Где находятся хромосомы? где в клетке находятся хромосомы
Содержание:
- Хромосомы мужчины и женщины. Вырождающаяся Y-хромосома и будущее мужчин
- Литература
- Хромосомы человека
- Как связь двух генов влияет на наследование?
- Гигантские формы хромосом
- Гены человека. Геном человека: как это было и как это будет
- Потенциальные проблемы на генном уровне
- Количество хромосом у человека
- Размер некоторых геномов
- Основные группы
- Мутации
- Полиплоидность
Хромосомы мужчины и женщины. Вырождающаяся Y-хромосома и будущее мужчин
Y-хромосома, эта небольшая цепочка генов, определяющая пол людей, не такая постоянная, как вы думаете. Фактически, если мы посмотрим на Y-хромосому в течение нашей эволюции, мы увидели, что она деградирует с угрожающей скоростью.
Исчезнет ли она полностью когда-нибудь? И что произойдет с человеческой расой, если это случится?
Люди, как и другие млекопитающие, имеют так называемый «хромосомный пол». У женщин есть две копии хромосомы среднего размера, которая называется X (означает «неизвестность», потому что это изначально было загадкой). У мужчин есть одна X и маленькая Y-хромосома.
Х и Y хромосомы. Источник изображения: www.anatomybox.com
X-хромосома имеет около 1600 генов с различными функциями. А Y-хромосомы генов почти нет, только 27 из них находятся в мужской части Y-хромосомы. Многие из них присутствуют в нескольких экземплярах, большинство из которых неактивны в петлях ДНК. Большая часть Y-хромосомы состоит из повторяющейся «мусорной ДНК». Таким образом, мужская Y-хромосома показывает все признаки деградации и вырождения.
Мы знаем, что через 12 недель у человеческого эмбриона XY развиваются яички, которые вырабатывают мужские гормоны и вызывают развитие у ребенка как мужчины. Идентичность этого мужского определяющего гена на Y (ген SRY) была обнаружена в 1990 году молодым австралийским докторантом Эндрю Синклером (аспирантом моей лаборатории). У младенцев с мутациями в гене SRY не развиваются яички и они развиваются как женщины.
Деградация и вырождение Y-хромосомы
Что случилось с Y-хромосомой, сделав ее намного меньше X, и заставило потерять большинство ее генов?
Наши половые хромосомы были когда-то просто двумя обыкновенными хромосомами, которые до сих пор есть у рептилий и птиц. Учеными было обнаружено, что они все еще также остаются обычными хромосомами у монотропических млекопитающих (утконосов и эхид), которые 166 миллионов лет назад произошли от общего предка с людьми.
Это значит, что за прошедшие 166 миллионов лет Y-хромосома утратила большинство из своих 1600 генов. При таких темпах Y-хромосома исчезнет примерно через 4,5 миллиона лет.
На самом деле ничего удивительного в этом нет. Деградация характерна для всех половых хромосомных систем. Приобретение гена, определяющего пол, — это поцелуй смерти для хромосомы, потому что другие гены, расположенные рядом с Y, развивают мужскую специфическую функцию, и эти гены сохраняются вместе, подавляя обмен с Х.
Конечно, потеря генов из Y вряд ли будет линейной. Он может ускориться, когда Y становится более неустойчивым, или он может стабилизироваться по мере того, как Y лишен необходимых генов.Возможно, потеря любого из оставшихся генов 27 Y поставит под угрозу жизнеспособность или плодовитость носителя.
Хотя известно, что даже гены в человеческой Y-хромосоме с важными функциями (такими как создание спермы) отсутствуют в Y-хоромосоме мышей. Некоторые виды грызунов вообще потеряли всю свою Y-хромосому. Гены из Y-хромосомы либо переместились в другие хромосомы, либо их функции стали исполнять другие гены, ученым это не известно.
Мир без мужчин…
Если исчезнет Y-хромосома, то исчезнут ли люди?
