Сколько хромосом у различных животных. ДНК-рекордсмены: как соотносятся между собой геномы человека и червяка Хромосомы у овощей

Отрекся ли Чарльз Дарвин в конце жизни от своей теории эволюции человека? Застали ли древние люди динозавров? Правда ли, что Россия – колыбель человечества, и кто такой йети – уж не один ли из наших предков, заблудившийся в веках? Хотя палеоантропология – наука об эволюции человека – переживает бурный расцвет, происхождение человека до сих пор окружено множеством мифов. Это и антиэволюционистские теории, и легенды, порожденные массовой культурой, и околонаучные представления, бытующие среди людей образованных и начитанных. Хотите узнать, как все было «на самом деле»? Александр Соколов, главный редактор портала АНТРОПОГЕНЕЗ.РУ, собрал целую коллекцию подобных мифов и проверил, насколько они состоятельны.

На уровне бытовой логики очевидно, что «обезьяна круче, чем человек, – у нее на целых две хромосомы больше!». Тем самым «происхождение человека от обезьяны окончательно опровергается»…

Напомним нашим уважаемым читателям, что хромосомы – это такие штуки, в которые в наших клетках упакована ДНК. У человека 23 пары хромосом (23 достались нам от мамы и 23 – от папы. Итого 46). Полный набор хромосом называется «кариотип». В каждой хромосоме содержится в плотно скрученном виде очень большая молекула ДНК.

Важно не число хромосом, а те гены, которые в этих хромосомах содержатся. Один и тот же набор генов может быть упакован в разное число хромосом.

Например, две хромосомы взяли и слились в одну. Число хромосом уменьшилось, но генетическая последовательность, которая содержится в них, осталась той же. (Представьте себе, что между двумя соседними комнатами сломали стенку. Получилась одна большая комната, но содержание – мебель и паркет – прежнее…)

Слияние хромосом и произошло у нашего предка. Именно поэтому у нас на две хромосомы меньше, чем у шимпанзе, притом что гены практически одинаковы.

Откуда нам известно о близости генов человека и шимпанзе?

В 1970?е гг., когда биологи научились сравнивать генетические последовательности разных видов, это проделали для человека и шимпанзе. Специалистов ждал шок: «Различие в нуклеотидных последовательностях вещества наследственности – ДНК – составило у человека и шимпанзе в целом 1,1 %, – писал известный советский приматолог Э. П. Фридман в книге «Приматы». – …Виды лягушек или белок в пределах одного рода отличаются друг от друга в 20–30 раз больше, чем шимпанзе и человек. Это было столь удивительно, что пришлось срочно как-то объяснять несоответствие молекулярных данных тому, что известно на уровне целостного организма » .

А в 1980 г. в авторитетном журнале Science вышла статья команды генетиков университета Миннеаполиса The Striking Resemblance of High-Resolution G-Banded Chromosomes of Man and Chimpanzee («Поразительное сходство окрашенных с высокой разрешающей способностью на полосы хромосом человека и шимпанзе»).

Исследователи применили новейшие на тот момент методы окраски хромосом (на хромосомах появляются поперечные полоски разной толщины и яркости; при этом каждая хромосома отличается своим особым набором полосок). Оказалось, что у человека и шимпанзе исчерченность хромосом почти идентична! Но как же лишняя хромосома? А очень просто: если напротив второй хромосомы человека поставить в одну линию 12?ю и 13?ю хромосомы шимпанзе, соединив их концами, мы увидим, что вместе они и составляют вторую человеческую.

Позже, в 1991 г., исследователи присмотрелись к точке предполагаемого слияния на второй человеческой хромосоме и обнаружили там то, что искали, – последовательности ДНК, характерные для теломер – концевых участков хромосом. Еще одно доказательство, что на месте этой хромосомы когда-то было две!

Но как происходит такое слияние? Допустим, у кого-то из наших предков две хромосомы соединились в одну. У него получилось нечетное количество хромосом – 47, в то время как у остальных, не мутировавших особей, – по-прежнему 48! И как же такой мутант потом размножался? Как вообще могут скрещиваться особи с разным числом хромосом?

