МОСКВА, 4 июл — РИА Новости, Анна Урманцева . 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.
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.
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.
© Иллюстрация РИА Новости. А.Полянина
© Иллюстрация РИА Новости. А.Полянина
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.
Были 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.
Из школьных учебников по биологии каждому доводилось знакомиться с термином хромосома. Понятие было предложено Вальдейером в 1888 году. Оно переводится буквально как окрашенное тело. Первым объектом исследований стала плодовая мушка.
Общее о хромосомах животных
Хромосома – это структура ядра клетки, в которой хранится наследственная информация. Она образуются из молекулы ДНК, в которой содержится множество генов. Другими словами, хромосома – это молекула ДНК. Ее количество у различных животных неодинаковое. Так, например, у кошки – 38, а у коровы -120. Интересно, что самое маленькое число имеют дождевые черви и муравьи. Их количество составляет две хромосомы, а у самца последних – одна.
У высших животных, так же как и у человека, последняя пара представлена ХУ половыми хромосомами у самцов и ХХ – у самок. Нужно обратить внимание, что число этих молекул для всех животных постоянно, но у каждого вида их количество отличается. Для примера можно рассмотреть содержание хромосом у некоторых организмов: у шимпанзе – 48, речного рака -196, у волка – 78, зайца – 48. Это связано с разным уровнем организации того или иного животного.
На заметку! Хромосомы всегда размещаются парами. Генетики утверждают, что эти молекулы и есть неуловимые и невидимые носители наследственности. Каждая из хромосом содержит в себе множество генов. Некоторые считают, что чем больше этих молекул, тем животное более развитое, а его организм сложнее устроен. В таком случае, у человека хромосом должно насчитываться не 46, а больше, чем у любого другого животного.
Сколько хромосом у различных животных
Необходимо обратить внимание! У обезьян количество хромосом приближено к значению человека. Но у каждого вида результаты отличаются. Итак, у различных обезьян насчитывается следующее количество хромосом:
- Лемуры имеют в своем арсенале 44-46 молекул ДНК;
- Шимпанзе – 48;
- Павианы – 42,
- Мартышки – 54;
- Гиббоны – 44;
- Гориллы – 48;
- Орангутанг – 48;
- Макаки – 42.
У семейства псовых (хищных млекопитающих) хромосом больше, чем у обезьян.
- Так, у волка – 78,
- у койота – 78,
- у лисицы малой – 76,
- а вот у обыкновенной – 34.
- У хищных зверей льва и тигра присутствуют по 38 хромосом.
- У домашнего животного кошки – 38, а у его оппонента собаки почти в два раза больше – 78.
У млекопитающих, которые имеют хозяйственное значение, количество этих молекул следующее:
- кролик – 44,
- корова – 60,
- лошадь – 64,
- свинья – 38.
Познавательно! Самыми большими хромосомными наборами среди животных обладают хомячки. Они имеют 92 в своем арсенале. Также в этом ряду идут ежики. У них есть 88-90 хромосом. А самым маленьким количеством этих молекул наделены кенгуру. Их численность составляет 12. Очень интересен тот факт, что у мамонта 58 хромосом. Образцы взяты из замороженной ткани.
Для большей наглядности и удобства, данные других животных будут представлены в сводке.
Наименование животного и количество хромосом:
| Пятнистые куницы | 12 |
| Кенгуру | 12 |
| Желтая сумчатая мышь | 14 |
| Сумчатый муравьед | 14 |
| Обыкновенный опоссум | 22 |
| Опоссум | 22 |
| Норка | 30 |
| Барсук американский | 32 |
| Корсак (лисица степная) | 36 |
| Лисица тибетская | 36 |
| Панда малая | 36 |
| Кошка | 38 |
| Лев | 38 |
| Тигр | 38 |
| Енот-полоскун | 38 |
| Канадский бобр | 40 |
| Гиены | 40 |
| Мышь домовая | 40 |
| Павианы | 42 |
| Крысы | 42 |
| Дельфин | 44 |
| Кролики | 44 |
| Человек | 46 |
| Заяц | 48 |
| Горилла | 48 |
| Лисица американская | 50 |
| Полосатый скунс | 50 |
| Овца | 54 |
| Слон (азиатский, саванный) | 56 |
| Корова | 60 |
| Коза домашняя | 60 |
| Обезьяна шерстистая | 62 |
| Осел | 62 |
| Жираф | 62 |
| Мул (гибрид осла и кобылы) | 63 |
| Шиншилла | 64 |
| Лошадь | 64 |
| Лисица серая | 66 |
| Белохвостый олень | 70 |
| Лисица парагвайская | 74 |
| Лисица малая | 76 |
| Волк (красный, рыжий, гривистый) | 78 |
| Динго | 78 |
| Койот | 78 |
| Собака | 78 |
| Шакал обыкновенный | 78 |
| Курица | 78 |
| Голубь | 80 |
| Индейка | 82 |
| Эквадорский хомячок | 92 |
| Лемур обыкновенный | 44-60 |
| Песец | 48-50 |
| Ехидна | 63-64 |
| Ежи | 88-90 |
Количество хромосом у разных видов животных
Как видно, каждое животное обладает разным количеством хромосом. Даже у представителей одного семейства показатели отличаются. Можно рассмотреть на примере приматов:
- у гориллы – 48,
- у макаки – 42, а у мартышки 54 хромосом.