Если это случится, то это станет концом человечества. Человеческая раса не сможет оставаться исключительно женским видом (как некоторые ящерицы), так как есть 30 генов, активных только в случае, если они проникают через сперму. Население планеты не сможет самовоспроизводиться без мужчин.
Значит ли это, что мужчины исчезнут в течении 4,5 миллиона лет? Не обязательно. Если грызуны без Y-хромосомы развили новый, определяющий пол ген, так почему это не может произойти и с людьми?
Вполне возможно, что это уже произошло в какой-то небольшой изолированной группе людей, где гораздо более вероятны генетические несчастные случаи.
Но люди с новыми определяющими генами не смогут легко размножаться с людьми, которые сохранят нынешние XY-хромосомы. Дети, скажем, женщины XX и мужчины с новым половым геном, скорее всего, будут интерсексуальными или, по крайней мере, бесплодными. Эта репродуктивная преграда может привести к образованию зарождающихся разновидностей, как это произошло с грызунами без Y-хромосомы.
Как бы то ни было, 4,5 миллиона лет — это большой срок. Мы являемся людьми менее 100 000 лет. И гораздо более вероятно, что мы вымрем по другим причинам еще задолго до того, как исчезнет Y-хромосома.
Литература
- Захаров А. Ф., Бенюш В. А., Кулешов Н. П., Барановская Л. И. Хромосомы человека. Атлас. — М.: Медицина, 1982. — 263 с.
- Инге-Вечтомов С. Г. Генетика с основами селекции: учебник для студентов высших учебных заведений. — СПб.: Изд-во Н-Л, 2010. — 720 с. — ISBN 978-5-94869-105-3. — С. 193—194.
- Коряков Д. Е., Жимулев И. Ф. Хромосомы. Структура и функции. — Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2009. — 258 с. — ISBN 978-5-7692-1045-7.
- Лима-де-Фариа А. Похвала «глупости» хромосомы. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012. — 312 с. — ISBN 978-5-9963-0148-5.
- Молекулярная биология клетки: в 3-х томах / Б. Альбертс, А. Джонсон, Д. Льюис и др. — М.-Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», Институт компьютерных исследований, 2013. — Т. I. — 808 с. — ISBN 978-5-4344-0112-8. — С. 325—359.
Хромосомы человека
Нормальный кариотип человека представлен 46 хромосомами. Это 22 пары аутосом и одна пара половых хромосом (XY в мужском кариотипе и XX — в женском). В приведённой ниже таблице показано число генов и оснований в хромосомах человека.
Изображение 46 (23 пар) хромосом женского кариотипа человека, полученное с помощью FISH с флуоресцентно-мечеными Alu-повторами. Alu-повторы показаны зелёным цветом, ДНК — красным. У человека самая длинная 1-я хромосома примерно в 5 раз длиннее самой короткой 21-й хромосомы.
| Хромосома | Всего оснований | Количество генов | Количество белок-кодирующих генов |
|---|---|---|---|
| 249250621 | 3511 | 2076 | |
| 243199373 | 2368 | 1329 | |
| 198022430 | 1926 | 1077 | |
| 191154276 | 1444 | 767 | |
| 180915260 | 1633 | 896 | |
| 171115067 | 2057 | 1051 | |
| 159138663 | 1882 | 979 | |
| 146364022 | 1315 | 702 | |
| 141213431 | 1534 | 823 | |
| 135534747 | 1391 | 774 | |
| 135006516 | 2168 | 1914 | |
| 133851895 | 1714 | 1068 | |
| 115169878 | 720 | 331 | |
| 107349540 | 1532 | 862 | |
| 102531392 | 1249 | 615 | |
| 90354753 | 1326 | 883 | |
| 81195210 | 1773 | 1209 | |
| 78077248 | 557 | 289 | |
| 59128983 | 2066 | 1492 | |
| 63025520 | 891 | 561 | |
| 48129895 | 450 | 246 | |
| 51304566 | 855 | 507 | |
| X-хромосома | 155270560 | 1672 | 837 |
| Y-хромосома | 59373566 | 429 | 76 |
Как связь двух генов влияет на наследование?
