Учеными расшифрован геном картофеля. Расшифрован геном картофеля
Учеными расшифрован геном картофеля. Расшифрован геном картофеля
Картофель. Фото с сайта uwlax.edu
Международная группа ученых расшифровала большую часть генома картофеля. Статья ученых опубликована в журнале Nature , а коротко о работе пишет портал ScienceNOW.
Картофель Solanum tuberosum – это одно из самых важных для человечества сельскохозяйственных растений, однако до сих пор специалисты не могли расшифровать геном картофеля из-за его размеров и большого количества повторов – каждая хромосома у растения присутствует в четырех копиях.
Авторы нового исследования работали с разновидностью картофеля, в геноме которого содержится не четыре копии каждой хромосомы, а только две. Ученым удалось расшифровать последовательность 86 процентов ДНК растения и идентифицировать около 39 тысяч генов. Общая длина генома S. tuberosum составляет 844 миллиона "букв" – для сравнения, в геноме человека количество "букв" составляет около трех миллиардов.
Черновой вариант определения последовательности ДНК картофеля был завершен в 2009 году. Знание последовательности ДНК картофеля позволит специалистам выводить новые более продуктивные и более устойчивые к воздействию вредителей сорта.
Расшифровка геномов растений представляет значительно большие сложности по сравнению с определением последовательности ДНК животных. Однако в последние годы специалисты расшифровали геномы большого числа важных для науки и сельского хозяйства растений – например, ученые "расправились" с яблоком и пшеницей .
Сколько хромосом у человека?
Хромосома – структурно-функциональный элемент клеточного ядра, содержащий гены. Название «хромосома» происходит от греческих слов (chrōma – окраска, цвет и sōma – тело), и обусловлено тем, что при делении клетки они интенсивно окрашиваются в присутствии основных красителей (например, анилин).
Многие ученые, с начала XX века, задумывались над вопросом: «Сколько хромосом у человека?». Так до 1955 года все «умы человечества» были убеждены, что количество хромосом у человека составляет 48, т.е. 24 пары. Причиной послужило то, что Теофилус Пейнтер (техасский ученый) неправильно посчитал их в препаративных срезах семенников людей, которых кастрировали по решению суда (1921 год). В дальнейшем другие ученые, используя разные методы подсчета, также приходили к такому мнению. Даже разработав метод разделения хромосом, исследователи не стали оспаривать результат Пейнтера. Ошибку обнаружили ученые Альберт Леван и Джо-Хин Тьо в 1955 году, которые точно просчитали, сколько пар хромосом у человека, а именно - 23 (при их подсчете использовалась более современная техника).
Соматические и половые клетки содержат различный хромосомный набор у биологических видов, чего нельзя сказать об морфологических признаках хромосом, которые постоянны. Соматические клетки имеют удвоенный (диплоидный набор), который разделяют на пары идентичных (гомологичных) хромосом, которые сходны по морфологии (строению) и величине. Одна часть всегда отцовского, другая – материнского происхождения. Половые же клетки человека (гаметы) представлены гаплоидным (единичным) набором хромосом. При оплодотворении яйцеклетки происходит их объединение в одном ядре зиготы гаплоидных наборов женских и мужских гамет. При этом восстанавливается двойной набор. Можно с точностью сказать, сколько хромосом у человека – их 46, при этом 22 пары из них аутосомы и одна пара - половые хромосомы (гоносомы). Половые имеют различия - как морфологические, так и структурные (состав генов). У женского организма пара гоносом содержит две Х-хромосомы (ХХ-пара), а у мужского – по одной Х- и Y-хромосоме (XY-пара).
Морфологически хромосомы изменяются при делении клетки, когда они удваиваются (за исключением половых клеток, у которых удвоения не происходит). Это повторяется много раз, однако изменение хромосомного набора не наблюдается. Наиболее заметны хромосомы на одной из стадий деления клетки (метафаза). В эту фазу хромосомы представлены двумя продольно-расщепленными образованиями (сестринские хроматиды), которые сужаются и объединяются в области, так называемой первичной перетяжки, или ценромеры (обязательный элемент хромосомы). Теломерами называют концы хромосомы. Структурно хромосомы человека представлены ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислотой), которая кодирует гены, входящие в их состав. Гены, в свою очередь, несут информацию о каком-либо определенном признаке.