Почему это так, остается загадкой.
Сколько хромосом у растений?
Наименование растения и количество хромосом:
Видео
Настоящие ежи. Мелких и средних размеров млекопитающие. Длина тела 13—27 см. Длина хвоста 1—5 см. Спинная поверхность туловища покрыта иглами, которые заходят и на бока. Между иглами располагаются тонкие, длинные, очень редкие волосы.
Набрюшной стороне тела иглы отсутствуют и заменены длинными и грубыми волосами. Голова относительно крупная, клинообразная, со слабо удлиненным лицевым отделом. Ушные раковины широкие в основании округлые. Длина их никогда не превышает половину длины головы. Окраска
спинной стороны туловища весьма изменчива: шоколадно-бурая или почти черная, иногда почти белая. Брюшная поверхность обычно буроватая или сероватая. Череп несколько уплощенный в дорзо-вентральном направлении, с расширенной мозговой коробкой, широко расставленными сильными скуловыми дугами и укороченной ростральной частью, имеющей довольно значительную ширину. Костные слуховые барабаны невелики по размерам, уплощенные. Зубная формула
: I 3/2 C 1/2 P 3/2 M 3/3 = 36.
У обыкновенного ежа диплоидное число хромосом 48.
Обитатели различных ландшафтов. Избегают сильно заболоченных мест и сплошных массивов высокоствольных лесов. Предпочитают опушки леса, вырубки, заросли кустарников. Встречаются в лесостепи и в степи. Активность преимущественно сумеречная и ночная. На зиму обыкновенный еж устраивает наземное гнездо, собирая в кучу сухую траву и листья. Гнездо располагается под кучами валежника, под корнями деревьев. В октябре — ноябре впадает в спячку, продолжающуюся до теплых весенних дней.
По характеру питания всеядны. Поедают различных беспозвоночных и позвоночных животных (мышевидных грызунов, ящериц , лягушек, различных насекомых их личинки), а также некоторые растительные объекты (плоды). Спаривание у обыкновенного ежа в северной части ареала приходится на весну, вскоре после пробуждения от спячки. В тропиках у представителей рода сезонности в размножении не отмечено. У обыкновенного ежа в течение года один помет.
Беременность
примерно 5—6 недель. Самка приносит от 3 до 8 детенышей (обычно около 4). Новорожденные обыкновенного ежа весят в среднем по 12 г и имеют хорошо заметные иголки в области головы. К 15 дням их иглистый покров уже хорошо выражен. Глаза открываются на 14—18-й день после рождения. Половозрелость
наступает на 2-м году жизни. Продолжительность жизни
примерно 6 лет.
Распространение охватывает Европу, Среднюю Азию, Северный и Северо-Восточный Китай, Корейский полуостров и Африку от Марокко и Ливии до Анголы. Обыкновенный еж акклиматизирован в Новой Зеландии.
Систематика рода окончательно не установлена, обычно выделяют 5 видов.
В нашей стране обитают: обыкновенный еж (от северных берегов Ладожского озера на юг до Крыма и Кавказа включительно, в западных районах северного Казахстана, в Западной Сибири, в южной части Амурской области и Приморском крае) и
Генетика - это наука, изучающая закономерности наследственности и изменчивости всех живых существ. Именно данная наука дает нам знания о числе хромосом у разных видов организмов, размерах хромосом, расположении на них генов и о том, как гены наследуются. Генетика изучает и мутации, происходящие в ходе образования новых клеток.
Хромосомный набор
Каждый живой организм (исключение составляют лишь бактерии) имеет хромосомы. Они расположены в каждой клетке тела в определенном количестве. Во всех соматических клетках хромосомы повторяются дважды, трижды или большее количество раз, в зависимости от вида животного или сорта растительного организма. В половых клетках хромосомный набор гаплоидный, то есть одинарный. Это необходимо, чтобы при слиянии двух половых клеток восстановился правильный для организма набор генов. Однако и в гаплоидном наборе хромосом сосредоточены гены, отвечающие за организацию всего организма. Какие-то из них могут не проявиться в потомстве, если вторая половая клетка содержит более сильные признаки.
Сколько хромосом у кота?
