Молекулярные часы

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
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) — в молекулярной эволюции — метод датирования филогенетических событий (расхождений видов или других таксонов), основанный на гипотезе molecular clock hypothesis, согласно которой эволюционно значимые замены мономеров в нуклеиновых кислотах или аминокислот в белках происходят с практически постоянной скоростью.

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

Выдвижение теории и ее развитие[править | править исходный текст]

Гипотеза молекулярных часов была выдвинута в 1962 году при анализе аминокислотных последовательностей гемоглобина и цитохрома С, Э. Цукеркандлем и Л. Полингом. Они отметили, что количество аминокислотных различий в гемоглобине растет линейно со временем, которое оценивалось по фоссилиям.[1] Они обобщили наблюдение и пришли к выводу, что скорость эволюционного изменения каждого белка приблизительно постоянна.

В 1963 году Марголиаш (англ. Margoliash) был обнаружен феномен «genetic equidistance» (генетической эквидистантности), заключающийся в независимости эволюции аминокислотных последовательностей в белках и морфологической эволюции:[2]

полезной проверкой важной роли времени как главного фактора в накоплении изменчивости в цитохроме с 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 трех ученых привели к постулированию гипотезы в начале 1960-ых[3].[4][5]

Allan Wilson (англ.)русск. и Vincent Sarich (англ.)русск. занимались развитием метода.[6]

Связь с нейтральной теорией молекулярной эволюции[править | править исходный текст]

Мотоо Кимура разработал Нейтральную теорию молекулярной эволюции, которая независимо предсказывала существование молекулярных часов.[7]

Критика[править | править исходный текст]

Существует критика метода, например «Goodman, 1981, Prog.Byophys.Mol.Evol., V.38.P.105-164.», который обнаружил различный темп часов в разных таксонах. Несмотря на это, теория используется в филогенетике и для оценки давности дивергенции видов.


См. также[править | править исходный текст]

Примечания[править | править исходный текст]

  1. Zuckerkandl, E. and Pauling, L.B. Molecular disease, evolution, and genetic heterogeneity // Horizons in Biochemistry / Kasha, M. and Pullman, B (editors). — Academic Press, New York, 1962. — P. 189–225.
  2. Margoliash E (October 1963). «PRIMARY STRUCTURE AND EVOLUTION OF CYTOCHROME C». Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 50 (4): 672–9. DOI:10.1073/pnas.50.4.672. PMID 14077496.
  3. Kumar S (August 2005). «Molecular clocks: four decades of evolution». Nat. Rev. Genet. 6 (8): 654–62. DOI:10.1038/nrg1659. PMID 16136655.
  4. Pesole G, Gissi C, De Chirico A, Saccone C (April 1999). «Nucleotide substitution rate of mammalian mitochondrial genomes». J. Mol. Evol. 48 (4): 427–34. DOI:10.1007/PL00006487. PMID 10079281.
  5. Huang, S. (2008) The genetic equidistance result of molecular evolution is independent of mutation rates. J. Comp. Sci. Syst. Biol., 1: 92-102. http://omicsonline.com/ArchiveJCSB/Ab01/JCSB1.092.html
  6. About Allan Wilson
  7. Kimura, Motoo (1968). «Evolutionary rate at the molecular level». Nature 217 (5129): 624–626. DOI:10.1038/217624a0. PMID 5637732.

Ссылки[править | править исходный текст]