Казалось бы, количество хромосом четко разграничивает виды между собой и является непреодолимым препятствием для гибридизации. Каково же было удивление исследователей, когда, изучая кариотипы различных млекопитающих, они стали обнаруживать разброс в числе хромосом внутри некоторых видов! Так, в разных популяциях обыкновенной бурозубки эта цифра может гулять от 20 до 33 . А разновидности мускусной землеройки, как отмечено в статье П. М. Бородина, М. Б. Рогачевой и С. И. Ода, «отличаются друг от друга больше, чем человек от шимпанзе: животные, обитающие на юге Индостана и на Шри-Ланке, имеют в кариотипе 15 пар хромосом, а все остальные землеройки от Аравии до островов Океании – 20 пар… Оказалось, что число хромосом уменьшилось потому, что пять пар хромосом типичной разновидности слились друг с другом: 8?я с 16?й, 9?я с 13?й и т. д.»

Загадка! Напомню, что при мейозе – клеточном делении, в результате которого образуются половые клетки, – каждая хромосома в клетке должна соединиться со своей парой-гомологом. А тут при слиянии возникает непарная хромосома! Куда же ей податься?

Оказывается, проблема решается! П. М. Бородин описывает этот процесс, который он лично зарегистрировал у 29?хромосомных пунаре. Пунаре – щетинистые крысы, обитающие в Бразилии. Особи с 29 хромосомами получились при скрещивании между 30– и 28?хромосомными пунаре, относящимися к разным популяциям этого грызуна.

При мейозе у таких гибридов парные хромосомы успешно находили друг друга. «А оставшиеся три хромосомы образовали тройку: с одной стороны – длинная хромосома, полученная от 28?хромосомного родителя, а с другой – две покороче, которые пришли от 30?хромосомного родителя. При этом каждая хромосома встала на свое место»

У человека 23 пары хромосом, у высших обезьян - 24. Оказывается (к этому все больше склоняются генетики), вторая пара хромосом человека образовалась от слияния пар других хромосом предковых антропоидов, что показано и на представленном в начале главы рисунке. Вот вам и 48 хромосом понгидов против 46 человека! Парижская конференция генетиков и 1971 и 1975 гг. одобрила весьма наглядную таблицу гомологии хромосом человека и трех человекообразных обезьян. На ней видно: шимпанзе - самый близкий наш сородич с почти таким же, как у нас, кариотипом (особенно близок к нам по хромосомам карликовый шимпанзе).

Но не надо думать, что другие, в том числе и низшие, обезьяны очень уж отдалены от человека по строению хромосом. У многих игрунок, некоторых каллицебусов, уакари, даже у лемура вари число хромосом одинаково с людьми - 46 (двойной набор); у капуцинов - 54; у ревунов - 44-52 (разные виды); у мартышек - от 48 до 72; у макаков и павианов - 42; у лангуров - 44; у большинства гиббонов - 44 (у сиаманга - 50). Но родство приматов оценивается, конечно, не только по числу хромосом. Если "вытянуть" все хромосомы каждого вида в одну линию, она у всех видов приматов оказывается одинаковой длины. Меняется лишь количество центромер (т. е. фактически число хромосом), распределение плеч. Одинаково у них и суммарное количество вещества наследственности - ДНК.

В 60-х гг. установлено большое сходство кариотипов человека и многих видов низших обезьян. При изучении филогении хромосом 60 видов приматов от мышиного микроцебуса до человека французский генетик Б. Дютрилло (1979) установил полную аналогию, примерно 70 % неповторяющихся окрашенных полос. Доказательством близкого сходства и родства являются также "человеческие" генетические болезни у обезьян: синдром Дауна, алкаптонурия, аномалии развития. Комплекс гистосовместимости (сродства тканей, необходимого при пересадке органов) локализован в генах на хромосомах шимпанзе , гориллы, орангутана и макака резуса одинаково - окрашенность этих участков у обезьян полностью идентична рисунку на хромосоме 6 человека. Гены, "отвечающие" за кодирование пяти жизненно важных ферментов у капуцина, расположены в хромосомах 2, 9 и 15 - они кодируются точно так же в одинаковых по строению хромосомах человека, но имеющих другую нумерацию.

Но, конечно, наибольшее сходство хромосом установлено у человека с шимпанзе - оно доходит до 90-98 % (по разным авторам). Любопытно запомнить: два вида мартышек, представители одного рода - мартышка Брасса (диплоидной набор хромосом 62) и мартышка талапоин (54 хромосомы) оказываются гомологичными только по 10 парам хромосом, т. е. значительно менее родственными, чем человек и шимпанзе.

