Ora molekulare: informacion i përgjithshëm. Metoda "Ora molekulare".

Meqenëse shumica e mutacioneve gjenetike të rastësishme nuk sjellin as dëm as përfitim për trupin, ato grumbullohen me një shkallë konstante (në një shkallë gjeologjike kohore); dhe prej tyre mund të gjykohet koha që ka kaluar që nga ndarja e dy specieve të prejardhjes nga një paraardhës i përbashkët. Shpejtësia e akumulimit të ndryshimeve të tilla quhet përparimi i orës molekulare.

Ora molekulare është një metodë për datimin e ngjarjeve filogjenetike bazuar në deklaratën aksiomatike të lartpërmendur se acidet nukleike karakterizohen nga një shkallë pothuajse konstante e zëvendësimeve të rëndësishme evolucionarisht të monomerëve molekularë (nukleotideve). Nga kjo rrjedh se koha e kaluar që nga divergjenca e çdo çifti degësh të pemës familjare ("grupet motra") është proporcionale me numrin e zëvendësimeve molekulare, me kusht që të mos ketë presion selektiv. Dallimi midis molekulave ortologjike të dy llojeve të ndryshme përdoret për të përcaktuar kohën që ka kaluar që kur dy speciet kanë pasur për herë të fundit një paraardhës të përbashkët (për të llogaritur kohën e ngjarjeve të ndryshme evolucionare. Në realitet, ritmet e mutacioneve janë të pabarabarta dhe ndryshojnë midis specieve, kështu që llogaritjet e bazuara në orët molekulare janë shumë të përafërta.

Hipoteza e orës molekulare u parashtrua duke krahasuar hemoglobinën dhe citokromin C nga specie të ndryshme. Zuckerkandl dhe Pauling (1962) vunë re se ritmet e zëvendësimeve të aminoacideve në këto proteina ishin afërsisht të njëjta kur krahasonin gjitarë të ndryshëm.

Ata supozuan se për çdo proteinë në të gjitha linjat filogjenetike shkalla e evolucionit është konstante.

Studimet e kryera (për shembull, Goodman, 1981) kanë treguar se jo të gjitha linjat e gjakut shfaqin një shkallë konstante evolucioni: taksa të ndryshme kanë ritme të ndryshme evolucioni. Me shumë mundësi, nuk ka orë molekulare globale, por ka ato lokale brenda taksave. Në të vërtetë, brenda taksave shpesh nuk ka dallime të rëndësishme në normat e zëvendësimit.

Dallimet në ritmet e evolucionit shpjegohen shpesh nga efektet e kohës së gjenerimit ose ndryshimet në efikasitetin e sistemeve të riparimit, me normat e zëvendësimit që rriten pas dyfishimit të gjeneve dhe gjatë kohës së rrezatimit adaptiv.

Megjithatë, përkundër polemikave të hipotezës së orës molekulare, ajo përdoret gjerësisht për të vlerësuar kohën e divergjencës së specieve dhe për të ndërtuar pemë filogjenetike.

Më 26 qershor 2000, ndodhi një ngjarje shumë domethënëse, për të cilën u shkrua shumë në shtyp. Në një konferencë për shtyp me pjesëmarrjen e Presidentit të Shteteve të Bashkuara dhe Kryeministrit të Britanisë së Madhe, përfaqësuesit e dy ekipeve kërkimore - konsorciumi ndërkombëtar Projekti i Gjenomit të Njeriut dhe kompania Celera Genomics - njoftuan solemnisht se, si rezultat i shumë viteve me përpjekjet e një numri të madh shkencëtarësh dhe fonde të mëdha, deshifrimi i gjenomit njerëzor (më saktë, është përcaktuar struktura e plotë e ADN-së). Projekti i Shekullit, i cili nuk ka analoge në shkallë, u zbatua me sukses. Çfarë ka mësuar dhe fituar njerëzimi si rezultat i kësaj? Si i ndihmon kjo njohuri e re një personi në zgjidhjen e problemeve të tij të shumta të përditshme? Çfarë sekretesh ruan gjenomi i njeriut?

E gjithë kjo trajtohet në këtë monografi, e shkruar në një formë popullore dhe e destinuar për gamën më të gjerë të lexuesve: për nxënësit e shkollave të mesme, mësuesit e shkollave, studentët dhe mësuesit e universiteteve dhe në përgjithësi për të gjithë njerëzit e arsimuar që duan të dinë më shumë për veten e tyre.

Libri:

ORË MOLEKULARE

<<< Назад
Përpara >>>

ORË MOLEKULARE

Ju thoni se koha po ikën.

Të çmendurit - kjo është ajo që po kaloni.

Talmudi

Është vërtetuar mjaft qartë se shumica e mutacioneve pika që ndodhin në gjenom nuk janë as të dobishme dhe as të dëmshme për njerëzit, domethënë ato janë neutrale. Kërcimet me shumë mundësi nuk janë karakteristikë e evolucionit. Frekuencat e mutacioneve pika janë të ulëta (rreth 10-8 për gjeneratë) dhe relativisht konstante. Llogaritjet tregojnë se me madhësinë e gjenomit diploid të njeriut është rreth 7x10 9 bp. përjeton mesatarisht 175 mutacione të reja për brez (25 vjet). Akumulimi i mutacioneve mund të krahasohet me rrjedhën e kokrrave të rërës në një orë me rërë, e cila shërben si matës i kohës. Por në praktikë, shkencëtarët nuk përdorën një orë rëre, por një "orë molekulare". Meqenëse shumica e mutacioneve nuk prekin vetë organizmin, ato mund të vazhdojnë lehtësisht në evolucion për një kohë të gjatë. Ishin këto fakte që shkencëtarët kapën kur krijuan një qasje të re të quajtur "ora molekulare".

Në fazën e parë u krye "rregullimi" i këtyre orëve. Për këtë qëllim, u përdorën të dhëna për shkallën e ndryshimit të ADN-së të llojeve të ndryshme të organizmave, për të cilët koha e divergjencës në evolucion u përcaktua në mënyrë të besueshme nga të dhënat paleontologjike dhe arkeologjike. Dhe vetëm pas kësaj filloi "leximi" i kapitujve të ndryshëm evolucionar të Enciklopedisë Njerëzore.

"Ora molekulare" tregon rreptësisht se sa shpesh, mbi një milion vjet (mesatarisht), ndodhin mutacione në ADN-në e një gjeni ose gjenomi të caktuar në tërësi. Mbi këtë bazë, nga ndryshimet në ADN, mund të gjykohet se sa kohë më parë dy lloje të ndryshme organizmash, koha e origjinës së tyre nuk dihet, ishin një specie kur u ndanë, domethënë u ndanë në dy degë të ndryshme të evolucionit. Në të njëjtën mënyrë, mund të krahasohen popullatat njerëzore apo edhe ADN-ja e njerëzve individualë dhe të gjykohet prejardhja e tyre e përbashkët ose lidhjet familjare. Në veçanti, duke përdorur "orën molekulare" ishte e mundur të vlerësohej më saktë koha e ndarjes së njerëzve nga majmunët. Sipas vlerësimeve molekulare, kjo ka ndodhur afërsisht 5 milion vjet më parë. Kjo bëri një ndryshim të rëndësishëm në të dhënat e paleontologëve, të cilët për një kohë të gjatë besonin se ndarja e njerëzve dhe majmunëve ndodhi rreth 25 milion vjet më parë. Një analizë masive e mitDNA nga raca të ndryshme tregoi se disa mitDNA ndryshojnë nga të tjerët në numrin e zëvendësimeve të disa nukleotideve me të tjerët, domethënë numrin e mutacioneve. U përcaktuan tregues të tillë si numri i mutacioneve individuale, vendndodhja dhe lloji i tyre. Këto të dhëna të publikuara gjerësisht zbuluan prejardhjen e përbashkët të të gjithë njerëzve të gjallë përmes linjës femërore. Nëse lexuesi nuk e ndalon së lexuari librin në këtë pikë, ai do të gjejë një përshkrim më të detajuar të këtyre studimeve interesante më tej.