На этот вопрос ответ найдете в этом разделе. Каждый вид организма, растительного или животного, содержит определенный набор хромосом. Хромосомы одного вида существ имеют определенную длину молекулы ДНК, определенный набор генов. Каждая такая структура имеет свой размер.
И собаки - наших домашних питомцев? У собаки 78 хромосом. Зная это число, возможно ли угадать сколько хромосом у кота? Догадаться невозможно. Потому что нет никакой зависимости между количеством хромосом и сложностью организации животного. Сколько хромосом у кота? Их 38.
Различия хромосом по размерам
Молекула ДНК, при одинаковом количестве расположенных на ней генов, у разных видов может иметь разную длину.
Более того, сами хромосомы имеют разный размер. Одна информационная структура может вмещать молекулу ДНК длинную или совсем короткую. Однако слишком маленькими хромосомы не бывают. Это связано с тем, что при расхождении дочерних структур необходим определенный вес вещества, иначе самого расхождения не произойдет.
Количество хромосом у разных животных
Как было выше сказано, нет зависимости между количеством хромосом и сложностью организации животного, потому что данные структуры имеют разный размер.
Сколько хромосом у кота, столько же и у остальных кошачьих: тигра, ягуара, леопарда, пумы и других представителей данного семейства. У многих псовых 78 хромосом. Столько же у домашней курицы. У домашней лошади - 64, а у лошади Пржевальского - 76.
У человека 46 хромосом. У гориллы и шимпанзе - 48, а у макаки - 42.
У лягушки 26 хромосом. В соматической клетке голубя их всего 16. А у ежа - 96. У коровы - 120. У миноги - 174.
Далее представим данные по количеству хромосом в клетках некоторых беспозвоночных животных. У муравья, как и у аскариды, всего по 2 хромосомы в каждой соматической клетке. У пчелы их 16. Бабочка имеет 380 таких структур в клетке, а радиолярии - около 1600.
Данные по животным демонстрируют разное количество хромосом. Необходимо добавить, что дрозофила, которую генетики используют в ходе генетических экспериментов, имеет 8 хромосом в соматических клетках.
Количество хромосом у разных растений
Растительный мир также чрезвычайно разнообразен по количеству данных структур. Так, горох и клевер имеют по 14 хромосом. Лук - 16. Береза - 84. Хвощ - 216, а папоротник около 1200.
Различия самцов и самок
Самцы и самки на генетическом уровне различаются всего по одной хромосоме. У самок данная структура выглядит как русская буква «Х», а у самцов как «Y». У некоторых видов животных самки имеют «Y» хромосому, а самцы - «Х».
Признаки, находящиеся на таких негомологичных хромосомах, передаются по наследству от отца к сыну и от матери к дочери. Та информация, которая закреплена на хромосоме «Y» не может перейти к девочке, потому что человек, имеющий данную структуру, обязательно имеет мужской пол.
То же самое относится и к животным: если мы видим трехцветную кошку, то можем точно сказать, что перед нами самка.
Потому что только в Х-хромосоме, принадлежащей самкам, имеется соответствующий ген. Данная структура является 19-й в гаплоидном наборе, то есть в половых клетках, где число хромосом всегда в два раза меньше, чем в соматических.
Работа селекционеров
Зная строение аппарата, хранящего информацию об организме, а также законы наследования генов и особенности их проявления, селекционеры выводят новые сорта растений.
Дикая пшеница чаще имеет диплоидный набор хромосом. Не так много диких представителей, обладающих тетраплоидным набором. Окультуренные сорта чаще содержат в своих соматических клетках тетраплоидный и даже гексаплоидный наборы структур. Это повышает урожайность, устойчивость к непогоде, а также качество зерна.
Генетика - занимательная наука. Устройство аппарата, содержащего информацию о строении всего организма, сходно у всех живых существ. Однако каждый вид созданий имеет свои генетические особенности. Одним из признаков вида является число хромосом. У организмов одного вида их всегда определенное постоянное количество.
Плохая экология, жизнь в постоянном стрессе, приоритет карьеры над семьей – все это плохо отражается на способности человека приносить здоровое потомство. Как это ни прискорбно, но около 1% младенцев, появившихся на свет с серьезными нарушениями в хромосомном наборе, вырастают умственно или физически отсталыми. У 30% новорожденных отклонения в кариотипе приводят к формированию врожденных пороков. Основным вопросам этой темы посвящена наша статья.
Основной носитель наследственной информации
Как известно, хромосома – это определенная нуклеопротеидная (состоящая из устойчивого комплекса белков и нуклеиновых кислот) структура внутри ядра клетки эукариотов (то есть тех живых существ, клетки которых имеют ядро). Ее основная функция – хранение, передача и реализация генетической информации. Видна она под микроскоп только во время таких процессов как мейоз (деление двойного (диплоидного) набора генов хромосомы при создании половых клеток) и микоз (деление клеток при развитии организма).
