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
02-03-2011 Просмотров:13663 Новости Палеонтологии 
Антоненко Андрей
Чтобы выяснить, как саблезубые смилодоны нападали, кусали и рвали добычу, учёные в деталях реконструировали нижнюю челюсть ископаемых хищников. Смилодон на охоте (иллюстрация Science Photo Library) Для понимания всей анатомической интриги саблезубых кошек...
18-02-2011 Просмотров:11125 Новости Экологии Антоненко Андрей
Полное прекращение выбросов парниковых газов вовсе не решит проблему глобального потепления. Температура продолжит свой рост по инерции еще как минимум тысячу лет, показывают расчеты американских климатологов. Ученые из Вашингтонского университета (University...
12-05-2014 Просмотров:8450 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Обычно динозавры представляются нам полноправными властителями мезозоя, при появлении которых все остальные представители фауны в ужасе прятались и разбегались. На самом деле это довольно поверхностное представление о реалиях того времени,...
12-03-2011 Просмотров:14612 Новости Микробиологии Антоненко Андрей
Melosira arctica живёт в толще арктических плавучих льдов и, как выяснилось, замедляет их таяние с помощью выделяемой слизи «Патлы» водорослей под арктическими льдами (фото Louise Murray) Арктические льды кишат жизнью. Это...
24-12-2015 Просмотров:6747 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Биологи установили камеры на новокаледонских воронов и узнали, что в природе они изготовляют «крючки», предназначенные для вылавливания личинок из опавших листьев. Новокаледонский воронОб этом говорится в статье британских ученых из Университета...
Ученые выяснили, что цветы становятся привлекательными для пчел благодаря наноструктурам на поверхности лепестков, которые создают вокруг них особое голубое сияние. Сам же цвет лепестка при этом не так важен. К такому…
Биологи из США и Канады выяснили, что протеин ROP18, вырабатываемый паразитическими простейшими Toxoplasma gondii, блокирует действие естественной защитной системы клеток. Клетка, заражённая T. gondii У людей заражение Toxoplasma gondii приводит к заболеванию…
Команда ученых-зоологов в составе Омара Торрес-Карваяла (Omar Torres-Carvajal) из Эквадора, Пабло Венегаса (Pablo J. Venegas) из Перу и Кевина де Куероза (Kevin de Queiroz) из США обнаружила в Андах на…
Открытие бозона Хиггса позволило американскому физику-теоретику предсказать гибель Вселенной. Она разрушится из-за фундаментальной нестабильности, связанной со свойствами этой элементарной частицы. К такому выводу пришел Джозеф Ликкен из Национальной ускорительной лаборатории имени…
В животном мире отцы не так уж и редко берут на себя взращивание молодняка. Но как выяснила Грю Саебаккен (Gry Sagebakken) из университета Гётеборга, не все они при этом проявляют…
Когда биологи говорят о происхождении видов, то само собой подразумевается, что те виды, которым выпало жить бок о бок, будут разительно отличаться друг от друга. Конкуренция заставляет искать альтернативные способы…
Современные представители паукообразных из отряда Opiliones широко известны под именами жнецов, сенокосцев и "коси-сено". Как показали исследования британских ученых, живущие бок о бок с нами жнецы являются почти точными копиями…
Биологи составили единую базу данных видов растений и животных, описанных из всех океанов и морей Земли, и пришли к выводу, что две трети разнообразия морских организмов всё еще не охвачены…
Несмотря на то что австралопитек афарский мог ходить на задних лапах, скорее всего, бóльшую часть времени он проводил на деревьях. Лопатка «Селам» (фото David J. Green)Вопрос о том, когда предок человека…
Вверх