БИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ
БИОЛОГИЯ ЖИВОТНЫХ
ПЕЧАТНАЯ ВЕРСИЯ
ЭЛЕКТРОННАЯ ВЕРСИЯ
 
КАК ПОДАТЬ РУКОПИСЬ
 
КАРТА САЙТА
НА ГЛАВНУЮ

 

 

 

 

doi: 10.15389/agrobiology.2024.3.426rus

УДК 573.4:575.1[631.52+636.082.12

 

О ГЕНО- И ГЕНОМОЦЕНТРИЧНОСТИ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ БИОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ: МИКРООРГАНИЗМЫ, РАСТЕНИЯ, ЖИВОТНЫЕ (обзор)

В.И. ГЛАЗКО, Г.Ю. КОСОВСКИЙ, Т.Т. ГЛАЗКО ✉

Развитие геномики и пангеномики становится все более актуальным для разработок новых методов решения традиционных проблем контроля и направленного влияния на изменчивость полигенных количественных признаков для сохранения и усовершенствования генетических ресурсов сельскохозяйственных видов. Для этого необходима систематизация данных об элементах организации генома, о генах и регуляторных геномных последовательностях. С этой целью в настоящей работе рассматривается функциональная «избыточность» генов, кодирующих белки (E.V. Koonin, 2000; G. Rancati с соавт., 2008; M. Isalan с соавт., 2008); видоспецифичность генетических основ адаптации к экологическим факторам даже у видов, близких по происхождению (B. Benjelloun с соавт., 2023); разная скорость эволюции геномных элементов (гены, кодирующие белки и некодирующие последовательности ДНК), вовлекаемых в общие и таксон-специфичные, видоспецифичные биологические процессы (чем выше специфичность, тем выше полиморфизм и эволюционно «моложе» изменчивость, как правило, связанная с давлением факторов окружающей среды) (W. Yang с соавт., 2022; J. Damas с соавт., 2022; M.J. Christmas с соавт., 2023). Обсуждаются мобильные генетические элементы (транспозоны) как центральный источник регуляторных элементов разных уровней организации регуляторных сетей (L.F.K. Kuderna с соавт., 2024), приводятся данные об их вовлеченности в изменчивость различных генов, мутации по которым вовлекаются в селекционную работу с сельскохозяйственными видами (P. Zhao с соавт., 2023; X.M. Zheng с соавт., 2019; R. Xiang с соавт., 2019). Рассматриваются подходы к управлению этими элементами с помощью генного и геномного редактирования с учетом данных как о таких вставках, так и о механизмах, препятствующих негативным эффектам их транскрипции и транспозиций (G. Farmiloe с соавт., 2023). Предполагается, что именно регуляторные элементы и механизмы их контроля могут быть эффективной мишенью для разработок методов управления генетическими ресурсами сельскохозяйственных видов.

Ключевые слова: доместикация, микроэволюция, макроэволюция, биологические коды, регуляторные элементы, транспозоны, профили генной экспрессии, CRISPR системы.

 

 

ON GENOCENTRICITY AND GENOMOCENTRICITY IN BASIC LIVING SYSTEMS: MICROORGANISMS, PLANTS, ANIMALS (review)

V.I. Glazko, G.Yu. Kosovsky, T.T. Glazko

The development of genomics and pangenomics is becoming increasingly relevant for the development of new methods for solving traditional problems of control and directed influence on the variability of polygenic quantitative traits for the conservation and improvement of genetic resources of agricultural species. It is necessary to systematize data on the elements of the genome organization, on the levels of genes and regulatory genomic sequences, for realization of these purposes. This paper examines the functional “redundancy” of protein-coding genes (E.V. Koonin, 2000; G. Rancati et al., 2008; M. Isalan et al., 2008); species-specificity of the genetic bases of adaptation to environmental factors, even in species close in origin (B. Benjelloun et al., 2023). The different rates of evolution of genomic elements, namely the genes encoding proteins and non-coding DNA sequences involved in general, taxon-specific, and species-specific biological processes, are revealed: the higher specificity of genome elements, the higher polymorphism and the evolutionarily "younger" variability are, usually associated with the pressure of environmental factors (W. Yang wt al., 2022; J. Damas et al., 2022; M.J. Christmas et al., 2023). Mobile genetic elements (transposons) are discussed as a central source of regulatory elements at different levels of the organization of regulatory networks (L.F.K. Kuderna et al., 2024), data are provided on their involvement in the variability of various genes, mutations of which are involved in breeding work with agricultural species (P. Zhao et al., 2023; X.M. Zheng et al., 2019; R. Xiang et al., 2019). Approaches to the management of these elements are considered by applying methods of gene and genomic editing using not only information about such inserts, but also mechanisms that prevent the negative effects of their transcription and transpositions (G. Farmiloe et al., 2023). It is assumed that it is the regulatory elements and their control mechanisms that can be an effective target for the development of methods for managing genetic resources of agricultural species.

Keywords: domestication, microevolution, macroevolution, biological codes, regulatory elements, transposons, gene expression profiles, CRISPR systems.

 

ФГБНУ НИИ пушного звероводства и кролиководства
им. В.А. Афанасьева
,
140143 Россия, Московская обл., Раменский р-н,
пос. Родники, ул. Трудовая, 6,
e-mail: vigvalery@gmail.com, gkosovsky@mail.ru, tglazko@rambler.ru ✉

Поступила в редакцию
7 апреля 2024 года

 

назад в начало

 


СОДЕРЖАНИЕ