Γιατί το μέγεθος του γονιδιώματος διαφέρει σε διαφορετικούς οργανισμούς;

Το μέγεθος του γονιδιώματος διαφέρει σε διαφορετικούς οργανισμούς για λόγους που δεν είναι εντελώς γνωστοί στη σύγχρονη επιστήμη. Το μέγεθος του γονιδιώματος συσχετίζεται χαλαρά με την πολυπλοκότητα σε πολλές περιπτώσεις, αλλά υπάρχουν πολλές αξιοσημείωτες εξαιρέσεις. Για παράδειγμα, ορισμένα βακτήρια και πολλά είδη φυτών έχουν μεγαλύτερα γονιδιώματα από τους ανθρώπους. Ένας όρος που χρησιμοποιείται συχνά εναλλακτικά με το μέγεθος του γονιδιώματος είναι “C-value”. Αυτή είναι μια συντομογραφία για τη λέξη «σταθερή», μια αναφορά στο γεγονός ότι το μέγεθος του γονιδιώματος μεταξύ ατόμων του ίδιου είδους είναι περίπου σταθερό. Το ερώτημα γιατί ορισμένοι απλοί οργανισμοί έχουν μεγάλα γονιδιώματα ονομάζεται «αίνιγμα C-value» στη βιολογία.

Η ανακάλυψη του “junk DNA”, ή του μη κωδικοποιητικού DNA, στις αρχές της δεκαετίας του 1970 έλυσε εν μέρει το αίνιγμα της C-value. Το ανεπιθύμητο DNA δεν κωδικοποιεί τις πρωτεΐνες και παρόλο που υπάρχουν πρόσφατες ενδείξεις ότι μπορεί να ρυθμίζει τον τρόπο ενεργοποίησης και απενεργοποίησης των γονιδίων, δεν συνεισφέρει σχεδόν τόσο πολύ στη βιολογική πολυπλοκότητα όσο το τμήμα του DNA που περιέχει πραγματικά γονίδια. Εάν λάβετε υπόψη το ανεπιθύμητο DNA, ο αριθμός των γονιδίων σε έναν οργανισμό συσχετίζεται κατά προσέγγιση με αυτό που θα ονομάζαμε διαισθητικά βιολογική πολυπλοκότητα.

Η απλούστερη απάντηση στο ερώτημα της σχέσης μεταξύ του μεγέθους του γονιδιώματος και του τύπου του οργανισμού είναι ότι δεν υπάρχει σχέση. Τα μεγέθη του γονιδιώματος ποικίλλουν πολύ ακόμη και μεταξύ της ίδιας κατηγορίας οργανισμών. για παράδειγμα, στα ζώα υπάρχει διακύμανση με συντελεστή 3,300, και στα φυτά της γης κατά έναν παράγοντα περίπου 1,000, και μεταξύ των πρωτιστών έως και 300,000.

Το μέγεθος του γονιδιώματος μετριέται με δύο τρόπους: κατά βάρος, σε πικογράμματα και με ζεύγη βάσεων, σε εκατομμύρια βάσεις ή μεγαβάσεις. Το ανθρώπινο γονιδίωμα περιέχει περίπου 3,000 μεγαβάσεις, αλλά μόνο το 1.5% του γονιδιώματος κωδικοποιεί πραγματικά τα αληθινά γονίδια. Το γονιδίωμα ενός κοτόπουλου περιέχει περίπου 1,300 megabases. Μια αχιβάδα έχει περίπου 3,200, όπως και τα ποντίκια. Μερικοί βάτραχοι έχουν 6,500 megabases, περισσότερο από το διπλάσιο του μεγέθους του ανθρώπινου γονιδιώματος. μια πασχαλίτσα έχει περίπου 300 megabases. Είναι αδύνατο να μαντέψετε το μέγεθος του γονιδιώματος ενός οργανισμού μόνο κοιτάζοντάς τον, εκτός εάν έχετε ήδη γνώση της απάντησης.