серые киты совершают самые длинные миграции среди всех млекопитающих. К такому выводу они пришли, наблюдая за странствиями кита Варвары. Западный серый китОб этом говорится в статье…
Вверх