Metoda e "orës molekulare" e aplikuar në tekstet e ADN-së është shumë e ngjashme në kuptimin e saj me metodën glotokronologjike të përdorur në gjuhësi për të vendosur marrëdhëniet e gjuhëve të ndryshme. Kjo është një metodë e veçantë statistikore për përcaktimin e moshës së gjuhëve të lidhura, pra sa kohë më parë janë ndarë, sipas numrit të fjalëve që kanë të njëjtën origjinë në këto gjuhë. Në fund të fundit, gjuha njerëzore, ashtu si gjenomi njerëzor, ndryshon gjatë gjithë kohës. Nëse një fis ose një popull që flet të njëjtën gjuhë, për ndonjë arsye, ndahet në dy pjesë që humbasin kontaktin me njëra-tjetrën, atëherë gjuha, ashtu si gjenomi, e secilit prej këtyre dy fiseve ose popujve të rinj do të ndryshojë në mënyrën e vet. Sa më shumë të kalojë kohë pas ndarjes së dy popujve, aq më pak ngjashmëri do të mbeten në gjuhët dhe gjenomet e tyre, por ato do të mbeten ende të lidhura. Shkalla e ngjashmërisë mund të përdoret për të gjykuar kur ka ndodhur ndarja. Gjuhëtarët kanë zbuluar se mbi 1000 vjet në të ashtuquajturin fjalor bazë (përfshin ato fjalë që janë në çdo gjuhë - "shtëpi", "tokë", "qielli", emra të pjesëve të trupit, etj.) 86% e fjalëve janë të ruajtura, pra secila nga gjuhët e dy popujve, e ndarë 1000 vjet më parë, ka 86% të fjalëve të përbashkëta me gjuhën stërgjyshore. Si rezultat, këto gjuhë kanë 74% (86% nga 86%) fjalë të përbashkëta me njëra-tjetrën. Kur krahasojmë pemën evolucionare të popullatave njerëzore me analizën gjuhësore, rezultoi se në shumicën e rasteve gjuhët e popullatave të lidhura gjenetikisht i përkasin të njëjtit grup gjuhësor. Përfundimi i shkencëtarëve është se sa më herët të ndaheshin dy popullsitë, aq më gjatë evoluonin në mënyrë të pavarur dhe aq më shumë zëvendësime grumbulloheshin, si në ADN-në e tyre ashtu edhe në gjuhët e tyre. Sigurisht, gjuhët nuk varen drejtpërdrejt nga gjenet, dhe korrelacionet e lidhjeve gjenetike dhe gjuhësore përcaktohen vetëm nga rrethanat historike. Por është e rëndësishme për ne që këtu një studim mjaft shpesh konfirmon një tjetër.

Ngjarjet (divergjencat e specieve ose taksave të tjera) të bazuara në hipoteza hipoteza e orës molekulare, sipas të cilit zëvendësimet e rëndësishme evolucionare të monomereve në acidet nukleike ose aminoacideve në proteina ndodhin me një shpejtësi pothuajse konstante.

Shkalla e mutacionit mund të jetë e pabarabartë dhe të ndryshojë midis specieve, duke bërë që metoda të japë vetëm rezultate të përafërta.

Promovimi i teorisë dhe zhvillimi i saj

Hipoteza e orës molekulare u parashtrua në vitin 1962 duke analizuar sekuencat e aminoacideve të hemoglobinës dhe citokromit C nga E. Zuckerkandl dhe L. Pauling. Ata vunë re se numri i dallimeve të aminoacideve në hemoglobinë rritet në mënyrë lineare me kalimin e kohës, gjë që u vlerësua nga fosilet. Ata përmblodhën vëzhgimin dhe arritën në përfundimin se shkalla e ndryshimit evolucionar për secilën proteinë është afërsisht konstante.

Një test i dobishëm i rolit të rëndësishëm të kohës si një faktor kryesor në akumulimin e variacionit në citokrom C do të ishte krahasimi i sekuencave aminoacide të proteinave homologe të izoluara nga specie të njohura se nuk kanë pësuar ndryshime morfologjike për periudha të gjata kohore dhe me shpejtësi. ndryshimi i specieve

Puna e këtyre tre shkencëtarëve çoi në postulimin e hipotezës në fillim të viteve 1960.

Lidhja me teorinë neutrale të evolucionit molekular

Kritika

Ka kritika për metodën, për shembull "Goodman, 1981, Prog.Byophys.Mol.Evol., V.38.P.105-164.", e cila gjeti norma të ndryshme të orës në taksa të ndryshme. Pavarësisht kësaj, teoria përdoret në filogjenetikë dhe për të vlerësuar moshën e divergjencës së specieve.

Shihni gjithashtu

Shkruani një koment për artikullin "Ora molekulare"

Shënime

Lidhjet

  • medbiol.ru/medbiol/molevol/000716b1.htm
  • elementy.ru/trefil/molecular_clock?page_design=print
  • Lukashov V.V. Teoria neutrale e evolucionit molekular // Evolucioni molekular dhe analiza filogjenetike: Libër mësuesi. - 2009. - F. 35.