Чтобы увидеть, как связь между генами влияет на наследование двух разных признаков, давайте рассмотрим еще один из экспериментов Моргана с дрозофилами. В этом случае будем следить за наследованием окраски тела и размеров крыльев мух.
Дикие плодовые мушки имеют серые тела и крылья нормального размера. Вдобавок к этим мухам Морган успел обзавестись мутантными особями с черными телами и крыльями намного меньше обычных – рудиментарными. Мутантные аллели являются рецессивными по отношению к аллелям дикого типа. Во время изучения наследования этих двух генов, Морган провел скрещивание, показанное на рисунке ниже.
Сначала он скрестил чистые линии этих мух с серым телом и нормальными крыльями (ААВВ) и с чёрным телом и зачаточными крыльями (аавв). Все гибриды первого поколения в соответствии с законом единообразия были серыми с нормальными крыльями (АаВв).
Скрестив между собой гибридов первого поколения (АаВв х АаВв) при полном сцеплении генов АВ и ав, мы бы получили соотношение по фенотипу 3:1.
Морган же провёл анализирующее скрещивание. Он скрестил дигетерозиготную (АаВв) самку из первого поколения с рецессивным дигомозиготным самцом (аавв). В потомстве было получено по 41,5 % особей с серым телом, нормальными крыльями и черным телом, зачаточными крыльями, а также по 8,5 % мух с серым телом, зачаточными крыльями и черным телом, нормальными крыльями.
Неполное сцепление. Расщепление 1:1:1:1
Если бы гены, определяющие цвет тела и развитие крыльев, находились в разных парах хромосом, соотношение фенотипических классов было бы равным — по 25 %. Но этого не наблюдалось, значит, гены находятся в гомологичных хромосомах и наследуются сцепленно.
Несмотря на сцепление генов самка произвела не два, а четыре типа гамет, но гамет с исходным сочетанием (АВ, ав) было намного больше (83%), чем новых – Ав, аВ (17%).
Таким образом, Морган пришел к выводу, что цвет тела и размер крыла обычно наследуются вместе в специфических (родительских) комбинациях, потому что гены для активации этих признаков находятся рядом друг с другом на одной хромосоме.
Однако обе комбинации черт, не замеченные в родительском поколении, тоже были получены в экспериментах Моргана. Он предположил, что аллели цвета тела и размера крыла не всегда связаны — сцепление неполное. Чтобы проверить эту гипотезу, нужно было дальше исследовать генетическую рекомбинацию, применяя выведение потомства с комбинациями, отличающихся признаков, что были найдены у родителей.
Гигантские формы хромосом
Политенные хромосомы
Политенные хромосомы — это гигантские скопления объединённых хроматид, возникающие в некоторых типах специализированных клеток. Впервые описаны Эдуар-Жераром Бальбиани (фр. Édouard-Gérard Balbiani) в 1881 году в клетках слюнных желёз мотыля (Chironomus), их исследование было продолжено уже в 1930-х годах Костовым, Пейнтером, Хайнцем (нем. Emil Heintz) и Бауэром (Hans Bauer). Политенные хромосомы обнаружены также в клетках слюнных желёз, кишечника, трахей, жирового тела и мальпигиевых сосудов личинок двукрылых.
Хромосомы типа ламповых щёток
Хромосомы типа ламповых щёток — это гигантская форма хромосом, которая возникает в мейотических женских клетках на стадии диплотены профазы I у некоторых животных, в частности, у некоторых земноводных и птиц. Эти хромосомы являются крайне транскрипционно активными и наблюдаются в растущих ооцитах тогда, когда процессы синтеза РНК, приводящие к образованию желтка, наиболее интенсивны. В настоящее время известно 45 видов животных, в развивающихся ооцитах которых можно наблюдать такие хромосомы. Хромосомы типа ламповых щёток не образуются в ооцитах млекопитающих.
