Искусственные генетические системы. Том 1 - Патрушев Л.И.
Скачать (прямая ссылка):
Изучение генома направлено, прежде всего, на познание законов его функционирования. Время, в котором мы живем, рассматривается в молекулярной биологии как постгеномная эра. Действительно, исследования последних десяти лет принесли знания о полной первичной структуре геномов многих бактерий, дрожжей, круглого червя нематоды, дрозофилы, арабидопсиса. Приближается к окончательному завершению расшифровка последовательности нуклеотидов генома человека [17, 18], а также одного из важнейших объектов его хозяйственной деятельности - риса [19, 20]. Близки к полному завершению и другие не менее глобальные проекты исследования генома эукариотических
организмов, в том числе геномов африканской шпорцевой лягушки Xenopus leavis и мыши. На фоне этих блестящих достижений ясно обозначился разрыв между формальными знаниями первичной структуры генома эукариот и полным отсутствием какой-либо информации о функциях большинства его генов. Острое ощущение этого пробела в знаниях привело к созданию нового направления в молекулярно-генетических исследованиях -геномики. В отличие от классической и молекулярной генетики, которые в основном заняты изучением отдельных генов, геномика пытается одновременно рассматривать все гены организма в качестве единой динамической системы, компоненты которой, формируя генные сети, взаимодействуют друг с другом в пространстве и во времени. При этом функциональная геномика занимается поиском биологических функций последовательностей нуклеиновых кислот, которые в результате компьютерного анализа отнесены к категории генов, исследованием функциональных взаимодействий между генами (в том числе, продуктами их экспрессии) в норме и при патологических состояниях организма. Функциональная геномика в широком смысле включает в себя многие традиционные и новые молекулярно-генетические дисциплины, и в своих исследованиях использует большое количество экспериментальных приемов. В настоящее время интенсивно развиваются методы анализа транскриптома и протеома (соответственно совокупностей всех видов РНК или белков клетки или организма), основанные на технологиях биологических микрочипов, генных нокаутов, антисмысловых РНК, рибозимов и других современных подходах, принципы которых будут рассматриваться во втором томе монографии. По-видимому, програм-мой-максимумом функциональной геномики можно считать установление функциональных отношений между всеми взаимодействующими генами организма, познание фундаментальных отношений между генотипом и фенотипом.
1.2.1. Размеры геномов
Как видно из табл. 1, размеры геномов организмов разных видов значительно отличаются друг от друга. При этом часто не наблюдается корреляции между уровнем эволюционной сложности биологического вида и размером его генома.
Суммарное количество ДНК в гаплоидном геноме принято обозначать латинским символом С. В 1978 г. Т. Кавалье-Смит описал в качестве парадокса тот факт, что у эукариот транскрибируется лишь незначительная часть последовательностей
Таблица 1
Размер гаплоидного генома у некоторых групп организмов и их отдельных представителей
Группа или представитель организмов Размер генома, п.о.*
Мелкие вирусы 1,0 • 104
Микоплазмы 1,6 • 106
Mycoplasma genitalium G-37 0,58- 106
Mycoplasma mycoides subsp. mycoides SC PG1 1,28 • 106
Эубактерии 2,0 • 106
Bacillus subtilis 168 4,2 • 106
Escherichia coli K-12 4,6 • 106
Nostoc punctiforme ATCC 29133 1,0- 107
Археи 2,1 • 106
Methanococcus jannaschii 1,7 • 106
Halobacterium salinarum 4,0 • 106
Грибы 4,7 • 107
почкующиеся дрожжи Saccharomyces cerevisiae 1,2 • 107
пекарские дрожжи Schizosaccharomyces pombe 1,4 • 107
Насекомые 2,3 • 109
Drosophila melanogaster 1,8 • 108
Моллюски 1,6 109
Костистые рыбы 1,4 109
Амфибии 2,7 • 109
бесхвостые
шпорцевая лягушка Xenopus leavis 3,1 • 109
^ _ 1 rv
хвостатые 3,6 • 10ю
Рептилии 1,5 • 109
Птицы 1,2 • 109
Млекопитающие 2,6 • 109
человек Homo sapiens 3,0 • 109
мышь Mus musculus 3,5 • 109
Растения