Një fragment që karakterizon orën molekulare

- Çfarë bishë!.. Epo?..
"Unë shkova pas dikujt tjetër," vazhdoi Tikhon, "u zvarrita në pyll në këtë mënyrë dhe u shtriva". – Tikhon befas dhe fleksibël u shtri në bark, duke imagjinuar në fytyrat e tyre se si e bëri atë. "Një dhe kapeni," vazhdoi ai. "Unë do ta grabis atë në këtë mënyrë." – Tikhon u hodh shpejt dhe me lehtësi. "Le të shkojmë, them unë, te koloneli." Sa i zhurmshëm do të jetë ai. Dhe këtu janë katër prej tyre. Më vërshuan me hell. "Unë i godita me sëpatë në këtë mënyrë: pse jeni, Krishti është me ju," bërtiti Tikhon, duke tundur krahët dhe duke u vrenjtur në mënyrë kërcënuese, duke nxjerrë gjoksin.
"Ne pamë nga mali se si kërkove një vijë nëpër pellgje," tha esauli duke ngushtuar sytë e tij të shndritshëm.
Petya me të vërtetë donte të qeshte, por ai pa që të gjithë po përmbaheshin nga të qeshurat. Ai shpejt lëvizi sytë nga fytyra e Tikhon në fytyrat e esaul dhe Denisov, duke mos kuptuar se çfarë do të thoshte gjithçka.
"As mos e imagjinoni," tha Denisov, duke u kollitur me inat, "Pse nuk e bëri atë?"
Tikhon filloi të gërvishtte shpinën me njërën dorë, kokën me tjetrën, dhe papritmas e gjithë fytyra e tij u shtri në një buzëqeshje të shndritshme, budallaqe, duke zbuluar një dhëmb të humbur (për të cilin ai u mbiquajt Shcherbaty). Denisov buzëqeshi dhe Petya shpërtheu në të qeshura të gëzuara, në të cilën u bashkua edhe vetë Tikhon.
"Po, është krejtësisht e gabuar," tha Tikhon. "Rrobat që ai ka veshur janë të këqija, kështu që ku duhet ta çojmë?" Po, dhe një burrë i vrazhdë, nderi juaj. Pse, thotë, unë vetë jam djali i Anaralit, nuk shkoj, thotë.
- Çfarë brutale! - tha Denisov. - Me duhet te pyes...
"Po, e pyeta," tha Tikhon. - Ai thotë: Nuk e njoh mirë. Të tanët janë shumë, thotë ai, por të gjithë janë të këqij; vetëm, thotë ai, një emër. "Nëse je mirë," thotë ai, "do t'i marrësh të gjithë," përfundoi Tikhon, duke parë me gëzim dhe vendosmëri në sytë e Denisov.
"Këtu unë do të derdh njëqind goga dhe ju do të bëni të njëjtën gjë," tha Denisov ashpër.
"Pse të jesh i zemëruar," tha Tikhon, "epo, nuk e kam parë frëngjishten tënde?" Vetëm lëre të errësohet, unë do të sjell çfarë të duash, të paktën tre.
"Epo, le të shkojmë," tha Denisov dhe ai kaloi gjatë gjithë rrugës deri në dhomën e rojeve, duke u vrenjtur me zemërim dhe në heshtje.
Tikhon erdhi nga pas dhe Petya dëgjoi Kozakët duke qeshur me të dhe me të për disa çizme që i kishte hedhur në një shkurre.
Kur ajo e qeshura që e kishte pushtuar me fjalët dhe buzëqeshjen e Tikhon kaloi dhe Petya e kuptoi për një moment që ky Tikhon kishte vrarë një burrë, u ndie në siklet. Ai shikoi prapa nga bateristi i robëruar dhe diçka ia shpoi zemrën. Por kjo siklet zgjati vetëm për një moment. Ai ndjeu nevojën të ngrinte kokën më lart, të gëzonte dhe të pyeste esaulin me një vështrim domethënës për ndërmarrjen e së nesërmes, për të mos qenë i padenjë për shoqërinë në të cilën ndodhej.
Oficeri i dërguar u takua me Denisov në rrugë me lajmin se vetë Dolokhov do të mbërrinte tani dhe se gjithçka ishte në rregull nga ana e tij.
Denisov papritmas u bë i gëzuar dhe thirri Petya pranë tij.
"Epo, më trego për veten tënde," tha ai.

Kur Petya u largua nga Moska, duke lënë të afërmit e tij, ai u bashkua me regjimentin e tij dhe menjëherë pas kësaj ai u dërgua si një urdhër te gjenerali që komandonte një detashment të madh. Që nga koha e gradimit të tij në oficer, dhe veçanërisht nga hyrja e tij në ushtrinë aktive, ku mori pjesë në Betejën e Vyazemsky, Petya ishte në një gjendje gëzimi të ngazëllyer vazhdimisht për faktin se ai ishte i shkëlqyeshëm dhe vazhdimisht. nxitim entuziast për të mos humbur asnjë rast heroizmi të vërtetë . Ishte shumë i lumtur me atë që shihte dhe përjetonte në ushtri, por në të njëjtën kohë i dukej se aty ku nuk ishte, aty po ndodhin tani gjërat më reale, heroike. Dhe ai nxitonte të shkonte atje ku nuk ishte.
Kur më 21 tetor gjenerali i tij shprehu dëshirën për të dërguar dikë në shkëputjen e Denisov, Petya me aq keqardhje kërkoi ta dërgonte atë sa gjenerali nuk mund të refuzonte. Por, duke e dërguar atë, gjenerali, duke kujtuar aktin e çmendur të Petya në betejën e Vyazemsky, ku Petya, në vend që të shkonte përgjatë rrugës ku u dërgua, galopoi në një zinxhir nën zjarrin e francezëve dhe qëlloi atje dy herë nga pistoleta e tij. - duke e dërguar atë, gjeneralin, domethënë, ai e ndaloi Petya të merrte pjesë në ndonjë nga veprimet e Denisov. Kjo e bëri Petya të skuqej dhe u hutua kur Denisov pyeti nëse mund të qëndronte. Para se të nisej për në buzë të pyllit, Petya besonte se duhej të përmbushte rreptësisht detyrën e tij dhe të kthehej menjëherë. Por kur pa francezët, pa Tikhon, mësoi se ata me siguri do të sulmonin atë natë, ai, me shpejtësinë e kalimeve të të rinjve nga një shikim në tjetrin, vendosi me vete që gjenerali i tij, të cilin deri tani e kishte respektuar shumë, ishte plehra, gjermani se Denisov është një hero, dhe Esaul është një hero, dhe se Tikhon është një hero dhe se do të kishte turp t'i linte në kohë të vështira.

Numri i biletës 19 Llojet e mutacioneve. Mutacionet janë materiali i evolucionit.

Mutacioni (lat. mutacion- ndryshim) - i vazhdueshëm (d.m.th., ai që mund të trashëgohet nga pasardhësit e një të dhënë qelizat ose trupi) ndryshim gjenotip, që ndodh nën ndikimin e mjedisit të jashtëm ose të brendshëm. Afati i propozuar Hugo de Vries. Procesi i shfaqjes së mutacionit quhet mutagjeneza .

Mutacionet ndahen në spontane Dhe i nxitur. Mutacionet spontane ndodhin spontanisht gjatë gjithë jetës së një organizmi në kushte normale mjedisore me një frekuencë prej rreth nukleotidi për celular brezi.

Mutacionet e induktuara janë ndryshime të trashëgueshme. gjenomi, që lindin si rezultat i disa efekteve mutagjene në kushte artificiale (eksperimentale) ose nën ndikime të pafavorshme mjedisi.

Mutacionet shfaqen vazhdimisht gjatë proceseve që ndodhin në një qelizë të gjallë. Proceset kryesore që çojnë në shfaqjen e mutacioneve janë Replikimi i ADN-së, shkeljet Riparimi i ADN-së Dhe rikombinimi gjenetik.

Ekzistojnë disa klasifikime të mutacioneve bazuar në kritere të ndryshme. Möller propozoi ndarjen e mutacioneve sipas natyrës së ndryshimit në funksionimin e gjenit në hipomorfike(i modifikuar alelet veprojnë në të njëjtin drejtim si alelet e tipit të egër; vetëm më pak produkt proteinik sintetizohet), amorfe(një mutacion duket si një humbje e plotë e funksionit të gjenit, p.sh. të bardhëDrosophila), antimorfike(tipari mutant ndryshon, për shembull, ngjyra e kokrrës së misrit ndryshon nga vjollcë në kafe) dhe neomorfike.

