Размер генома
|
Объект |
Размер гаплоидного генома в парах нуклеотидов |
|
Микоплазмы |
104-106 |
|
Эубактерии (E.coli) |
105-107 |
|
Грибы |
(2-5)х107 |
|
Водоросли |
(5-7)х107 |
|
Черви |
~108 |
|
Моллюски |
5х108-5х109 |
|
Насекомые |
108-5х109 |
|
Ракообразные |
~ 109 |
|
Иглокожие |
2х108-2х109 |
|
Рыбы |
3х108-1010 |
|
Амфибии |
7х108-7х1010 |
|
Рептилии |
(2-3)х109 |
|
Птицы |
109 |
|
Млекопитающие |
3х109 |
|
Цветковые растения |
2х108-1011 |
Прямой корреляции между количеством ДНК и эволюционной продвинутостью организма нет.
Так, например, у малярийного плазмодия 0.06 пг ДНК в ядре, а у амебы 490 пг. Большое количество ДНК не обязательно приносит качественно новую информацию. Амеба пошла на увеличение количества ДНК для увеличения размеров ядра и самой клетки. Генов у нее меньше, чем у плазмодия, но они копированы много раз. У малярийного плазмодия генов больше, чем у амебы, а ДНК меньше для максимальной компактности. Малые размеры ядра и самого одноклеточного организма позволяют ему быть внутриклеточным паразитом.
У африканской двоякодышащей рыбы ДНК в 15 раз, а у амебы в 70 раз больше, чем у человека.
"Избыточность" эукариотического генома
На ~ 106 пар нуклеотидов у бактерий приходится ~5 тыс. генов. На ~109 пар нуклеотидов у млекопитающих ~50 тыс. генов.
Минусы "избыточной" ДНК:
- увеличение времени синтеза ДНК;
- cложнее организовывать удвоение ДНК;
- высокая энергоемкость - на 1 нуклеотид для включения в цепь ДНК нужно затратить ~60 молекул АТФ.
Неопределенное следствие:
- благодаря зависимости размера ядра от количества ДНК происходит увеличение размеров клетки.
Плюсы "избыточной" ДНК:
- возникает возможность создания сложного регуляторного аппарата, позволяющего поднять организм на более высокий эволюционный уровень.
Причины избыточности:
1. Большой размер генов (за счет наличия интронов).
2. Присутствие повторенных последовательностей. Повторяются и гены, и некодирующие участки. У эукариот некоторые последовательности повторены сотни и тысячи раз.
3. Наличие большого числа некодирующих последовательностей, часть из которых выполняет регуляторную функцию при транскрипции, а часть - необходима для компактизации генома.
Компактность генома эукариот
Компактность - другое принципиальное отличие генома эукариот от прокариотического генома.
При средней разнице размеров геномов на 3 порядка, линейные размеры эукариотических хромосом соизмеримы с длиной ДНК прокариот.
Выделяют, по крайней мере, 4 уровня компактизации ДНК. При этом нить ДНК "укорачивается" в 10000 раз.
Это все равно, что нить, длиной с Останкинскую башню (500 м), уложить в спичечный коробок (5см).
Два первых уровня компактизации эукариотического генома обеспечиваются гистонами.