Как уже было упомянуто, хромосома состоит из дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) и белков (около 63% ее массы), на которых намотана ее нить. Многочисленные исследования в области цитогенетики (наука о хромосомах) доказали, что именно ДНК является основным носителем наследственности. В ней заключается информация, которая в последствие реализуется в новом организме. Это комплекс генов, отвечающих за цвет волос и глаз, рост, количество пальцев и прочее. Какие из генов будут переданы ребенку, определяется в момент зачатия.
Формирование хромосомного набора здорового организма
У нормального человека 23 пары хромосом, каждая из которых отвечает за определенный ген. Итого их 46 (23х2) - сколько хромосом у здорового человека. Одна хромосома достается нам от отца, другая передается от матери. Исключение составляет 23 пара. Она отвечает за пол человека: женский обозначается как XX, а мужской – как XY. Когда хромосомы в паре – это диплоидный набор. В половых клетках они разъединены (гаплоидный набор) перед последующим соединением во время оплодотворения.
Совокупность признаков хромосом (как количественных, так и качественных), рассмотренных в пределах одной клетки, ученые называют кариотипом. Нарушения в нем, в зависимости от характера и степени тяжести, приводят к возникновению различных болезней.
Отклонения в кариотипе
Все нарушения кариотипа при классификации традиционно делят на два класса: геномные и хромосомные.
При геномных мутациях отмечают увеличение числа всего набора хромосом, или числа хромосом в одной из пар. Первый случай носит название полиплоидия, второй – анеуплоидия.
Хромосомные нарушения представляют собой перестройки, как внутри хромосом, так и между ними. Не вдаваясь в научные дебри, их можно описать так: некоторые участки хромосом могут не присутствовать или же быть удвоены в ущерб другим; может быть нарушен порядок следования генов, или изменено их местонахождение. Нарушения в структуре могут произойти в каждой хромосоме человека. В настоящее время, подробно описаны изменения в каждой из них.
Остановимся подробнее на наиболее известных и широко распространенных геномных заболеваниях.
Синдром Дауна
Был описан еще в 1866 году. На 700 новорожденных, как правило, приходится один малыш с подобной болезнью. Суть отклонения состоит в том, что к 21 паре присоединяется третья хромосома. Получается это, когда в половой клетке одного из родителей 24 хромосомы (с удвоенной 21). У больного ребенка в итоге их 47 – вот сколько хромосом у человека Дауна. Такой патологии способствуют вирусные инфекции или ионизирующая радиация, перенесенные родителями, а также диабет.
Дети с синдромом Дауна умственно отсталые. Проявления недуга видны даже во внешности: слишком большой язык, большие уши неправильной формы, кожная складка на веке и широкая переносица, белесые пятна в глазах. Живут такие люди в среднем лет сорок, поскольку, помимо прочего, подвержены сердечным заболеваниям, проблемам с кишечником и желудком, неразвитыми половыми органами (хотя женщины могут быть способны к деторождению).
Риск рождения больного ребенка тем выше, чем старше родители. В настоящее время существуют технологии, позволяющие распознать хромосомное нарушение на ранней стадии беременности. Немолодым парам необходимо проходить подобный тест. Не помешает он и молодым родителям, если в роду одного из них встречались больные синдромом дауна. Мозаичная форма болезни (поврежден кариотип части клеток) формируется уже на стадии эмбриона и от возраста родителей не зависит.
Синдром Патау
Это нарушение представляет собой трисомию тринадцатой хромосомы. Встречается оно куда реже, чем предыдущий описанный нами синдром (1 к 6000). Возникает оно при присоединении лишней хромосомы, а также при нарушении структуры хромосом и перераспределении их частей.
Диагностируют синдром Патау по трем симптомам: микрофтальм (уменьшенные размеры глаз), полидактилия (большее количество пальцев), расщелина губы и неба.
Смертность младенцев при этой болезни составляет порядка 70%. Большинство из них не доживает до 3 лет. У подверженных этому синдрому особей чаще всего наблюдаются порок сердца и/или головного мозга, проблемы с другими внутренними органами (почки, селезенка и прочее).
Синдром Эдвардса
Большая часть младенцев, у которых 3 восемнадцатых хромосомы, погибают вскоре после рождения. У них ярко выражена гипотрофия (проблемы с пищеварением, не позволяющие ребенку набрать вес). Глаза широко поставлены, уши низко расположены. Часто наблюдается порок сердца.
Выводы
Чтобы не допустит рождения больного ребенка, желательно проходит специальные обследования. В обязательном порядке тест показан роженицам после 35 лет; родителям, родственники которых были подвержены подобным заболеваниям; пациенткам, имеющим проблемы со щитовидной железой; женщинам, у которых случались выкидыши.
