Молекулярные часы

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
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[править | править код]

Гипотеза молекулярных часов была выдвинута в 1962 году при анализе аминокислотных последовательностей гемоглобина и цитохрома С Эмилем Цукеркандлем и Лайнусом 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 Эмануэлем Марголиашем (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 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 трех ученых привели к постулированию гипотезы в начале 1960-х[3].[4][5]

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

Связь с нейтральной теорией молекулярной эволюции[править | править код]

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

Критика[править | править код]

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.

Примечания[править | править код]

  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. 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:10.1073/pnas.50.4.672. — PMID 14077496.
  3. Kumar S. Molecular clocks: four decades of evolution (англ.) // Nat. Rev. Genet. : journal. — 2005. — August (vol. 6, no. 8). — P. 654—662. — DOI:10.1038/nrg1659. — PMID 16136655.
  4. Pesole G., Gissi C., De Chirico A., Saccone C. Nucleotide substitution rate of mammalian mitochondrial genomes (англ.) // J. Mol. Evol. (англ.) : journal. — 1999. — April (vol. 48, no. 4). — P. 427—434. — 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 Архивная копия от 3 марта 2016 на Wayback Machine
  6. About Allan Wilson
  7. Kimura, Motoo. Evolutionary rate at the molecular level (англ.) // Nature. — 1968. — Vol. 217, no. 5129. — P. 624—626. — DOI:10.1038/217624a0. — PMID 5637732.

Ссылки[править | править код]