Теперь после рассмотрения главных, фундаментальных признаков сходства человека и обезьян по хромосомам будет понятно родство приматов и по другим связанным с генетическим родством показателям. Как мы помним, гены и их вместилище - хромосомы - это участки имеющихся в каждой клетке ядерных (значит, нуклеиновых) кислот, точнее, дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Уже в 60-х гг., сразу за великими открытиями 50-х гг. XX в., когда была установлена роль и структура ДНК, началось ее интенсивное изучение и сопоставление у разных организмов. Так, научились гибридизировать ДНК разных видов. Если ее подогреть, она, нормально двухспиральная, "расплетается" в одиночные нити, на которые можно "нарастить" (наложить) такую же нить ДНК от другого животного, если оно имеет сходные гены. Когда эти нити остынут, они свернутся снова в двойную общую спираль, но лишь настолько, насколько родственны организмы - хозяева этих двух ДНК.

Оказалось, что ДНК человека и птицы гибридизируется на величину 10%, человека и мыши - на 19, человека и более крупных млекопитающих - на 30- 40, но человека и макака резуса - на 66-74%.

Что же касается шимпанзе, то здесь, как упомянуто, гибрид с ДНК человека доходит, по разным авторам, до 90-98 %. Температура, при которой "плавится" эта сращенная ДНК (она разная у гибридов различной близости и поэтому тоже является показателем родства их хозяев), полностью подтверждает особую близость человека с другими приматами.

Когда была обнаружена быстро эволюционировавшая ДНК неядерных образований клетки - митохондрий, скептики выразили сомнения в достоверности данных, полученных на основании сопоставлений ядерной ДНК (хотя хорошо известно, что именно она является основным материалом хромосом, локализованных, как сказано, в ядре клетки): ведь ДНК митохондрий, по мнению некоторых авторов, изменяется в 5-10 раз быстрее ядерной и, таким образом, представляет нам генетические изменения как бы в увеличенном виде.

Калифорнийские биохимики провели исследование (в нем участвовал уже известный нам Алан Вильсон) специально по изучению ДНК митохондрий. Метод, использованный ими, обладает исключительной точностью. Он основан на определении участков ДНК, расщепляемых высокоспецифичными ферментами - рестрикционными эндонуклеазами. Эти ферменты распознают строго определенные последовательности нуклеотидов ДНК и разрезают молекулу только в этих местах. В результате даже незначительные изменения состава или порядка нуклеотидов становятся доступными для анализа.

Путем построения карт участков (или, как говорят ученые, сайтов) действия различных ферментов-рестриктаз можно анализировать весьма близко родственные молекулы ДНК, например, субтипов одного и того же вируса и т. д. И все тот же результат - необычайное родство! И в той же степени, которая установлена уже известными читателю биохимическими и генетическими методами, максимально близки к человеку шимпанзе и гориллы . Дальше отстоит орангутан, еще несколько дальше - гиббоны.

Такое же заключение сделано и при изучении "сателлитной", спутниковой ДНК хромосом, при картировании семейства генов интерферона и др.

После столь большого сходства по хромосомам (ДНК) ни у кого уже не может вызывать удивление "поразительное" сходство белков крови и тканей человека и обезьян - ведь они, белки, получают "программу" от кодирующих их столь близких, как мы видели, родительских субстанций, т. е. от генов, от ДНК! Белки в основном ныне изучаются наряду с иммунологическими методами еще путем определения последовательности аминокислот, порядок, чередование которых, как это стало известно также в 50-е гг., и составляет "физиономию" каждого белка.

Мы уже видели уровень сходства белка альбумина у человека и различных животных. В целом оно выявляется примерно в такой же последовательности и по другим белкам, но иногда бывает выше - по этим показателям африканские антропоиды оказываются ближе к человеку. Вот данные по трансферину - иммунологическая близость выражается в процентах следующим образом: у человека с шимпанзе и гориллой - 100% (полная идентичность!), с обезьянами Старого Света - от 50 до 75, с другими животными - либо ниже 4%, либо нуль, отсутствие сходства. Профессор Г. А. Анненков вполне обосновано предположил, что "высокая степень тождества в строении и функциях распространяется на многие сывороточные белки крови всех (или большинства) приматов".