Впервые хромосомы типа ламповых щёток были описаны В. Флеммингом в 1882 году. Название «хромосомы типа ламповых щёток» было предложено немецким эмбриологом И. Рюккертом (J. Rϋckert) в 1892 году.
По длине хромосомы типа ламповых щёток превышают политенные хромосомы. Например, общая длина хромосомного набора в ооцитах некоторых хвостатых амфибий достигает 5900 мкм.
Гены человека. Геном человека: как это было и как это будет
Завершение расшифровки заняло еще несколько лет и привело почти что к удвоению стоимости всего проекта. Однако уже в 2004 г. было объявлено, что эухроматин прочитан на 99% с общей точностью одна ошибка на 100 000 пар оснований. Количество разрывов уменьшилось в 400 раз. Аккуратность и полнота прочтения стала достаточной для эффективного поиска генов, отвечающих за то или иное наследственное заболевание (например, диабет или рак груди). Практически это означает, что исследователям больше не надо заниматься трудоемким подтверждением последовательностей генов, с которыми они работают, так как можно полностью положиться на определенную и доступную каждому последовательность всего генома.
Потенциальные проблемы на генном уровне
Проблем на уровне генов может быть несколько. И все они рассматриваются отдельно, ведь имеют разную клиническую картину. Ниже представлены только те патологии, которые современная медицина может успешно вылечить после того, как родился больной ребенок:
- Моносомия — патология, которая отличается отсутствием гомологичной хромосомы.
- Анэуплоидия — нарушается число отдельных единиц.
- Трисомия — когда в клетке присутствует лишняя хромосома (также есть патология тетрасомия, когда лишних хромосом две).
- Полиплоидия — количество гаплоидных наборов больше, чем диплоидных.
Эти показания считаются отклонением от нормы и их можно определить еще во время внутриутробного развития. Если существует возможного того, что ребенок родится с серьезными проблемами, врачи часто рекомендуют беременной женщине сделать аборт. В противном случае женщина обрекает себя на жизнь с инвалидом, которому будет необходимо дополнительное воспитание.
Количество хромосом у человека
О том, сколько хромосом содержится в клетке организма человека, известно со школьного курса биологии. Набор всех хромосом называется кариотипом. Он является видоспецифичным признаком – одинаков для всех отдельно взятых представителей рода живых существ. Так, в клетке человека содержится 23 пары хромосом, 22 из которых – аутосомы, а 1 пара – половые хромосомы (XX у женщин, XY – у мужчин).
Изменение общего количества хромосом в организме ведет к необратимым последствиям. В результате наблюдается развитие генных заболеваний, которые могут приводить к врожденным аномалиям развития и даже к гибели плода еще на внутриутробном этапе развития. Врачи стараются выявить возможные нарушения на ранних этапах, чтобы исключить появление на свет малышей с генными болезнями.
Количество хромосом в соматических клетках человека
Для начала необходимо определить, что означает термин «соматическая клетка». Этим понятием обозначают любые клетки человеческого организма, которые не относятся к половым. Они определяют основные параметры человеческого организма, такие как:
- рост;
- телосложение;
- цвет волос;
- цвет глаз.
Каждая соматическая клетка имеет в своем составе 22 пары хромосом, которые являются диплоидными (двойными). В результате несложных подсчетов можно установить, что всего в такой клетке 44 хромосомы (диплоидный набор). В результате развития генных мутаций общее количество хромосом в соматических клетках может увеличиваться или уменьшаться, что приводит к развитию хромосомного заболевания.
Количество хромосом в половых клетках человека
Половые хромосомы мужчины и женщины имеют отличия. У женщин это ХХ-хромосомы, а у представителей мужского пола – XY. Исследования генетиков показали, что Y-хромосома отличается отсутствием некоторых аллелей (к примеру, аллеля, отвечающего за свертываемость крови). Все половые клетки имеют гаплоидный набор.
