Interested Article - Молекулярные часы

Филогенетическое дерево , построенное на основе анализа последовательностей генов рРНК , показывает общее происхождение организмов всех трёх доменов : бактерии , археи , эукариоты .

Молекулярные часы ( англ. molecular clock , иногда gene clock, evolutionary clock ) — метод датирования филогенетических событий (расхождений видов или других таксонов), основанный на гипотезе, согласно которой эволюционно значимые замены мономеров в биомолекулах происходят с практически постоянной скоростью ( molecular clock hypothesis ). Обычно для подобных вычислений используются нуклеотидные последовательности ДНК и аминокислотные последовательности белков .

Скорость мутаций может быть неравномерной и различается для разных видов, из-за чего метод дает лишь приблизительные результаты.

Выдвижение теории и её развитие

Гипотеза молекулярных часов была выдвинута в 1962 году при анализе аминокислотных последовательностей гемоглобина и цитохрома С и Лайнусом Полингом . Они отметили, что количество аминокислотных различий в гемоглобине растет линейно со временем, которое оценивалось по фоссилиям . Они обобщили наблюдение и пришли к выводу, что скорость эволюционного изменения каждого белка приблизительно постоянна.

В 1963 году был обнаружен феномен «генетической эквидистантности» ( genetic equidistance ), заключающийся в независимости эволюции аминокислотных последовательностей в белках и морфологической эволюции :

Полезной проверкой важной роли времени как главного фактора в накоплении изменчивости в цитохроме C должно быть сравнение аминокислотных последовательностей гомологичных белков, выделенных из видов, о которых известно, что они на протяжении длительных периодов времени не претерпевали морфологических изменений, и из быстро изменяющихся видов.

Работы этих трёх ученых привели к постулированию гипотезы в начале 1960-х .

Аллан Вильсон и занимались развитием метода .

Связь с нейтральной теорией молекулярной эволюции

Мотоо Кимура разработал нейтральную теорию молекулярной эволюции , которая независимо предсказывала существование молекулярных часов .

Критика

Существует критика метода, например М. Гудмена , который обнаружил различный темп часов в разных таксонах. Несмотря на это, теория используется в филогенетике и для оценки давности дивергенции видов.

Примечания

(англ.) ( and Linus Pauling . Molecular disease, evolution, and genetic heterogeneity // Horizons in Biochemistry (неопр.) / Kasha, M. and Pullman, B (editors). — Academic Press, New York, 1962. — С. 189—225.
Margoliash E. Primary Structure and evolution of cytochrome C (англ.) // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America : journal. — 1963. — October ( vol. 50 , no. 4 ). — P. 672—679 . — doi : . — . — PMC .
Kumar S. Molecular clocks: four decades of evolution (англ.) // Nat. Rev. Genet. : journal. — 2005. — August ( vol. 6 , no. 8 ). — P. 654—662 . — doi : . — .
Pesole G., Gissi C., De Chirico A., Saccone C. Nucleotide substitution rate of mammalian mitochondrial genomes (англ.) // (англ.) ( : journal. — 1999. — April ( vol. 48 , no. 4 ). — P. 427—434 . — doi : . — .
Huang, S. // Journal of Computer Science and Systems Biology. — 2008. — Vol. 1. — P. 92-102. — . 1 апреля 2022 года.
Kimura, Motoo. Evolutionary rate at the molecular level (англ.) // Nature. — 1968. — Vol. 217 , no. 5129 . — P. 624—626 . — doi : . — .
Goodman, M. (англ.) // Progress in Biophysics and Molecular Biology. — 1981. — Vol. 37 . — P. 105-164 . — doi : . — .

Ссылки

— medbiol.ru
/ Природа науки. 200 законов мироздания. Научно-популярная энциклопедия Джеймса Трефила (James Trefil. Cassel's Laws of Nature: An A–Z of Laws and Principles Governing the Workings of Our Universe, 2002)
Нейтральная теория молекулярной эволюции // (рус.) . — 2009. — С. 35.