А вот данные по липопротеинам низкой плотности, играющим важнейшую роль при развитии атеросклероза: иммунологическое сходство их у человека с пресмыкающимися и рыбами-1-10%, с птицами - 10, со свиньями - 35-58, с различными узконосыми обезьянами - 80-85, с шимпанзе - более 90 %. Другой же родственный компонент крови - аполипопротеин, также по данным иммунологического исследования, гомологичен у человека и разных обезьян, но неотличим в плазме людей, шимпанзе и гориллы.

Несопоставимо ни с какими другими животными сходство человека и обезьян по строению и свойствам многих гормонов. Гормон роста очень видоспецифичен, но одинаков у человека и даже макака. Введенный ребенку от обезьян, он будет также эффективно действовать, как такой же гормон от людей (установлено Нобелевским лауреатом американцем Ли Чо Хао). Почти полное тождество установлено недавно (Уэтекем и др., 1982) при изучении нуклеотидной последовательности ДНК, кодирующей гормон инсулин человека и яванского макака, в самом же гормоне, в его белке можно отыскать только две замены в аминокислотной последовательности.

Как показали сухумские эндокринологи Н. П. Гончаров, Г. В. Кация, В. Ю. Бутнев, нет в природе животных, настолько же близких к человеку, как обезьяны в частности павианы, по характеру обмена стероидных гормонов, вырабатываемых надпочечниками и играющих колоссальную роль в системе размножения. Мыши, кролики, крысы, которые, замечу, постоянно используются в исследованиях по стероидогенезу, продуцируют в наибольшем количестве гормон кортикостерон, в то время как у человека и обезьяны преимущественным гормоном этой группы является кортизол. Соотношение двух названных гормонов у обоих приматов почти одинаково и разительно отличается от их пропорций у грызунов.

У кого больше всего хромосом? Какие мутации, кроме синдрома Дауна, нам грозят? Возможно ли скрестить человека с обезьяной? И что произойдет с нашим геномом в будущем? Редактор портала АНТРОПОГЕНЕЗ.РУ поговорил о хромосомах с генетиком, зав. лаб. сравнительной геномики Института молекулярной и клеточной биологии СО РАН Владимиром Трифоновым.

? Можете ли объяснить простым языком, что такое хромосома?

? Хромосома – это фрагмент генома любого организма (ДНК) в комплексе с белками. Если у бактерий обычно весь геном – это одна хромосома, то у сложных организмов с выраженным ядром (эукариотов) обычно геном фрагментирован, и комплексы длинных фрагментов ДНК и белка отчётливо видны в световой микроскоп при делении клетки. Именно поэтому хромосомы как окрашивающиеся структуры («хрома» - цвет по-гречески) были описаны еще в конце XIX века.

? Есть ли какая-то связь между количеством хромосом и сложностью организма?

? Никакой связи нет. У сибирского осетра 240 хромосом, у стерляди – 120, но отличить эти два вида между собой иногда довольно сложно по внешним признакам. У самок индийского мунтжака 6 хромосом, у самцов – 7, а у их родственника – сибирской косули их больше 70 (вернее, 70 хромосом основного набора и еще до десятка добавочных хромосом). У млекопитающих эволюция разрывов и слияний хромосом шла довольно интенсивно и сейчас мы наблюдаем результаты этого процесса, когда зачастую у каждого вида есть характерные особенности кариотипа (набора хромосом). Но, несомненно, общее увеличение размера генома было необходимым этапом в эволюции эукариот. При этом как этот геном распределяется по отдельным фрагментам вроде бы не очень важно.

? Какие существуют распространённые заблуждения по поводу хромосом? Народ часто путается: гены, хромосомы, ДНК…

? Поскольку действительно часто возникают хромосомные перестройки, то у людей есть опасения относительно хромосомных аномалий. Известно, что лишняя копия самой мелкой хромосомы человека (хромосомы 21) приводит к довольно серьезному синдрому (синдром Дауна), имеющему характерные внешние и поведенческие особенности. Лишние половые хромосомы или их недостаток также довольно часто встречаются и могут иметь серьезные последствия. Однако генетиками описано и довольно много относительно нейтральных мутаций, связанных с появлением микрохромосом, или дополнительных Х и Y хромосом. Думаю, стигматизация этого явления связана с тем, что люди слишком узко воспринимают понятие нормы.

? Какие хромосомные мутации встречаются у современного человека и к чему они приводят?