Это означает, что каждая такая клетка содержит только 23 гаплоидные хромосомы (1n). В процессе слияния мужской и женской половых клеток образуется полный диплоидный набор. Это означает, что от каждого родителя будущий плод наследует по 23 хромосомы, которые вместе образуют затем диплоидный набор, необходимый для нормального образования зиготы.
Количество хромосом у мужчин и женщин
Даже знающие сколько хромосом у человека в организме содержится, думают, что между женским и мужским полом в этом плане имеются различия. Мужской и женский организмы содержат практически одинаковый набор хромосом, за небольшим исключением. Так, в клетках женского организма содержатся 23 одинаковые пары хромосом.
Все половые клетки содержат обе Х-хромосомы. У мужчин же 22 пары ХХ, а 23 – ХY. Непосредственно половые хромосомы обеспечивают различие в составе. В общем же количество хромосом у представителей обоих полов одинаковое – 46. Изменение этого количества является следствием мутации, которая приводит к развитию болезни.
Почему количество хромосом в клетке постоянно?
Число хромосом в клетке является определяющим фактором. Непосредственно от их количества зависит принадлежность живого организма к тому или иному виду. Известный факт, что дерево не может превратиться в овощ, овощ – в рыбу, а рыба – в гриб. Это невозможно благодаря тому, что все клетки организма на протяжении жизни организма имеют постоянный состав и неизменный набор хромосом.
Однако в отдельных случаях в составе половых клеток возможны изменения. Если хромосомы, в них содержащиеся, мутируют, наблюдаются проблемы с зачатием. В случае если оно происходит, плод с большой долей вероятности будет иметь врожденные аномалии развития или окажется нежизнеспособным и погибнет на одном из этапов своего развития. Зная сколько хромосом у здорового человека, генетики могут определить патологию путем анализа образца генетического материала.
Размер некоторых геномов
| Царство | Организм | C-value | Примечание | Фото |
|---|---|---|---|---|
| Растения(мелантиевые) | Paris japonica, японский вороний глаз | 152,2 | Самый большой из известных геномов среди растений (и вообще в целом). | |
| Растения(псилотовидные) | Tmesipteris obliqua, папоротник | 150,61 | Эндемик восточной Австралии, самый большой геном среди папоротников . | |
| Животные(рыба) | Protopterus aethiopicus, мраморная двоякодышащая рыба | 132,83 | Наибольший из известных геномов позвоночных. | |
| Растения(лилейные) | Fritillaria assyrica, рябчик ассирийский | 130,00 | Примечателен очень большим геномом. | |
| Животные(земноводное) | Bufo bufo, обыкновенная жаба, или серая жаба, или коровница | 5,82–7,75 | Считается самой крупной жабой в Европе. | |
| Животные(млекопитающее) | Mus musculus, домовая мышь | 2,45–4,03 | Распространены по всему миру и являются одним из самых многочисленных видов млекопитающих. | |
| Животные(млекопитающее) | Pan troglodytes, обыкновенный шимпанзе | 3,46–3,85 | Шимпанзе считаются самыми близкими родственниками человека. | |
| Животные(млекопитающее) | Canis lupus familiaris, собака | 2,80–3,54 | Собаки понимают и различают много слов и жестов, у них очень развитый интеллект. | |
| Животные(млекопитающее) | Homo sapiens, человек | 3,5 | Разумная человеческая деятельность становится определяющим фактором не только для человека, но и для планеты. | |
| Животные(млекопитающее) | Domestic cat, кошка | 2,86–3,45 | Котики всегда были и будут самыми популярными на YouTube. | |
| Животные(пресмыкающееся) | Boa constrictor, удав обыкновенный | 1,75–3,15 | Эти рептилии яйцеживородящие. | |
| Животные(млекопитающее) | Balaena mysticetus, гренландский, или полярный, кит | 2,93 | Считается рекордсменом-долгожителем среди млекопитающих. | |