Literatura moderne arsimore përdor gjithashtu një klasifikim më formal bazuar në natyrën e ndryshimeve në strukturën e gjeneve individuale, kromozomeve dhe gjenomit në tërësi. Brenda këtij klasifikimi, dallohen llojet e mëposhtme të mutacioneve:

    gjenomike;

    kromozomale;

    gjenetike.

Gjenomike: - poliploidizimi(formimi i organizmave ose qelizave, gjenomi i të cilave përfaqësohet nga më shumë se dy (3n, 4n, 6n, etj.) grupe kromozomesh) dhe aneuploidi(heteroploidi) - një ndryshim në numrin e kromozomeve që nuk është shumëfish i grupit haploid (shih Inge-Vechtomov, 1989). Në varësi të origjinës së grupeve të kromozomeve midis poliploideve, bëhet dallimi midis alopoliploideve, të cilët kanë grupe kromozomesh të marra nga hibridizimi nga specie të ndryshme dhe autopolyploideve, në të cilët numri i grupeve kromozomike të gjenomit të tyre rritet me një shumëfish n.

mutacionet kromozomale ndodhin rirregullime të mëdha të strukturës së kromozomeve individuale. Në këtë rast, ka një humbje ( fshirje) ose dyfishimi i pjesës ( dyfishim) materiali gjenetik i një ose më shumë kromozomeve, ndryshimet në orientimin e segmenteve të kromozomeve në kromozome individuale ( përmbysja), si dhe transferimi i një pjese të materialit gjenetik nga një kromozom në tjetrin ( zhvendosje) (një rast ekstrem është bashkimi i kromozomeve të tëra, të ashtuquajturat. Translokimi Robertsonian, i cili është një variant kalimtar nga një mutacion kromozomik në një gjenomik).

Aktiv gjen Niveli i ndryshimeve në strukturën primare të ADN-së të gjeneve nën ndikimin e mutacioneve është më pak i rëndësishëm sesa me mutacionet kromozomale, megjithatë, mutacionet e gjeneve janë më të zakonshme. Si rezultat i mutacioneve të gjeneve, ndodhin zëvendësime, fshirje dhe futje të një ose më shumë nukleotideve, zhvendosje, dyfishime dhe përmbysje të pjesëve të ndryshme të gjenit. Në rastin kur vetëm një nukleotid ndryshon për shkak të mutacionit, flasim për mutacione pikash. Meqenëse ADN-ja përmban bazat azotike Ekzistojnë vetëm dy lloje - purinat dhe pirimidinat ndahen në dy klasa: të gjitha mutacionet e pikave me purinë (zëvendësimi i purinës me pirimidinë ose pirimidina) dhe transversionet (zëvendësimi i purinës me pirimidinë ose anasjelltas). Ka katër pasoja gjenetike të mundshme të mutacioneve pika: 1) ruajtja e kuptimit kodoni për shkak të degjenerimit të kodit gjenetik (zëvendësimi sinonim i nukleotideve), 2) një ndryshim në kuptimin e kodonit, duke çuar në zëvendësimin e një aminoacidi në vendin përkatës të zinxhirit polipeptid (mutacion i gabuar), 3) formimi të një kodoni të pakuptimtë me ndërprerje të parakohshme (mutacion të pakuptimtë). Ekzistojnë tre kodone të pakuptimta në kodin gjenetik: qelibar - UAG, okër - UAA dhe opal - UGA (në përputhje me këtë, emërtohen edhe mutacionet që çojnë në formimin e trinjakëve të pakuptimtë - për shembull, mutacion qelibar), 4) zëvendësim i kundërt (stop kodoni për të ndjerë kodonin).

Nga ndikim në shprehjen e gjeneve mutacionet ndahen në dy kategori: mutacione të tilla si zëvendësimet e çiftit të bazave Dhe Lloji i zhvendosjes së kornizës së leximit. Këto të fundit janë fshirje ose futje të nukleotideve, numri i të cilave nuk është shumëfish i tre, gjë që lidhet me natyrën trefishe të kodit gjenetik.

Mutacioni primar nganjëherë quhet mutacion i drejtpërdrejtë, dhe një mutacion që rikthen strukturën origjinale të gjenit është mutacion i kundërt, ose rikthim. Kthehu në origjinal fenotip në një organizëm mutant, për shkak të rivendosjes së funksionit të gjenit mutant, shpesh ndodh jo për shkak të rikthimit të vërtetë, por për shkak të një mutacioni në një pjesë tjetër të të njëjtit gjeni ose edhe një gjeni tjetër jo-alelik. Në këtë rast, mutacioni i përsëritur quhet mutacion supresor. Mekanizmat gjenetikë për shkak të të cilave shtypet fenotipi mutant janë shumë të ndryshëm.

Mutacionet e veshkave- ndryshime gjenetike të vazhdueshme dhe të papritura në sythat individualë të bimëve. Ato ruhen gjatë shumimit vegjetativ. Shumë varieteteve bimët e kultivuara janë mutacione sythash.

Numri i biletës 20 Ora molekulare e evolucionit. Gjenomi i njeriut

Sipas dogma qendrore e biologjisë molekulare, identiteti kimik i çdo organizmi të gjallë përcaktohet nga sekuenca e çifteve të bazave në ADN të këtij organizmi. Teoria e evolucionit thotë se speciet evoluojnë me kalimin e kohës dhe ADN-ja e tyre ndryshon së bashku me këtë zhvillim. Ngjarje të ndryshme mund të çojnë në ndryshime të ADN-së. Për shembull, akumulimi i ngadalshëm i mutacioneve, gabimet masive të kopjimit ose depërtimi i sekuencave të acideve nukleike virale. Por një gjë mund të thuhet me besim - sa më shumë kohë të ketë kaluar që kur ka jetuar paraardhësi i përbashkët i dy specieve, aq më e gjatë është periudha gjatë së cilës kanë ndodhur këto ndryshime dhe, për rrjedhojë, aq më të ndryshme janë sekuencat e ADN-së të këtyre dy specieve.

