Ученые из Института молекулярной и клеточной биологии Сибирского отделения Российской Академии Наук на примере различных видов злаков исследовали количество копий и структуру гена, чрезвычайно важного для процесса правильного деления клеток. Об этом сообщает журнал «Наука в Сибири».
Исследователи выяснили, что широко культивируемые виды, такие как рис, кукуруза, пшеница, ячмень, рожь, отличаются по этим характеристикам, и установили, что различия возникли 35 – 40 млн лет назад. Сохранение в течение столь длительного времени указывает на важность возникших изменений в копийности и структуре гена для адаптации видов.
Исследователи из Института молекулярной и клеточной биологии СО РАН выбрали для анализа ген, кодирующий исключительно важный по своей функции белок, так называемый центромерный гистон. Он определяет позицию центромер на хромосомах и их правильное функционирование. Это необходимо для правильной передачи всей генетической информации от родителей к потомкам. Еще один критический момент состоял в подборе объектов для исследования. Ученые остановились на видах из семейства злаков, которое является одним из самых больших и разнообразных среди растений.
Анализ геномов наиболее распространенных видов показал, что эволюционная ветвь, из которой произошли современные рис и кукуруза, имеет одну копию гена центромерного гистона, а в другой эволюционной ветви, из которой возникли современные пшеница, ячмень и рожь, произошла дубликация. Авторы провели анализ последовательности этого участка ДНК и методом «молекулярных часов» установили, что удвоение произошло примерно 35 – 40 млн лет назад. Оно сопровождалось изменениями в структуре дочерней копии гена, а именно уменьшилось количество кодирующих участков (экзонов) и изменился порядок их чередования с некодирующими участками (интронами). Однако эти изменения не превратили вторую копию гена в «псевдоген», и давление очищающей селекции не выбросило ее за столь длительный срок из генома. Она вполне функциональна и нарабатывает белок уменьшенного размера.