| Животные(насекомое) | Solenopsis invicta, огненный муравей | 0,62–0,77 | Обладает сильным жалом и ядом, чьё действие сходно с ожогом от пламени (отсюда и их название). | |
| Животные(насекомое) | Bombyx mori, тутовый шелкопряд | 0,52–0,53 | Это насекомое полностью зависит от человека: гусеница сама не добывает себе пищу, бабочка утратила способность летать (незачем) и питаться самостоятельно. | |
| Животные(рыба) | Tetraodon nigroviridis, тетраодон нигровиридис, также тетраодон зеленый, или зеленая пятнистая фугу | 0,35–0,51 | Наименьший из известных геномов позвоночных. | |
| Растения(ивовые) | Populus trichocarpa, тополь волосистоплодный | 0,480 | Первый секвенированный геном дерева. | |
| Животные(насекомое) | 0,17–0,35 | Стала третьим после дрозофилы и комара насекомым, геном которого известен. | ||
| Растения(капустные) | Arabidopsis thaliana, резуховидка (резушка) Таля | 0,157 | Первый секвенированный геном растений (2000). | |
| Животные(насекомое) | Drosophila melanogaster, фруктовая мушка, дрозофила фруктовая, плодовая мушка | 0,12–0,21 | Стала одним из основных модельных организмов, особенно для биологии развития. | |
| Грибы(аскомицеты) | Cenococcum geophilum, ценококкум | 0,18 | Считается самым распространенным образующим микоризу грибом в мире. | |
| Животные(нематода) | Caenorhabditis elegans (C. elegans) | 0,08–0,1 | Первый из расшифрованных геномов многоклеточного организма, декабрь 1998. | |
| Растения(плауновидные) | Selaginella selaginoides, плаунок | 0,08 | Еще один рекордсмен с одним из самых маленьких геномов. | |
| Растения(пузырчатковые) | Genlisea tuberosa, генлисея | 0,06 | Самый маленький геном среди растений. Плотоядный эндемик Бразилии. | |
| Грибы(базидиомицеты) | Amanita muscaria Koide, мухомор красный | 0,04 | Ядовитый психоактивный гриб. | |
| Грибы(базидиомицеты) | Pleurotus ostreatus, вешенка обыкновенная | 0,036 | Относится к т.н. хищным грибам и способна парализовывать и переваривать нематод, таким образом получая азот. | |
| Животные(нематода) | Pratylenchus coffeae | 0,02 | Самый маленький из известных геномов животных. | |
| Бактерии(протеобактерии) | Sorangium cellulosum, почвенная бактерия | 0,013 | Имеет необычно большой геном, крупнейший бактериальный геном, секвенированный на сегодняшний день. | |
| Грибы(аскомицеты) | Ansenula polymorpha | 0,009 | Дрожжи с необычными характеристиками, используются для производства протеина в фармацевтической индустрии. | |
| Бактерии(протеобактерии) | Carsonella rudii | 0,00018 | Одноклеточный симбионт. Геном примерно втрое меньше, чем у самого короткого клеточного генома из всех известных, это уже сопоставимо с длиной генома у вирусов. |
Интересно искать крайности! Найти самый большой и самый маленький геномы, узнать, кому они принадлежат. Но самое интересное — это сравнивать совершенно разные организмы и смотреть на разницу их геномов, и результаты иногда бывают действительно очень неожиданные!
Основные группы
Все хромосомы тела делятся на две основные группы на основе функции.
- Аутосомы — это в биологии соматические хромосомы, которые несут в себе только генные соматические признаки.
- Половые хромосомы — одна пара хромосом, которая помогает в определении пола.
В человеке присутствуют 23 пары (46) хромосом. Из них 22 пары являются аутосомами, а одна пара называется аллосомой (половой хромосомой). У мужчины это выглядит как 44 + XY, у женщины — 44+ XX. В отличие от прокариотических клеток, эукариотические клетки имеют много хромосом, в которые они упаковывают свою ДНК. Это позволяет эукариотам хранить гораздо больше генетической информации.