Ka disa pika për t'u theksuar në lidhje me këtë deklaratë. Së pari, duke numëruar ndryshimet midis sekuencave të ADN-së, ne mund të ndërtojmë një pemë familjare të të gjithë organizmave të gjallë. Për shembull, njerëzit dhe shimpanzetë ndajnë 98% të ADN-së së tyre. Kjo do të thotë se paraardhësi ynë i përbashkët ka jetuar shumë kohët e fundit. Në të njëjtën kohë, tek njerëzit dhe bretkosat pjesa që përputhet me ADN-në është shumë më e vogël, prandaj dega jonë u nda nga dega e zënë nga amfibët shumë më herët. Teoria e evolucionit parashikon që pema familjare e ndërtuar në këtë mënyrë duhet të jetë e ngjashme me pemën e ndërtuar në shekullin e kaluar bazuar në studimin e fosileve. Sipas mendimit tim, rastësia e dy pemëve familjare është një nga provat më bindëse për evolucionin. Ai gjithashtu tregon se teoria e evolucionit mund të testohet (siç diskutohet në Hyrje, kjo është një nga kërkesat më të rëndësishme të çdo teorie shkencore), pasi mund Rezulton se njerëzit janë gjenetikisht më afër bretkosave sesa shimpanzeve. Metoda e orës molekulare përdor të dhënat e ADN-së në një mënyrë më themelore. Nëse ndryshimet e ADN-së ndodhin me një ritëm mesatar - nëse ora molekulare troket në mënyrë të barabartë - atëherë duke numëruar numrin e çifteve të ndryshme të bazave në sekuencat e dy specieve, ne mund të marrim një ide për jetëgjatësinë e paraardhësit të tyre të fundit të përbashkët. Nëse shkalla e ndryshimit të ADN-së është konstante, analiza e ADN-së moderne mund të na tregojë për shkallët kohore në faza të ndryshme të zhvillimit të pemës familjare Në vitet 1980, kur u propozua për herë të parë koncepti i një ore molekulare, nga studiuesit pritej që të dëgjoni se ndryshimet në të gjithë ADN-në ndodhin me të njëjtin ritëm - që të gjitha orët shënojnë në të njëjtin interval. Megjithatë, rezulton se ka shumë orë të ndryshme molekulare, dhe të gjitha ato lëvizin me shpejtësi të ndryshme. Për shembull, çiftet e bazave në sekuencën e një gjeni të rëndësishëm nuk mund të ndryshojnë shumë pa dëmtuar organizmin në tërësi, kështu që ora që tregon kohën për çiftet e bazave në këto gjene funksionon relativisht ngadalë. Nga ana tjetër, shumica e segmenteve të ADN-së nuk ndikojnë në proceset kimike të trupit, kështu që ora mund të funksionojë më shpejt për këto segmente. Për të kuptuar më mirë të gjitha këto, duhet të dini se brenda çdo qelize të organizmave shumë të zhvilluar ka organele të vogla - mitokondri. Karburanti i qelizës digjet në to - domethënë, kryhet funksioni më i rëndësishëm metabolik. Besohet se mitokondria fillimisht depërtoi në qeliza më komplekse miliona vjet më parë në këtë proces simbiozë. Dy qeliza që evoluan në mënyrë të pavarur zbuluan se do të përfitonin nga një partneritet në të cilin njëra qelizë jetonte brenda tjetrës. Fakti që mitokondri përmban ADN-në e tij të vogël në formë laku (ka 26 gjene në ADN-në mitokondriale njerëzore) sugjeron që kjo ngjarje ka ndodhur shumë kohë më parë.

Spermatozoidet nuk kanë mitokondri, kështu që e gjithë ADN-ja mitokondriale në trupin tuaj vjen nga veza e nënës suaj. Me fjalë të tjera, ADN-ja mitokondriale kalon përmes linjës së nënës. Është vërtetuar se ora molekulare e ADN-së mitokondriale troket pothuajse 10 herë më shpejt se ora e ADN-së që gjendet në bërthamën e qelizës. Prandaj, ADN-ja mitokondriale u zgjodh për analizë - në fund të fundit, gjatë një periudhe të caktuar kohore, në të do të ndodhin dukshëm më shumë ndryshime sesa në ADN-në bërthamore, pasi një grup studiuesish amerikanë morën ADN-në mitokondriale nga 147 përfaqësues në. 1987 raca të ndryshme nga pjesë të ndryshme të botës dhe përcaktuan numrin e mutacioneve që i dallojnë ato. Sipas rezultateve të analizës së parë, dukej se të gjithë njerëzit modernë e gjurmojnë prejardhjen e tyre tek e njëjta grua që jetoi në Afrikë rreth 200,000 vjet më parë. Kjo grua u quajt menjëherë Eva (ose, për të qenë më shkencore, Eva Mitokondriale) dhe madje u shfaq në kopertinën e një reviste të madhe socio-politike, për fat të keq, ky rezultat mahnitës nuk i qëndroi provës së analizave më të plota, dhe shkencëtarët jo më mbani mend Evën (ajo ra viktimë e analizës kritike të ADN-së të bërë nga një program kompjuterik). Sipas tendencave më të fundit shkencore, provat e ADN-së tregojnë se të gjithë njerëzit modernë e kanë prejardhjen nga një popullsi mjaft e vogël - rreth 5-10 mijë njerëz - që kanë jetuar në Afrikë 100-200 mijë vjet më parë.

Numri i biletës 21 Prokariotët dhe eukariotët. Autotrofet dhe heterotrofet

Prokariotët dhe eukariotët

Strukturisht, çdo qelizë e gjallë përbëhet nga të paktën tre pjesë: bërthama, citoplazma (mjedisi i brendshëm i qelizës) dhe membrana e saj (ose membrana) Nëse bërthama e qelizës nuk shprehet qartë, ADN-ja mbush pothuajse në mënyrë të njëtrajtshme të gjithë vëllimin e brendshëm të qelizës (faza e parë e jetës qelizore), dhe vetë qelizat praktikisht nuk janë të ndryshme nga njëra-tjetra, organizmat quhen prokariotët.

Me shprehje më të madhe të bërthamave qelizore dhe pranisë në to disa kromozomet (ADN me ARN dhe proteinat përreth), quhen organizma eukariotet.

Nën ndikimin e kushteve të jashtme disa shenjat individuale ADN në një ose disa kromozomet mund pak ndryshim. Në fund të fundit, këto dallime çojnë në formimin e organizmave të së njëjtës specie biologjike, por që ndryshojnë në gjysmë(cm. Evolucioni).

Eukariotët kanë fleksibilitet më të madh të membranave qelizore, dhe, për rrjedhojë, lëvizshmërinë e tyre (kjo është arsyeja pse shumica e tyre, në fund të fundit, janë kafshë). Ky fleksibilitet dhe fleksibilitet arrin deri në atë pikë sa disa prej tyre janë në gjendje jo vetëm të thithin substanca të thjeshta dhe molekula organike, por edhe të thithin të tëra. qeliza të tjera madhësi më të vogël. (Ata u bënë grabitqarët e parë, rezulton se të gjithë grabitqarët janë heterotrofë dhe eukariote, si në botën bimore ashtu edhe në atë shtazore, megjithëse midis organizmave njëqelizorë mund të jetë shumë e vështirë të vizatohet një kufi i qartë. dy.

Tipike porgovy(i vendosur midis bimëve dhe kafshëve) një organizëm njëqelizor është euglena jeshile(shih kornizën e majtë). Ajo, si një bimë, përmban klorofil dhe është në gjendje të fotosintezë në dritën e ditës, e cila përcakton autotrofike Lloji i të ushqyerit në këto kushte. Megjithatë, në errësirë, euglena ushqehet vetëm me osmozë (duke thithur lëndë ushqyese nga mjedisi përreth përmes membranës qelizore). Kjo e klasifikon atë si një organizëm me heterotrofike lloji i ushqimit (zakonisht organizma të tillë janë kafshë).

Autotrofet dhe heterotrofet

Qelizat me membrana relativisht të ngurtë dhe të dobët të depërtueshëm janë joaktive dhe duhet të prodhojnë rezervat e ushqimit dhe energjisë që u nevojiten në mënyrë të pavarur, nga natyra e pajetë, duke përdorur rrezatimin ultravjollcë nga Dielli ose energjinë e disa reaksioneve kimike. Ata quhen autotrofet.

