Почему геномы некоторых деревьев такие большие?

Например, самый большой известный на данный момент геном принадлежит дереву: http://motherboard.vice.com/read/the-largest-genome-ever-sequenced-belongs-to-a-tree

Я слышал, что потенциально это может быть связано с тем, что деревьям требуется много дубликатов определенных генов, потому что они всю жизнь живут под прямыми солнечными лучами.

Кто-нибудь знает какие-то конкретные научные гипотезы, почему это может быть так?

Старый вопрос, и, очевидно, никто больше не знает о процитированной гипотезе, но я изменил самое длинное на самое большое, так как это вопрос полиплоидии, а не длины.

Ответы (1)

Это исследование недавно секвенированных видов сосны показало, что 82% генома повторяется . Это характерно для любого сложного генома, в том числе и человека. Такие последовательности часто считались « мусорной ДНК », хотя любой ученый скажет вам, что только потому, что мы не знаем их назначения, не означает, что у них их нет. Тем не менее, большая часть повторов связана с мобильными элементами , по сути, внутриклеточными паразитами, единственной целью которых является, по-видимому, самоусиление и чаще всего они вредны. Эти вкрапленные повторы составляют около 45% генома человека. В этой статье упоминается, что, исходя из гомологии последовательностей, примерно 65% генома сосны состоит из этих повторов (это 15 миллиардов пар оснований).

Интересно, что хотя геном сосны примерно в 7 раз больше, чем у человека, у него только вдвое больше предсказанных генов. Сосна имеет ~50 000 гипотетических генов, но только ~16 000 являются тем, что авторы называют высокой достоверностью. Когда геном человека был впервые секвенирован, в нем было около 35 000 гипотетических генов, но сейчас, примерно 10 с лишним лет спустя, предсказанных генов всего около 21 000. Кажется, слишком рано сравнивать их. Это также поднимает важный вопрос о том, что количество генов не обязательно связано со сложностью организма: червь C. elegans имеет около 20 000 генов.

Из бумаги:

Большой размер генома в первую очередь объясняется обширным вкладом вкрапленного повторяющегося содержимого (Morse et al. 2009; Kovach et al. 2010; Wegrzyn et al. 2013). Сборка генома ели европейской показала, что ретротранспозоны LTR, в частности, часто встраиваются в длинные интроны некоторых семейств генов (Nystedt et al. 2013). Кроме того, имеются данные о дупликации генов, псевдогенах и паралогах, хотя степень их неясна (Kovach et al. 2010; Pavy et al. 2012).

Я никогда не слышал о гипотезе, которую вы упоминаете (не то чтобы это что-то значило), но мне кажется, что еще рано говорить.

Следует отметить еще одну интересную вещь — растения (и дрожжи тоже) переносят полиплоидию. Я не знаю причины этого. Есть один интересный факт, что у растений и дрожжей нет ядерных ламинов; но я не знаю, как это связано с полиплоидией. В этой статье потеря ламинов связана с полиплоидией. Я предполагаю ( больше похоже на дикую догадку ), что эти структурные ограничения могут также ограничивать размер генома.
+1. Еще один интересный момент заключается в том, что есть некоторые доказательства того, что ретротранспозиции повторяющихся последовательностей, таких как Alu (который составляет 10% генома человека), активируются в условиях клеточного стресса и могут помочь перетасовать геном , обеспечивая новое разнообразие.
@WYSIWYG Да, это интересно. Не стесняйтесь редактировать ответ, если считаете нужным (я мог бы добавить его, учитывая время).
@terdon Это тоже очень интересно. В 2003 году было проведено исследование 3 видов Bordatella, которое показало, что B. perrtussis (вызывающая коклюш) произошла от B. bronchispetica из-за массивной перетасовки генома, опосредованной мобильными элементами.
@WYSIWYG Поправьте меня, если я ошибаюсь, но, кажется, я где-то читал, что растения могут терпеть полиплоидию из-за отсутствия половых хромосом. Что касается размера генома, биохимик Ник Лейн считает, что эукариоты могут «позволить себе» очень большие и «действительно расточительные» геномы, потому что производство нуклеотидов дешево из-за всей мощи, обеспечиваемой митохондриями. По сути, эукариоты могут переносить большое количество «действительно мусорной» ДНК. С другой стороны, мусорная ДНК для бактерий была бы очень вредной, поскольку им дороже синтезировать нуклеотиды (у многих из них даже нет аэробного дыхания).
@Jagoe, возможно, ты прав. Это было просто предположение. Если вы хотите, вы можете расширить вопросы, которые вы подняли в комментарии, и опубликовать ответ. Не забудьте включить ссылки на подходящие ссылки.
@WYSIWYG Впервые я рассказал о гипотезе Ника Лейна в разделе комментариев «скептического» блога Sandwalk. Однако я нашел статью о нем, которая может быть интересна: nature.com/articles/nature09486.pdf . Я сам мало знаю о геномике, извините.