Большинство эукариотических организмов размножаются через половое размножение — это означает, что каждый человек имеет две копии каждой хромосомы. Одна копия наследуется от одного родителя, а другая наследуется от другого родителя. Эта система увеличивает генетическое разнообразие и защищает против некоторых заболеваний ввиду того, что она позволяет индивидуумам унаследовать гены иммунной системы от 2 различных родителей и иметь 2 экземпляра гена.
Для диплоидных эукариотических организмов (имеющих полный набор хромосом, унаследованных в результате полового размножения) нормально иметь по две копии каждой аутосомы. Половые хромосомы рассматриваются отдельно от аутосом, так как их схема наследования работает по-разному. Результат — уникальный комплект хромосом от обоих из родителей индивидуума. Генетический профиль будет включать ДНК каждого из его четырех бабушек и дедушек.
Мутации
Сами по себе мутации могут быть патогенными, то есть проявляться в виде заболеваний, либо летальными, не позволяющими организму развиваться до жизнеспособного состояния. Но большинство изменений проходит незаметно для человека. Делеции и дупликации постоянно совершаются внутри ДНК, но не влияют на ход жизни каждого отдельного индивидуума.
Делеция – это потеря участка хромосомы, который содержит определенную информацию. Иногда такие изменения оказываются полезными для организма. Они помогают ему защититься от внешней агрессии, например вируса иммунодефицита человека и бактерии чумы.
Дупликация – это удвоение участка хромосомы, а значит, и совокупность генов, которые он содержит, также удваивается. Из-за повторения информации она хуже подвержена селекции, а значит, может быстрее накапливать мутации и изменять организм.
Полиплоидность
Количество ДНК, содержащейся в клетке, огромно. Например, размер человеческого генома — 3,5 пг, хотя, как мы убедились, по сравнению с размерами других геномов это не так уж и много. И если напечатать его как книгу, то получится 1000 книг по 1000 страниц каждая! Даже такой относительно «небольшой» геном ужасно запутывается (как наушники в кармане). Поэтому, чтобы клетке было удобно с ним работать, существует такая вещь, как хромосомы. Хромосома — это очень сильно укомплектованная ДНК. ДНК накручивается на определенные белки и уже не запутывается. У каждого организма строго определенное количество хромосом (если нет хромосомных заболеваний). У человека 46 хромосом, но это двойной (2n) набор. То есть в клетке у каждой хромосомы есть своя копия, содержащая аналогичные гены (например, в одной хромосоме ген отвечает за светлые волосы, а в другой — за темные). Если же в клетке нет копий хромосом, то это гаплоидный (n) набор. Бывает также и полиплоидный набор — это когда каждая хромосома имеет больше двух копий (3n, 4n, 5n, 6n, 8n). Полиплодия возникает в результате неправильного расхождения хромосом во время деления клетки, но мы сейчас не будем вдаваться в такие подробности.
Полиплоиды очень часто встречаются в растительном мире, но вот среди животных их очень мало. Один и тот же вид растения может иметь разный набор хромосом. Например, триплоидная (3n) осина имеет более мощное развитие и высококачественную древесину по сравнению с диплоидной. Вообще полиплоиды у лиственных имеют большую хозяйственную и селекционную ценность. Также почти все культурные растения полиплоиды, так как они более выносливые, их плоды крупнее, они выше.
Но вот почему растения-полиплоиды лучше диплоидов?
Получается, что у полиплоидов генов больше, чем у диплоидов, так как хромосом у них больше. А каждый ген отвечает за создание какого-то белка. То есть… чем больше генов, тем больше матриц для производства белков! Значит, полиплоиды делают больше белков, и их, например, плоды становятся крупнее, сами они растут лучше, древесина крепче. Вот в чем секрет успеха растений-полиплоидов .
На самом деле все, конечно, сложнее. Действительно, многие полиплоиды очень эволюционно успешны — но это не благодаря тому, что они могут производить больше белков, а благодаря тому, что повышается пластичность, появляются возможности для новых функций (из двух дуплицированных генов один начинает делать что-то немного другое). — Ред.