Këta janë pothuajse të gjithë përfaqësues të botës bimore. Edhe në nivelin njëqelizor. Fleksibiliteti i rritur dhe përshkueshmëria e mirë e membranave të qelizave të tjera kontribuojnë në mundësinë e marrjes së një pjese të ushqimit (për shembull, fragmente proteinash ose struktura të tëra proteinash të vogla) në formë të gatshme, duke i "përthithur" ato përmes membrana qelizore e përshkueshme mirë. Ata që hanë në këtë mënyrë quhen.

heterotrofet

Të gjitha kafshët, kërpudhat, shumica e baktereve dhe disa bimë ushqehen sipas të njëjtit lloj, me përjashtim të shumë organizmave njëqelizorë.

Sipas ideve moderne shkencore, 600 milionë vjet më parë e gjithë flora dhe fauna e Tokës përbëhej ekskluzivisht nga organizma njëqelizorë. Sipas ekspertëve, sot ka rreth 25 mijë lloje.

Teoria e evolucionit zë një vend të veçantë në studimin e historisë së jetës. Ajo është themeli për të gjitha shkencat natyrore. Në lidhje me organizmat e gjallë, evolucioni mund të përkufizohet si zhvillimi gradual i organizmave komplekse nga ato më të thjeshtat para-ekzistuese me kalimin e kohës. Ideja e evolucionit buron nga Aristoteli (384-322 p.e.s.) Ishte ai që formuloi për herë të parë teorinë e zhvillimit të vazhdueshëm të gjallesave nga lënda e pajetë, duke krijuar idenë e "shkallës së natyrës" në. lidhje me botën e kafshëve. Në të gjitha org. Në trupa, ai dalloi dy anë: materien, e cila ka aftësi të ndryshme dhe formën - shpirtin. Aristoteli dalloi tre lloje shpirti: bimore, të qenësishme në bimë; i ndjeshëm, karakteristik për kafshët dhe inteligjent, me të cilin është pajisur vetëm njeriu. Kontribut i madh në krijimin e sistemit. pikëpamjet mbi teorinë e evolucionit kontribuan Karl Lineus(1707-1778). Ai propozoi një sistem: class à squad à vid. Me këtë të fundit ai kuptoi një grup organizmash që vinin nga paraardhësit e zakonshëm dhe prodhonin pasardhës pjellorë kur kryqëzoheshin. Linnaeus i ndau të gjitha kafshët në 6 klasa (gjitarë, zogj, amfibë, peshq, insekte dhe krimba), duke e vendosur Njeriun pranë majmunëve, duke bërë rezervimin se afërsia në sistem nuk tregon lidhje gjaku. Çështja e origjinës së specieve nuk ekzistonte për Lineus. Ai besonte se të gjitha llojet u krijuan nga një "krijues i gjithëfuqishëm". Merita e jashtëzakonshme në krijimin e doktrinës së parë evolucionare i takon francezëve. shkencëtar i natyrës Lamarku(1744-1829) Ai përshkroi historinë e zhvillimit të organikës. botë, duke hedhur poshtë idenë e qëndrueshmërisë së specieve dhe duke e kundërshtuar atë me ndryshueshmërinë e tyre. Lamarku nuk kishte asnjë dyshim se gjallesat vijnë nga jo të gjalla. Ai besonte se natyra krijon krijesat më të thjeshta shtazore dhe organizmat komplekse lindin përmes ndërlikimit të tyre të ngadaltë dhe gradual. Lamarck e quajti këtë proces shkallëzim. Sipas mendimit të tij, të gjitha qeniet e gjalla, si të thuash, ngjiten në shkallët e një shkalle, megjithatë, Lamarck bëri gabime serioze, para së gjithash, në kuptimin e faktorëve të procesit evolucionar, duke i nxjerrë ata nga dëshira e supozuar e qenësishme për përsosmëri në të gjithë. gjallesa. Ai gjithashtu i keqkuptoi arsyet e fitnesit, duke i lidhur ato drejtpërdrejt me ndikimet mjedisore. Kjo krijoi ide shumë të përhapura, por të pabazuara shkencërisht për trashëgiminë e tipareve të fituara nga organizmat nën ndikimin e drejtpërdrejtë të mjedisit. Por pavarësisht nga të gjitha mangësitë kryesore, idetë e Lamarkut formuan bazën e teorisë së parë evolucionare.

Numri i biletës 23 Teoria e Darvinit. Teoria sintetike e evolucionit

E gjithë rrjedha e zhvillimit të shekullit të 19-të çoi në mënyrë të papërmbajtshme në formimin e një pamje të re të natyrës dhe evolucionit. Në këtë kohë, shkencat natyrore kishin grumbulluar një sasi të madhe faktesh që nuk mund të kombinoheshin me idetë metafizike për pandryshueshmërinë e natyrës. Pasoja e gjithë kësaj ishte shfaqja e një teorie të re, zhvilluesi i së cilës ishte Charles Darwin. Ai reduktoi parimet bazë të mësimit të tij evolucionar në dispozitat e mëposhtme: 1. Çdo specie është e aftë për riprodhim të pakufizuar 2. Burimet e kufizuara jetësore pengojnë realizimin e mundësisë potenciale të riprodhimit. (Shumica e individëve vdesin në luftën për ekzistencë dhe nuk lënë pasardhës). 3. Vdekja ose suksesi në luftën për ekzistencë është selektiv. Organizmat e së njëjtës specie ndryshojnë nga njëri-tjetri nga një grup karakteristikash. Në natyrë, ata individë që janë përshtatur më mirë në mënyrë preferenciale mbijetojnë dhe lënë pasardhës. Çarls Darvini e quajti një mbijetesë të tillë selektive dhe riprodhimin e organizmave më të përshtatur seleksionim natyror. Ata fitojnë dallime kaq të rëndësishme saqë shndërrohen në specie të reja. Shkencëtarë të mëdhenj në vende të ndryshme kontribuan në përhapjen e teorisë evolucionare të Darvinit, e mbrojtën atë nga sulmet dhe vetë kontribuan në zhvillimin e saj të mëtejshëm. Darvinizmi pati një ndikim të fortë jo vetëm në biologji, por edhe në kulturën njerëzore, duke kontribuar në zhvillimin e pikëpamjeve natyrore shkencore mbi shfaqjen dhe zhvillimin e natyrës së gjallë dhe të vetë njeriut. Gjenetika moderne ka çuar në ide të reja rreth evolucionit, të cilat quhen teoria sintetike e evolucionit(Neo-Darvinizmi). Mund të përkufizohet si teoria e evolucionit organik përmes përzgjedhjes natyrore të tipareve të përcaktuara gjenetikisht. Ky vështrim jo vetëm që konfirmoi teorinë e Darvinit, por gjithashtu e shpjegoi atë në një nivel cilësisht të ri. Mekanizmi i evolucionit filloi të konsiderohej si i përbërë nga dy pjesë: mutacione të rastësishme në nivel gjenetik dhe trashëgimi e mutacioneve më të suksesshme nga pikëpamja e përshtatjes me mjedisin, sepse bartësit e tyre mbijetojnë dhe lënë pasardhës.