От того, сколько хромосом у человека будет зависеть его индивидуальное развитие. Существуют такие понятия как: анэуплоидия (изменение количества отдельных хромосом) и полиплоидия (число гаплоидных наборов больше диплоидного). Последняя бывает нескольких видов: потеря гомологичной хромосомы (моносомия), либо появление лишних хромосом (трисомия – одна лишняя, тетрасомия – две лишние, и т.д.). Все это является следствием геномных и хромосомных мутаций, которые могут приводить к таким патологическим состояниям, как: болезнь Дауна, синдромы Кляйнфельтера, Шерешевкого-Тернера и другим заболеваниям.
Таким образом, только ХХ век дал ответы на все вопросы, и теперь о том, сколько хромосом у человека, знает каждый образованный житель планеты Земля. Именно от того, каков будет состав 23 пары хромосом (ХХ или XY), зависит пол будущего ребенка, и определяется это при оплодотворении и слиянии женской и мужской половой клетки.
Сколько хромосом у картошки? Особенности генома растения
Генетические исследования различных культур растений важны для сельскохозяйственной промышленности. Каждое живое существо на земле имеет свой генетический код. От того, сколько хромосом у картошки, зависят последующие исследования в селекции. Создание новых усовершенствованных сортов необходимо для произрастания в современных условиях.
Количество хромосом у картошки
Клетки, содержащие наследственную память, называются хромосомами. Они включают в себя нуклеиновую кислоту, функция которой заключается в сохранении, воплощении и последующем продолжении информации. В большинстве случаев хромосомы в клетках содержатся попарно. У картофеля 48 хромосом или 24 пары.
Для сравнения число пар хромосом в других растениях:
- Горох посевной – 14.
- Земляника лесная – 14.
- Гречиха культурная – 16.
- Черешня – 16.
- Редис – 18.
- Арбуз – 20.
- Фасоль – 22.
История хромосомного анализа насчитывает более 140 лет. Термин хромосома впервые употребил немецкий ученый В. Вальдейер в 1888г.
Особенности генома растений
Основной биологической характеристикой растения является количество показателя ДНК на гаплоидный геном. Эукариот – это клетки живых организмов, содержащих ядро. Все живое имеет такие клетки, кроме бактерий и архей. Изучение эукариот растений выявило парадоксы. Их суть состоит в значительном колебании размера ДНК, несоответствие между их размерами у различных видов. Был обнаружен избыток ДНК по сравнению с необходимым количеством для кодирования белков. Эти несоответствия объясняются плоидией. Данный термин обозначает хромосомную аномалию, которая может возникать в силу внешних и внутренних факторов. Активное изменение структуры хромосом присуще растительному миру.
Методы исследования в генетике растений
Существует множество методик исследований в науке. Из широко распространенных выделяются:
- моносомный анализ;
- экспериментальный мутагенез;
- гибридизация;
- мскусственный ресинтез;
- автополиплоидия.
Перечисленные методы играют важнейшую роль при изучении наследственности и изменчивости растений. Интересен метод экспериментального мутагенеза. В процессе работы на геном происходит воздействие химическими веществами или радиацией. Полученные результаты составляют генетические карты хромосом. Измененный геном впоследствии проявляет себя по-другому в различных условиях внешней среды. Так называемая карта памяти оставляет новые физиологические и биохимические особенности различных видов растений.
В настоящий момент передовым методом стала гибридизация. Его суть заключается в скрещивании генетического материала в одну клетку зиготу. Тем не менее, вклад мутации в генетику растений немаловажен. С помощью этого метода в мире создано порядка 2 700 мутантных сортов, среди которых только зерновые культуры занимают 50 %. С помощью радиации создано 89 % сортов от общего количества средств, которые применяются для мутации. Зеленая революция позволила удвоить урожаи пшеницы и риса в развивающихся странах. Использование генетического материала позволяет создавать эффективные и ресурсосберегающие сорта растений. Советуем также прочитать нашу статью Гликемический индекс картофеля: жареного, варёного, пюре, чипсов. Калорийность.