Эволюция размеров генома

Изменение начального переохлаждения А Го на 5° С приводит к увеличению т (тк) в три раза (рис. 68, б). К такому же результату приводит увеличение вдвое скорости охлаждения и (рис. 68, а). Этот результат является следствием того, что наиболее существенно эволюция т (т ) зависит от величин и ж АТ(, через критический размер ген и в меньшей степени — через входящие в выражение для Р (п) множители типа С (АТ/То). Критический размер Кк является функцией отношения АТ д/и. [c.207]

Каким образом увеличивался размер генома клеток при эволюции организмов от низших форм к высшим Изменения формы и поведения организмов обусловлены мутациями, меняющими последовательность аминокислот в белках. Однако такие мутации не могли увеличить количества генетического материала в процессе эволюции. Вполне возможно, что в ряде случаев в клеточное ядро случайно включалась копия одного илн нескольких генов [32а]. Тогда при наличии дополнительной копии гена клетка могла выжить, даже если в результате мутации в одном из парных генов нарушались структура и функция кодируемого им белка если парный ген оставался неповрежденным, организм был способен расти и размножаться. Дополнительный, несущий мутацию ген мог оставаться в нефункционирующем состоянии много поколений. До тех пор, пока этот ген продуцировал безвредные, нефункционирующие белки, он не элиминировался под давлением естественного отбора и со временем мог опять мутировать. Вполне возможно, что в конце концов белок, кодируемый этим многократно мутировавшим геном, оказывался в каком-то отношении полезным для клетки. [c.38]

Ми, можно предположить, что все они возникли в процессе эволюции путем серии дупликаций генов, начиная с предкового гена, кодирующего белок размером 110 аминокислот. [c.218]

Эволюция эукариот. Эукариотические клетки, видимо, возникли лишь тогда, когда в атмосфере появился кислород. Все эукариоты, за очень малым исключением,-аэробные организмы. Прокариоты занимали много различных экологических ниш. Выработка разнообразных типов метаболизма у прокариот была, по-видимому, обусловлена простой структурой клетки, высокоразвитыми системами регуляции, быстрым ростом и наличием нескольких механизмов переноса генов. На пути дальнейшей эволюции прокариот стояли непреодолимые трудности, связанные прежде всего с малыми размерами генома, его гаплоидным состоянием и малой величиной клеток. Новая окружающая среда с аэробными условиями позволяла получать больше энергии, но для ее использования нужны были более крупные клетки, широкие возможности структурной дифференцировки и соответственно во много раз больший [c.521]

Генетика, кроме того, оказала сильное влияние на развитие теории эволюции, установив, что гены, будучи в общем константными, могут тем не менее изменяться путем мутаций. Изменяя гены, мутации поставляют сырой материал для дальнейших рекомбинаций. Большинство мутаций оказываются вредными или бесполезными, но немногие из них бывают полезными и могут дать существенное преимущество виду в борьбе за существование или послужить для возникновения новых видов. В этом отношении очень важна численность популяций. В очень больших популяциях новым мутациям очень трудно сохраниться, а в очень маленьких популяциях решающую роль в определении генетической конституции популяции играет случай. Наилучшим исходным материалом для возникновения новых видов служат популяции среднего размера, [c.389]

Однократное и многократное облучение. Своими достижениями мутационная селекция обязана однократной обработке исходного материала мутагенным фактором (в виде облучения или воздействия химическим мутагеном) с последующим отбором мутаций в М], Мг и т. д. Между тем давно установлено, что развитие многих признаков, особенно количественных, наследственно обусловлено не одним, а несколькими генами. Отсюда у исследователей возникла мысль выяснить возможность применения многократных обработок ионизирующими излучениями, чтобы повысить частоту мутации, а также индуцировать последовательно. мутации ряда генов, действующих на развитие одного признака, и таким образом усилить степень выражения того или иного количественного признака. Так, по данным В. Г. Володина, частота мутаций после однократного облучения составляла 1%, а после пятикратного—12%. При пятикратном последовательном облучении ряда поколений дикого мелкоплодного томата (плоды размером с крупную клюкву) Г. Штуббе удалось отобрать формы с плодами такой же величины, как у культурных мелкоплодных сортов. Практически этим экспериментом удалось повторить за несколько лет длительную эволюцию культурных сортов томатов из диких форм. [c.107]