Numri i biletës 24 Teoria e sistemit të evolucionit, koncepti i evolucionit në sinergjikë

Teoria e sistemeve të evolucionit lidh zhvillimin e çdo sistemi biologjik me evolucionin e sistemeve të një rendi më të lartë, në të cilin ai përfshihet si element. “Shqyrtimi nga lart-poshtë, nga biosfera tek ekosistemet individuale, komunitetet, popullatat, organizmat, gjenet, zbulon lidhjet shkakësore midis ngjarjeve që pamja tradicionale nga poshtë-lart i percepton si të rastësishme. Në parim, një qasje sistemore mund të ofrojë një shpjegim mjaft të plotë të procesit evolucionar dhe të ngrejë çështjen e qëllimeve të tij” (Krasilov, 1992, f. 27).

Deri kohët e fundit, ideja e qëllimshmërisë në natyrë u zhvendos në sferën e metafizikës dhe jo në shkencën pozitive. Situata ndryshoi me zhvillimin e teorisë së proceseve jo ekuilibër. Fakti është se në sistemet e mbyllura (të izoluara), zhvillimi ndodh në përputhje me ligjin e rritjes së entropisë (ligji i dytë i termodinamikës), dhe në sistemet e hapura (të gjalla) gjendja e palëvizshme korrespondon me prodhimin minimal të entropisë. Organizmat më të lartë ndryshojnë nga ata më të ulët kryesisht në prodhimin më të ulët të entropisë - vdekjen e lëndës së gjallë - në popullatat e tyre.Sistemi. teoria e evolucionit, koncepti i evolucionit në sinergjetikë

Zhvillimi i çdo sistemi biologjik është i lidhur me evoluimin e sistemeve të rangut më të lartë në të cilin përfshihet si element. Kjo teori quhet Teoria e Sistemit të Evolucionit. Ai përfshin shqyrtimin e ndërveprimeve "nga lart-poshtë": nga biosfera tek ekosistemi tek komunitetet tek organizmat, etj. Kjo qasje na lejon të theksojmë lidhjet primare që pamja tradicionale nga poshtë-lart i percepton si të rastësishme dhe të parëndësishme. Në botë, siç e dimë, ka një proces të vazhdueshëm të shfaqjes së gjërave të reja, evolucionit dhe zhvillimit të llojeve të ndryshme të sistemeve. Sipas teorisë evolucionare të Darvinit, natyra e gjallë zhvillohet në drejtim të përmirësimit dhe kompleksitetit të specieve gjithnjë e më të reja të bimëve dhe kafshëve. Për më tepër, vdekja ose suksesi gjatë këtij procesi të luftës për ekzistencë është selektiv në natyrë dhe në natyrë, ata individë që janë përshtatur më mirë në mënyrë preferenciale mbijetojnë dhe lënë pasardhës. ("Mbijetesa e më të fortit" - parimi i përzgjedhjes natyrore). Pyetja është se si, bazuar në këtë, mund t'i shpjegojmë këto dukuri nga pikëpamja e sinergjisë. Dhe a është e mundur kjo? Rezulton se është e mundur! Shfaqja e diçkaje të re gjithmonë duket si një mrekulli e pabesueshme. Synergetics vendosi t'i përgjigjet pyetjes se si do të ndodhte kjo së bashku me termodinamikën e re jo ekuilibër, teorinë e sistemeve të hapura. Në veçanti, në sistemet e hapura joekuilibri, sipas teorisë së Ilya Prigogine, gjendja stacionare korrespondon me prodhimin minimal të entropisë. Dhe procesi i evolucionit shoqërohet me procesin e akumulimit të energjisë së lirë dhe një ulje të entropisë. Një sistem kibernetik është i qëndrueshëm me diversitet të mjaftueshëm të brendshëm. Nivele të ndryshme të rendit krijojnë një nivel të ri, më të lartë në botën organike, dhe ne shohim se si diversiteti biologjik i organizmave manifestohet në nivelet kinetike molekulare, popullsinë, speciet dhe biocenotike. Evolucioni është vetëorganizim i përjetshëm, kërkimi i strukturave për optimumin e tyre në kushtet e ndryshimit. Thelbi i saj në sinergjik është lufta e përjetshme midis kaosit dhe rendit, strukturor dhe pa strukturë në Univers. Parimi i bifurkacionit mund të funksionojë në këtë luftë (shembull me një elefant me qime). Aksidentet e reja mund ta çojnë sistemin në rritje të disekuilibrit - luhatjeve, d.m.th. devijime nga vlera mesatare - dhe si rezultat, mund të ndodhin mutacione të mbështetura nga mjedisi. Kthimi është praktikisht i pamundur dhe mutacionet bëhen materiali i evolucionit, duke e çuar atë drejt zhvillimit të vazhdueshëm.

Numri i biletës 25 Koncepti i bashkë-evolucionit, Gaia-Toka. (sipas Gorelov)

Darvinizmi është kritikuar që nga fillimi i tij. Disave nuk u pëlqente fakti që ndryshimet, sipas Darvinit, mund të shkonin në të gjitha drejtimet e mundshme dhe rastësisht. Koncepti i nomogjenezës argumentoi se ndryshimet nuk ndodhin rastësisht dhe rastësisht, por sipas ligjeve të formave. Shkencëtari dhe revolucionari rus P. A. Kropotkin iu përmbajt këndvështrimit sipas të cilit ndihma e ndërsjellë është një faktor më i rëndësishëm në evolucion sesa lufta.

Këto kundërshtime nuk mund të tronditnin teorinë e përgjithshme të evolucionit deri në shfaqjen, nën ndikimin e studimeve ekologjike, të konceptit të bashkëevolucionit, i cili ishte në gjendje të shpjegonte shfaqjen e sekseve dhe fenomeneve të tjera. Ashtu si evolucioni kimik është rezultat i bashkëveprimit të elementeve kimike, ashtu sipas analogjisë evolucioni biologjik mund të konsiderohet si rezultat i bashkëveprimit të organizmave. Format më komplekse të formuara rastësisht rrisin diversitetin dhe, rrjedhimisht, stabilitetin e ekosistemeve. Konsistenca e mahnitshme e të gjitha llojeve të jetës është pasojë e koevolucionit.

Koncepti i bashkëevolucionit shpjegon gjithashtu faktet e altruizmit tek kafshët: kujdesi për fëmijët, eliminimi i agresionit duke demonstruar "poza qetësuese", bindje ndaj udhëheqësve, ndihmë reciproke në situata të vështira, etj.

Hipoteza Gaia-Tokë .

Kjo hipotezë u ngrit në dy dekadat e fundit bazuar në doktrinën e biosferës, ekologjisë dhe konceptit të koevolucionit. Autorët e saj janë kimisti anglez James Lovelock dhe mikrobiologia amerikane Lynn Margulis. Së pari, u zbulua një çekuilibër kimik në atmosferën e Tokës, i cili konsiderohet një shenjë e jetës. Sipas Lovelock, nëse jeta është një entitet global, prania e saj mund të zbulohet përmes ndryshimeve në përbërjen kimike të atmosferës së planetit.

