Το ψάρι με περίπου 30 φορές μεγαλύτερο γονιδίωμα από το ανθρώπινο
Γνωρίστε το ψάρι με 30 φορές περισσότερο DNA από τους ανθρώπους - τον απόλυτο συλλέκτη της εξέλιξης.
Ένας νέος πρωταθλητής έχει αναδυθεί στον γονιδιωματικό στίβο του ζωικού βασιλείου: το νοτιοαμερικανικό πνευμονόψαρο (Lepidosiren paradoxa) διαθέτει το μεγαλύτερο πλήρως αλληλουχημένο ζωικό γονιδίωμα που έχει καταγραφεί ποτέ. Το DNA του αποτελείται συνολικά από περίπου 91 δισεκατομμύρια ζεύγη βάσεων - περίπου 30 φορές μεγαλύτερο από το ανθρώπινο γονιδίωμα - ενώ κωδικοποιεί παρόμοιο αριθμό γονιδίων, περίπου 20.000.
Το μεγαλύτερο μέρος αυτού του τεράστιου γονιδιώματος αποτελείται από μη κωδικοποιητικές περιοχές, κυρίως επαναλαμβανόμενα μεταθετά στοιχεία - που συχνά ονομάζονται «εγωιστικό» DNA - που αναπαράγονται και εισέρχονται σε όλο το γονιδίωμα. Οι συγκρίσεις με άλλα είδη πνευμονόψαρων αποκαλύπτουν ότι το L. paradoxa έχει συσσωρεύσει DNA ισοδύναμο με ένα πλήρες ανθρώπινο γονιδίωμα κάθε 10 εκατομμύρια χρόνια.
Ως «ζωντανά απολιθώματα» και στενοί συγγενείς των προγόνων όλων των τετράποδων (χερσαίων σπονδυλωτών), τα πνευμονόψαρα παρέχουν ανεκτίμητες γνώσεις για την εξέλιξη των σπονδυλωτών μέσω των αποκωδικοποιημένων γονιδιωμάτων τους.
Μελέτες δείχνουν ότι τα πνευμονόψαρα της Νότιας Αμερικής και της Αφρικής δεν διαθέτουν ορισμένα γονίδια που συνήθως περιορίζουν τον πολλαπλασιασμό των μεταθετών στοιχείων, επιτρέποντας την ανεξέλεγκτη γονιδιωματική επέκταση. Αυτό το «φούσκωμα» έχει πιθανό κόστος: 18 από τα 19 χρωμοσώματα του ψαριού έχουν το καθένα μέγεθος αντίστοιχο με ολόκληρο το ανθρώπινο γονιδίωμα, απαιτώντας σημαντική ενέργεια για την αντιγραφή του DNA και οδηγώντας σε μεγεθυμένα κύτταρα και πυρήνες.
Αν και τα ογκώδη γονιδιώματα μπορούν μερικές φορές να οδηγήσουν στην προσαρμογή - αλλάζοντας τη γονιδιακή ρύθμιση ή παρέχοντας υλικό για νέα γονίδια- η ανεξέλεγκτη ανάπτυξη κινδυνεύει να διαταράξει ζωτικές διεργασίες.
Ενώ ορισμένα φυτά, όπως η φτέρη διχάλα από τη Νέα Καληδονία και το Paris japonica, διαθέτουν ακόμη μεγαλύτερα γονιδιώματα, το L. paradoxa ηγείται επί του παρόντος μεταξύ των ζώων. Ωστόσο, το μη αλληλουχημένο μαρμάρινο πνευμονόψαρο μπορεί τελικά να το ξεπεράσει.
Γεωδίφης με πληροφορίες από τις σελίδες Science, Nature
περισσότερα,
[Pennisi, E. (2024, August 14). This odd fish has 30 times as much DNA as humans- a new record for animals. Science]
[Meyer, A., Schartl, M., & colleagues. (2024). The genome of the South American lungfish Lepidosiren paradoxa and the evolution of vertebrate genome size. Nature]