? Самые частые хромосомные аномалии ? это:

? синдром Кляйнфельтера (мужчины XXY) (1 на 500) – характерные внешние признаки, определенные проблемы со здоровьем (анемия, остеопороз, мышечная слабость и нарушение половой функции), стерильность. Могут быть поведенческие особенности. Однако многие симптомы (кроме стерильности) можно корректировать введением тестостерона. С использованием современных репродуктивных технологий можно получать здоровых детей от носителей этого синдрома;

? синдром Дауна (1 на 1000) – характерные внешние признаки, замедленное когнитивное развитие, короткая продолжительность жизни, могут быть фертильны;

? трисомия по Х (женщины ХХХ) (1 на 1000) – чаще всего нет никаких проявлений, фертильность;

? синдром XYY (мужчины) (1 на 1000) – почти нет проявлений, но могут быть особенности поведения и возможны репродуктивные проблемы;

? синдром Тернера (женщины ХО) (1 на 1500) – низкорослость и другие особенности развития, нормальный интеллект, стерильность;

? сбаллансированные транслокации (1 на 1000) – зависит от типа, в некоторых случаях могут наблюдаться пороки развития и умственная отсталость, могут сказываться на фертильности;

? мелкие добавочные хромосомы (1 на 2000) – проявление зависит от генетического материала на хромосомах и варьирует от нейтрального до серьезных клинических симптомов;

В 1% популяции человека встречается перицентрическая инверсия хромосомы 9, но эта перестройка рассматривается как вариант нормы.

Является ли разница в числе хромосом препятствием к скрещиванию? А есть ли интересные примеры скрещивания животных с разным числом хромосом?

? Если скрещивание внутривидовое или между близкими видами, то разница в числе хромосом может не мешать скрещиваться, однако потомки могут оказаться стерильными. Известно очень много гибридов между видами с разным числом хромосом, например, у лошадиных: есть все варианты гибридов между лошадьми, зебрами и ослами, причем число хромосом у всех лошадиных разное и, соответственно, гибриды часто стерильны. Однако это не исключает, что случайно могут образовываться сбаллансированные гаметы.

- Что необычного в области хромосом было открыто в последнее время?

? В последнее время было много открытий, касающихся структуры, функционирования и эволюции хромосом. Мне особенно нравятся работы, показавшие, что половые хромосомы образовывались в разных группах животных совершенно независимо.

? А все-таки, можно ли скрестить человека с обезьяной?

? Теоретически получить такого гибрида можно. В последнее время получены гибриды гораздо более эволюционно далеких млекопитающих (белого и черного носорога, альпаки и верблюда и так далее). Рыжий волк в Америке, долго считался отдельным видом, но недавно было доказано, что он является гибридом между волком и койотом. Известно огромное количество гибридов кошачьих.

? И совсем абсурдный вопрос: можно ли скрестить хомяка с уткой?

? Вот тут скорее всего ничего не получится, потому что генетических отличий за сотни миллионов лет эволюции накопилось слишком много, чтобы носитель такого смешанного генома мог функционировать.

- Возможно, что в будущем у человека будет меньше или больше хромосом?

? Да, это вполне возможно. Не исключено, что сольется пара акроцентрических хромосом и такая мутация распространится на всю популяцию.

? Какую научно-популярную литературу вы посоветуете по теме генетики человека? А научно-популярные фильмы?

? Книги биолога Александра Маркова, трёхтомник «Генетика человека» Фогеля и Мотульского (правда, это не науч-поп, но там хорошие справочные данные). Из фильмов про генетику человека ничего не приходит в голову… Но вот «Внутренняя рыба» Шубина – отличный фильм и одноимённая книга про эволюцию позвоночных.

Беседовал Александр Соколов

Кошки… Домашние любимцы многих людей. Кому-то нравятся рыжие, кому-то черные, кому-то мозаичные. Других привлекают персы, или египетские кошки. Это все дело вкуса.

Однако окрас животного, его экстерьер, характер, болезни, патологии, мутации зависят не только от породы или образа жизни, но и от хромосомного набора (в первую очередь от него), который является постоянным и определенным.

И все же, сколько хромосом у кошки, какое их количество и функции? Об этом и пойдет речь ниже.

Геном и хромосомы

Говорить о том, сколько хромосом у кошки, крайне сложно без основополагающих знаний генетики.

Геном представляет собой структуру, в которую заключена генетическая информация об организме. Практически любая клетка содержит геном. А вот хромосома вмещает в себя всю информацию о строении клетки. Хромосома представляет собой нуклеопротеидные структуры в ядре эукариотической клетки. В хромосоме содержится значительная часть которая хранится, реализуется и передается будущему поколению.