Lovelock prezantoi konceptin e gjeofiziologjisë, e cila tregon një qasje sistematike ndaj shkencave të tokës. Sipas hipotezës Gaia, ruajtja e çekuilibrit kimik afatgjatë në atmosferën e Tokës është për shkak të tërësisë së proceseve jetësore në Tokë. Që nga fillimi i jetës 3.5 miliardë vjet më parë, ekziston një mekanizëm i termostatikëve automatikë biologjikë, në të cilin dioksidi i tepërt i azotit në atmosferë luajti një rol rregullues, duke parandaluar tendencën e ngrohjes që lidhet me rritjen e shkëlqimit të dritës së diellit. Me fjalë të tjera, ekziston një mekanizëm reagimi në punë.

Lovelock ndërtoi një model sipas të cilit, ndërsa shkëlqimi i dritës së diellit luhatet, diversiteti rritet, duke çuar në një rritje të aftësisë për të rregulluar temperaturën e sipërfaqes së planetit, si dhe një rritje të biomasës.

DËSHMI MOLEKULARE E EVOLUCIONIT

Çdo qelizë përbëhet nga një sasi e caktuar e përbërjeve organike. Proteinat, acidet nukleike, polisaharidet dhe lipidet luajnë një rol të madh në strukturën e qelizës dhe në sigurimin e energjisë për proceset që ndodhin në të. Makromolekulat e proteinave dhe acideve nukleike zënë një vend të veçantë në jetën e qelizave. Proteinat, para së gjithash, janë materiali ndërtues dhe plastik i qelizës, dhe acidet nukleike janë bartës të informacionit trashëgues.

Në fazën aktuale të zhvillimit të biologjisë molekulare, është e mundur të analizohen ndryshimet në sekuencën e nukleotideve në ADN ose aminoacidet në një molekulë proteine ​​të llojeve të ndryshme dhe, bazuar në këtë tregues, të gjykohet shkalla e ngjashmërisë dhe ndryshimit të tyre.

Evolucioni i proteinave

Meqenëse çdo zëvendësim i aminoacideve në një molekulë proteine ​​shoqërohet me një ndryshim në një, dy ose tre nukleotide në molekulën e ADN-së, kompjuterët mund të përdoren për të llogaritur numrin maksimal ose minimal të zëvendësimeve të nukleotideve në gjenin e përfshirë në sintezën e një të caktuar. molekula proteinike.

Bazuar në të dhënat e marra, mund të gjykohet numri mesatar i zëvendësimeve të aminoacideve në një molekulë proteine ​​dhe ndryshimet në rregullimin e nukleotideve në gjen. Siç e dini, hemoglobina është pjesë e qelizave të kuqe të gjakut - eritrocitet dhe është e përfshirë në mënyrë aktive në transportin e oksigjenit. Hemoglobina në qelizat e kuqe të gjakut të njeriut përbëhet nga dy zinxhirë α- dhe dy β të ngjashëm reciprokisht. Çdo zinxhir α përmban 141 dhe çdo zinxhir β përmban 145 aminoacide. Pavarësisht ndryshimeve të ndërsjella midis zinxhirëve α- dhe β të hemoglobinës, sekuenca e aminoacideve në to është e njëjtë. Kjo tregon se zinxhirët α dhe hemoglobina β u ngrit si rezultat i divergjencës së një zinxhiri të vetëm polipeptid në procesin historik. Si rezultat i ndryshimeve mutacionale në grupe të ndryshme kafshësh, zëvendësimi i aminoacideve ndodhi gjithashtu në zinxhirët α- dhe β të hemoglobinës.

Siç mund të shihet nga të dhënat në Tabelën 1, molekulat e hemoglobinës tek njerëzit dhe majmunët janë pothuajse të ngjashme në sekuencën e aminoacideve, megjithatë, dallimet midis njerëzve dhe renditjeve të tjera të gjitarëve në këtë tregues janë shumë domethënëse dhe variojnë nga 14 në 33. të njëjtat të dhëna u morën duke krahasuar përbërjen aminoacide të proteinës citokrom C të njerëzve, Drosophila dhe organizmave të tjerë (Tabela 2).

Nëse shpejtësia e evolucionit të proteinave matet me numrin e zëvendësimeve të aminoacideve në vit, atëherë shkalla e evolucionit të gjeneve matet duke përcaktuar zëvendësimet e nukleotideve. Sidoqoftë, zëvendësimet e nukleotideve në gjene nuk çojnë gjithmonë në zëvendësime të aminoacideve në proteina. Kjo dëshmohet nga fakti se nga 20 aminoacidet që përbëjnë proteinën, 18 janë të koduar nga kodet 2, 3, 4 dhe 6.

Evolucioni i ADN-së (gjenit)

Çdo nukleotid në një gjen mund të pësojë mutacion. Ata e thërrasin atë mutacion pikash. Disa nukleotide reagojnë ndryshe ndaj ndikimeve të jashtme. Në disa çifte nukleotide, mutacioni ndodh vetëm një ose dy herë, ndërsa në të tjerët numri i mutacioneve mund të arrijë disa qindra. Këto të fundit quhen " nxehtë» pika.

Është gjithashtu shumë e rëndësishme se cili nukleotid pëson ndryshime gjatë mutacionit. Për shembull, fenilalanina ka kodin UUU. Nëse nukleotidi i tretë i këtij kodoni, uracili, zëvendësohet nga adenina ose guanina, atëherë pozicioni i kodonit ndryshon dhe kodonet UUA dhe UUG përfshijnë leucinën dhe jo fenilalaninën në zinxhirin polipeptid, gjë që çon në një ndryshim të rëndësishëm në strukturë dhe funksioni i molekulës së proteinës. Zakonisht, në speciet që janë sistematikisht afër njëra-tjetrës, numri i mutacioneve është i vogël dhe, anasjelltas, në speciet që janë të largëta nga njëra-tjetra, numri i mutacioneve është i madh. Prandaj, për shembull, ADN-ja e njeriut doli të ishte homologe me ADN-në e makakut me 66%, demin me 28%, miun me 17%, salmonin me 8%, dhe bakteret E. coli me vetëm 2%.

Ora molekulare e evolucionit

Zakonisht, duke përcaktuar divergjencën e proteinave në disa lloje, mund të gjykohet koha e divergjencave midis tyre. Shpejtësia e evolucionit të proteinave matet me numrin e zëvendësimeve vjetore të aminoacideve në përbërjen e saj. Nga zëvendësimet e aminoacideve në përbërjen e një proteine, mund të përcaktohet momenti i divergjencës së një gjinie, familjeje, renditjeje, klase ose lloji. Për shembull, si rezultat i studimit të origjinës së proteinës globin, u zbulua se struktura e saj ishte e ngjashme në paraardhësit e përbashkët të krapit dhe njerëzve, të cilët ekzistonin rreth 400 milion vjet më parë, echidna dhe njerëzit - 225 milion vjet më parë, qentë dhe njerëzit - 70 milion vjet më parë. Materiali nga faqja http://wikiwhat.ru

©2015-2019 sajti
Të gjitha të drejtat u përkasin autorëve të tyre. Kjo faqe nuk pretendon autorësinë, por ofron përdorim falas.
Data e krijimit të faqes: 2017-10-12



Ju pëlqeu artikulli? Ndani me miqtë tuaj!