[МУЗЫКА]
[МУЗЫКА]
[МУЗЫКА]
[БЕЗ_ЗВУКА] В
клетках ядерных организмов, как правило,
находится диплоидный набор хромосом, то есть двойной набор молекул ДНК.
Половинный набор — тот, который содержит, в общем-то,
все необходимые гены для организма, половинный набор называется гаплоидный.
И геномом называют всю ДНК, составляющую гаплоидный набор хромосом.
Геномы организмов очень большие.
Это миллионы и миллиарды пар нуклеотидов.
Например, геном человека составляет около 3 миллиардов пар нуклеотидов.
Но самый большой известный геном — это геном двоякодышащей рыбы протоптера.
Он почти в 40 раз больше, чем у человека.
А самый маленький известный геном у позвоночного — это тоже у рыбы,
у рыбы фугу.
Там всего лишь несколько сотен миллионов пар нуклеотидов.
У растительных организмов самым крупным геномом отличается репчатый лук.
В нём около 15 миллиардов пар нуклеотидов.
Секвенирование ДНК — то есть это методы прочтения
последовательности нуклеотидов в её молекуле.
Секвенирование, которое бурно развивается в последние несколько десятилетий,
оно сделало возможным тщательнейшее изучение генома.
Первые-то методы секвенирования появились довольно давно, в 70-х годах.
Но тогда можно было читать только небольшие участки,
до 1000 пар нуклеотидов.
Вот казалось бы, простой вопрос: сколько у человека генов?
Ну если из 3 миллиардов пар оснований для каждого белка примерно
из 500 аминокислот нужно полторы тысячи пар нуклеотидов,
мы тогда получим простой арифметикой около 2 миллионов генов.
Хорошо, мы вспомним, что не вся ДНК, там, кодирует именно аминокислоты.
Есть регуляторные области, есть некодирующие вставки.
Ну, не 2 миллиона, но несколько сотен тысяч генов мы вполне можем ожидать.
Так вот, когда геном человека был отсеквенирован, то выяснилось,
что генов, кодирующие белки, всего-то около 23 тысяч.
То есть совсем небольшое число, как казалось вначале.
И причина этого лежит в том, что в геноме не только у человека, у
всех ядерных организмов находится огромное количество не кодирующей белки ДНК.
Её называют молчащей ДНК, избыточной.
95 % всего генома, не меньше.
Молчащая ДНК включает в себя, конечно, регуляторные последовательности,
вот эти некодирующие вставки внутри генов (интронов).
Да, туда можно включить гены для рибосомных РНК и транспортных РНК.
Туда можем включить гены для регуляторных РНК.
Но всё равно про молчащую ДНК мы ещё очень мало знаем.
Установлено, что многие локусы молчащие мало менялись в процессе эволюции.
Для других локусов, наоборот, характерна повышенная мутационная скорость.
Но тем не менее, изучение молчащей ДНК — это ещё непочатый край работы.
Хотя мы можем сказать, что невзирая на наличие вот такого большого
количества странного, на первый взгляд, наследственной информации,
клетки не страдают от избытка этой ДНК.
Интересен такой момент, что среди этой молчащей ДНК
имеется огромное количество повторяющихся последовательностей нуклеотидов.
Встречаются повторы, которые имеют до миллиона копий.
Среди молчащей ДНК имеются транспозоны — участки,
которые способны самопроизвольно перемещаться по геному и, более того,
многократно копироваться.
Они не кодируют никакие аминокислотные последовательности в белках,
но их внедрение в кодирующую часть гена может приводить
к перестройкам: вызывать появление дефектных белковых молекул,
изменять активность генов, вот.
Но транспозоны, они не могут прыгать, как блохи по геному, да?
То есть перемещение этих мобильных элементов происходит в строго
определённый период времени.
Только во время деления клеток транспозоны могут перемещаться по геному.
Доля транспозонов в геномах велика.
Во-первых, у растений вообще они могут занимать бо́льшую часть генома.
По крайней мере, у кукурузы, вот, 85 % генома — это именно мобильные элементы.
В человеческом геноме их примерно половина.
Вот. У плодовой мушки дрозофилы поменьше,
15–20 %.
Но зато транспозоны в её геноме иногда вызывают
очень красивые мутации, связанные с окраской глаз.
Значительная часть транспозонов достаточно консервативна.
Эта сохранность может свидетельствовать о какой-то определённой функции.
Причем консервативные транспозоны обычно расположены вблизи тех генов,
которые активны во время эмбриогенеза.
Может быть, эти вещи как-то связаны.