Окрас черный - ген ХВ - генотип - ХВ ХВ; ХВУ;

Окрас рыжий - ген ХЬ - генотип - ХЬ ХЬ; ХЬУ;

Окрас черепаховый - ген - ХВ; ХЬ - генотип- ХВ; ХЬ.

Белый окрас котов

Белый цвет на хромосомном уровне - это отсутствие пигмента. Пигментные клетки блокирует один ген - W. Если в генотипе котов присутствуют рецессивные признаки этого гена (ww), то потомство будет цветным, а если имеется доминантный признак (WW, Ww) и при этом в геноме котов будет много иных обозначений генных хромосом (BOoSsddWw), то мы будет видеть все равно абсолютно белую кошку. Однако такие коты могут нести и пятнистость, и рисунок, но только в том случае, что потомство не унаследует ген W.

Хромосомы кошки с синдромом Дауна

Эта болезнь встречается не только у людей, но и у животных, кошки здесь не исключение.

На просторах Интернета «висит» много историй и фотографий из жизни таких животных. Равно как и люди, такие животные вполне могут жить и быть активными, но визуально они отличаются от здоровых. Как и людям, таким животным нужен определенный уход, забота и лечение.

На вопрос: "Сколько хромосом у кошки Дауна?", можно ответить определенно: 39.

Синдром Дауна имеет место тогда, когда в генном наборе молекул хромосом появляется еще одна лишняя хромосома - нечетная. В случае кошек, это 39 хромосома.

Кошка с в природе встречается редко по той простой причине, что животное не употребляет наркотики, спиртное, не курит, т.е. исключаются провоцирующие причины генной мутации. Но все же, это живой организм, иногда в нем тоже бывают сбои.

Ученые и биологи не имеют определенного мнения о лишней хромосоме. Одни говорят, что быть такого не может, другие говорят, что может, а третьи утверждают, что такое встречается при искусственном выведении животного в качестве подопытного.

Кошка с 20 хромосомами (двадцатая пара хромосом - лишняя) встречается, но она практически не имеет шансов для воспроизведения здорового потомства. Это, конечно, не говорит о том, что такое животное нельзя любить. Они вполне милые, но немного необычные, иные, но все же они живые. К примеру, кошка с таким синдромом (Майя из Америки) стала любимицей своих хозяев (Харрисона и Лорен). Они создали кошке свою страничку в "Инстаграме", регулярно выкладывают ее фотографии и видео. Майя стала любимицей пользователей сети Интернет, она вполне активна и жизнерадостна, хотя страдает одышкой и постоянно чихает. Но жить в свое удовольствие и ради удовольствия своих хозяев ей никто не мешает.

Кстати, не стоит путать синдром Дауна кошки с генетическими мутациями, приводящими к физическому изменению (деформации) лиц животного. Такое встречается в природе чаще, чем болезнь Дауна, и обусловлено скрещиванием между кошками-родственниками (межродовое скрещивание). Если в потомстве много животных одного рода, то рано или поздно наступят физиологические изменения не только во внешнем виде животных, но и скажутся на их развитии в целом. Если заводчики это могут контролировать, то хозяева кошек, бегающих по дворам, практически не могут это отследить. Некоторые люди, такое потомство выкидывают, другие, напротив, относятся к этому философски и также любят своих питомцев.

Сколько у кошки жизней?

Всем известно, что в 1996 году в мире было проведено первое клонирование (знаменитая овечка Долли). Через пять лет ученые клонировали кошку, имя дали ей - Копирка (по-русски) или Carbon Copy (это латынь).

Для клонирования была взята кошка черепаховой серо-рыжей расцветки - Радуга. Из яичников Радуги извлекли яйцеклетки и соматические клетки. Из всех яйцеклеток удалили ядра и заменили ядрами, выделенными из соматических клеток. Затем была проведена стимуляция электрошоком, и после этого реконструированные яйцеклетки трансплантировали в матку серой полосатой кошки. Именно эта суррогатная мать родила Копирку.

Но у Копирки не было рыжих пятен. При исследовании удалось выяснить следующее: в геноме кошки (самки) находятся две X-хромосомы, отвечающие именно за окрас животного.

