Одинаков ли размер генома у разных видов?

Таблица значений C (масса ДНК в одной гаплоидной клетке); нет логического порядка в группах:

[ источник ]

Пары оснований в гаплоидном геноме (некоторые примеры):

• Escherichia coli (бактерия): ~ 4,5 миллиона
• Caenorhabditis elegans (червь-нематода): ~100 миллионов
• Homo sapiens (мы все знаем, что это такое): ~3 миллиарда
• Pinus taeda (хвойное дерево): ~ 22 миллиарда
• Prorocentrum micans (одноклеточные водоросли): ~ 245 миллиардов

Из этих данных мы можем сделать вывод:

• Разные виды не имеют одинакового размера генома.
• Размер генома не коррелирует со сложностью. Сложность организма трудно определить, но в качественном отношении, я думаю, мы все можем согласиться с тем, что человек сложнее, чем одноклеточная водоросль. И все же у людей геном в 80 раз меньше. Это известно как парадокс C-ценности. Обратите внимание, однако, что этот парадокс был разрешен после того, как было обнаружено, что геномы большинства эукариот содержат большую часть некодирующей и повторяющейся ДНК.

Дальнейшее чтение:

Парадокс C-ценности, мусорная ДНК и ENCODE Эдди С.Р.

Сложность эукариотического генома Pray L

Канадец уже упоминал, что размер генома различается у разных организмов. Но как насчет сложности?

Сначала мы должны определить, что такое сложность: сложность можно определить как количество различных типов клеток, которые может производить многоклеточный организм с одним и тем же геномом. Да, сложность не коррелирует с размером генома. Однако, похоже, это коррелирует с количеством генов. Согласно Кауфману, количество типов клеток, т.е. сложность, линейно коррелирует (прямая корреляция) с квадратным корнем из числа генов.

Хотя Кауфман говорит, что сложность возрастает с увеличением содержания ДНК, что на самом деле не так, вполне возможно, что эта сложность коррелирует с количеством генов. Книга немного устарела, и, безусловно, молекулярная и клеточная биология за это время значительно продвинулась вперед. Однако теоретически большее количество отдельных генов должно давать более сложные фенотипы, что Кауфман оправдывает, используя свою NK-модель. Это предположение снова было опровергнуто. Загвоздка в том, что точные дубликаты/полиплоидные гены не должны считаться разными генами. Кроме того, метаболические гены также не следует учитывать (растения/бактерии имеют большее количество функциональных метаболических путей). Сложность организма возникает из-за сложности регуляторной сети генов, которая, в свою очередь, зависит от количества регуляторных генов. Модель NK также некоторым образом предполагает наличие регуляторных генов (т.е. генов, которые могут взаимодействовать друг с другом). Конечно, сложность не может возникнуть из ничего. Я не могу найти данные для этого на данный момент, но теория весьма правдоподобна.

Еще один момент, который я хотел бы добавить, заключается в том, что сложность должна означать не только пространственную сложность. Сложность также может быть временной.

^{Ссылка:
    Стюарт А. Кауфман (1993) Происхождение порядка, глава 12.}

Здесь я могу показать факты.

Человек:

общая длина: около 3 000 000 000

кодирующие гены: около 50 000 (включая предсказанные)

3 000 000 000/50 000 = 60 000

Число хромосом: 23

данио:

общая длина: около 1 400 000 000

кодирующие гены: около 36 000 (включая предсказанные)

1 400 000 000/36 000 = 38 889

Число хромосом: 25

Плодовая муха:

общая длина: около 1 400 000 000

кодирующие гены: около 19 000 (включая предсказанные)

1 400 000 000/19 000 = 73 684

Число хромосом: 4

Сахаромицеты церевисиае:

общая длина: около 12 000 000

кодирующие гены: около 7000 (включая предсказанные)

12 000 000/7 000 = 1 714

Число хромосом: 16

http://useast.ensembl.org/Homo_sapiens/Info/Annotation http://useast.ensembl.org/Danio_rerio/Info/Annotation http://useast.ensembl.org/Drosophila_melanogaster/Info/Annotation http://useast .ensembl.org/Saccharomyces_cerevisiae/Информация/Аннотация