В оплодотворенной клетке (зиготе) активны обе Х-хромосомы. В процессе деления клеток и дальнейшей дифференцировке во всех клетках тела, включая и будущие пигментные клетки, одна из Х-хромосом инактивируется (т.е. у клетки теряется либо сильно уменьшается активность). Если кошка гетерозиготна (к примеру, Оо) по гену окраски, то в одних клетках может инактивироваться хромосома, несущая аллель рыжей окраски, в других — несущая аллель черной окраски. Дочерние клетки строго наследуют состояние Х-хромосомы. В последствие этого процесса и формируется черепаховая окраска.

При клонировании кошки в ядре реконструированной яйцеклетки, извлеченном из обычной соматической клетки трехцветной кошки, не произошла полная реактивация (восстановление жизнеспособности или активности) выключенной Х-хромосомы.

Полное репрограммирование ядра хромосом при клонировании живого организма (в данном случае - кошки) не происходит. Вполне вероятно, что именно поэтому клонированные животные болеют и не всегда могут вывести здоровое потомство. Копирка жива до сих пор. Она стала мамой трех очаровательных котят.

Заключение

В данной статье было рассмотрено, сколько хромосом у кошки, за что они «отвечают» и как влияют на животное.

На вопрос: "Сколько хромосом в яйцеклетке кошки?", ответ однозначный - 19 хромосом. Гены окраски кошек расположены в Х-хромосоме. Меланобласты (т.е. клетки, которые дают начало пигментным клеткам, производящим меланин) еще не содержат пигмент и отвечают за рисунок на шубке и за цвет радужки глаз. Фермент тирозиназа отвечает за проявление альбинизма, однако этот фермент нельзя путать с геном W (дает белый окрас шубки).

Мозаичные коты имеют хромосомную конституцию ХХУ и генотип ОоУ, поэтому они встречаются не так уж часто. Аллель (участок) гена мозаичных котов - Оо, именно он отвечает за мозаичную окраску.

В хромосомном наборе иногда происходят сбои или мутации генов, тогда рождаются на свет либо кошки с синдромом Дауна, либо кошки с деформированной внешностью. Второе можно спрогнозировать, а вот с первым гораздо сложнее. Возможно, потому, что это явление не самое распространенное и исследований его причин не так уж и много.

Кошку, как и любой другой живой организм, можно клонировать, и, как показывает практика, такие животные вполне жизнеспособны.

Вообще, генетика - это очень интересная и познавательная наука, занимающаяся изучением закономерностей наследственности и изменчивости, передающихся от родителей потомкам. Расшифровав гены животного, можно понять, какое у него будет потомство, можно исключить генные мутации, вывести чистые породы. А девиз заводчиков котов: «Чистые породы - здоровые коты».

​Какие мутации, кроме синдрома Дауна, нам грозят? Возможно ли скрестить человека с обезьяной? И что произойдет с нашим геномом в будущем? Редактор портала АНТРОПОГЕНЕЗ.РУ поговорил о хромосомах с генетиком, зав. лаб. сравнительной геномики СО РАН Владимиром Трифоновым.

− Можете ли объяснить простым языком, что такое хромосома?

− Хромосома – это фрагмент генома любого организма (ДНК) в комплексе с белками. Если у бактерий обычно весь геном – это одна хромосома, то у сложных организмов с выраженным ядром (эукариотов) обычно геном фрагментирован, и комплексы длинных фрагментов ДНК и белка отчётливо видны в световой микроскоп при делении клетки. Именно поэтому хромосомы как окрашивающиеся структуры («хрома» - цвет по-гречески) были описаны еще в конце XIX века.

− Есть ли какая-то связь между количеством хромосом и сложностью организма?

− Никакой связи нет. У сибирского осетра 240 хромосом, у стерляди – 120, но отличить эти два вида между собой иногда довольно сложно по внешним признакам. У самок индийского мунтжака 6 хромосом, у самцов – 7, а у их родственника – сибирской косули их больше 70 (вернее, 70 хромосом основного набора и еще до десятка добавочных хромосом). У млекопитающих эволюция разрывов и слияний хромосом шла довольно интенсивно и сейчас мы наблюдаем результаты этого процесса, когда зачастую у каждого вида есть характерные особенности кариотипа (набора хромосом). Но, несомненно, общее увеличение размера генома было необходимым этапом в эволюции эукариот. При этом как этот геном распределяется по отдельным фрагментам вроде бы не очень важно.

− Какие существуют распространённые заблуждения по поводу хромосом? Народ часто путается: гены, хромосомы, ДНК…

− Поскольку действительно часто возникают хромосомные перестройки, то у людей есть опасения относительно хромосомных аномалий. Известно, что лишняя копия самой мелкой хромосомы человека (хромосомы 21) приводит к довольно серьезному синдрому (синдром Дауна), имеющему характерные внешние и поведенческие особенности. Лишние половые хромосомы или их недостаток также довольно часто встречаются и могут иметь серьезные последствия. Однако генетиками описано и довольно много относительно нейтральных мутаций, связанных с появлением микрохромосом, или дополнительных Х и Y хромосом. Думаю, стигматизация этого явления связана с тем, что люди слишком узко воспринимают понятие нормы.

− Какие хромосомные мутации встречаются у современного человека и к чему они приводят?

− Самые частые хромосомные аномалии − это:

− синдром Кляйнфельтера (мужчины XXY) (1 на 500) – характерные внешние признаки, определенные проблемы со здоровьем (анемия, остеопороз, мышечная слабость и нарушение половой функции), стерильность. Могут быть поведенческие особенности. Однако многие симптомы (кроме стерильности) можно корректировать введением тестостерона. С использованием современных репродуктивных технологий можно получать здоровых детей от носителей этого синдрома;

− синдром Дауна (1 на 1000) – характерные внешние признаки, замедленное когнитивное развитие, короткая продолжительность жизни, могут быть фертильны;

− трисомия по Х (женщины ХХХ) (1 на 1000) – чаще всего нет никаких проявлений, фертильность;

− синдром XYY (мужчины) (1 на 1000) – почти нет проявлений, но могут быть особенности поведения и возможны репродуктивные проблемы;

− синдром Тернера (женщины ХО) (1 на 1500) – низкорослость и другие особенности развития, нормальный интеллект, стерильность;

− сбаллансированные транслокации (1 на 1000) – зависит от типа, в некоторых случаях могут наблюдаться пороки развития и умственная отсталость, могут сказываться на фертильности;

− мелкие добавочные хромосомы (1 на 2000) – проявление зависит от генетического материала на хромосомах и варьирует от нейтрального до серьезных клинических симптомов;

В 1% популяции человека встречается перицентрическая инверсия хромосомы 9, но эта перестройка рассматривается как вариант нормы.

Является ли разница в числе хромосом препятствием к скрещиванию? А есть ли интересные примеры скрещивания животных с разным числом хромосом?

− Если скрещивание внутривидовое или между близкими видами, то разница в числе хромосом может не мешать скрещиваться, однако потомки могут оказаться стерильными. Известно очень много гибридов между видами с разным числом хромосом, например, у лошадиных: есть все варианты гибридов между лошадьми, зебрами и ослами, причем число хромосом у всех лошадиных разное и, соответственно, гибриды часто стерильны. Однако это не исключает, что случайно могут образовываться сбаллансированные гаметы.

- Что необычного в области хромосом было открыто в последнее время?

− В последнее время было много открытий, касающихся структуры, функционирования и эволюции хромосом. Мне особенно нравятся работы, показавшие, что половые хромосомы образовывались в разных группах животных совершенно независимо.

− А все-таки, можно ли скрестить человека с обезьяной?

− Теоретически получить такого гибрида можно. В последнее время получены гибриды гораздо более эволюционно далеких млекопитающих (белого и черного носорога, альпаки и верблюда и так далее). Рыжий волк в Америке, долго считался отдельным видом, но недавно было доказано, что он является гибридом между волком и койотом. Известно огромное количество гибридов кошачьих.

− И совсем абсурдный вопрос: можно ли скрестить хомяка с уткой?

− Вот тут скорее всего ничего не получится, потому что генетических отличий за сотни миллионов лет эволюции накопилось слишком много, чтобы носитель такого смешанного генома мог функционировать.

- Возможно, что в будущем у человека будет меньше или больше хромосом?

− Да, это вполне возможно. Не исключено, что сольется пара акроцентрических хромосом и такая мутация распространится на всю популяцию.

− Какую научно-популярную литературу вы посоветуете по теме генетики человека? А научно-популярные фильмы?

− Книги биолога Александра Маркова, трёхтомник «Генетика человека» Фогеля и Мотульского (правда, это не науч-поп, но там хорошие справочные данные). Из фильмов про генетику человека ничего не приходит в голову… Но вот «Внутренняя рыба» Шубина – отличный фильм и одноимённая книга про эволюцию позвоночных.