Хромосома — структурный элемент (органоид) клеточного ядра у эукариот (у прокариот — в цитоплазме) содержит линейную последовательность генов способна к воспроизведению с сохранением свойств в поколениях содержит участок спирально уложенной молекулы ДНК, длина которого во много раз превышает размеры хромосомы набор хромосом (кариотип) определяет все признаки вида и служит его устойчивой характеристикой, почти не меняясь в ходе эволюции. [c.194]

Но даже и в тех случаях, когда признак определяется не одним геном, а большим их числом, между генетически различными группами должна существовать известная прерывистость, хотя разграничение генотипических классов может оказаться при этом нелегким делом. Границу провести не всегда возможно из-за не-наследуемого компонента изменчивости, т. е. из-за действия таких факторов среды, как пища, температура, свет, убежища. Эти факторы создают изменчивость среди генетически идентичных особей. Так, например, хорошо питающееся животное будет иметь больший вес, а возможно, и большие размеры, чем истощенное животное одинаковой с ним генетической конституции. Правда, этот компонент не играет сколько-нибудь существенной роли в эволюции, потому что, если потомкам той и другой особей давать одинаковое количество пищи, они будут иметь в общем одинаковый вес. Однако этот ненаследственный компонент создает непрерывную фенотипическую изменчивость, которая накладывается на генотипическую дискретность. Для того чтобы избежать такого воздействия среды, генетики стараются выращивать растения и животных в одинаковых условиях, хотя в поле почти невозможно избежать небольших различий по таким факторам, как количество осадков, дренаж и минеральный состав почвы, точно так же, как трудно выдавать животным совершенно одинаковые количества корма. Эффекты нескольких дискретных генов, каждый из которых оказывает на данный признак небольшое действие, сочетаются с нена-следуемыми изменениями, обусловливаемыми средой, в результате чего создается действительно непрерывная изменчивость (рис. 4.12). [c.70]

Мутационный процесс, рекомбинация, поток генов и отбор представляют собой основные факторы, определяющие эволюцию путем естественного отбора. В гл. 6 мы описали эти факторы, а также простые модели их действия на генные частоты в локусе с двумя аллелями в бесконечно большой популяции, обитающей в однородной среде. Читатель должен был понять, что эти модели полезны для учебных целей, но совершенно нереалистичны применительно к настоящим популяциям, развивающимся в природных условиях. Мы показали, что природные популяции имеют конечные размеры, что они живут в изменчивых средах, что гены взаимодействуют между собой при определении фенотипа и что они объединены в хромосомы. Кроме того, мы привели достаточно примеров, чтобы убедить читателя в наличии в популяциях очень больших запасов генетической изменчивости, которые трудно или [c.258]

Размер популяции предполагается бесконечно большим. Следовательно, в отсутствие других факторов частоты генов остаются постоянными. В действительности бесконечно больших популяций не существует напротив, размер многих популяций человека оставался очень малым в течение длительных периодов времени, крайне важных для его эволюции. Поэтому все результаты, полученные при использовании математических моделей, должны критически анализироваться в свете теории популяций малого размера (разд. 6.4) и сведений о величине и брачной структуре популяций человека. К сожалению, эти сведения, особенно касающиеся ранних исторических периодов, относительно неполны. Поэтому в конкретных случаях выводы делать трудно или вообще невозможно. [c.294]

Выще уже было высказано предположение, что небольшие изолированные популяции, по всей видимости, играют важную роль в видообразовании (см. разд. 9.4.1), но это не означает, что данная функция популяций обязательно независима от общих адаптивных тенденций. Дрейф генов — не единственный процесс, действующий на небольшие популяции. Высокого уровня способен достигать и естественный отбор, причем факторы его могут быть такими же, как и факторы, действующие на крупные популяции, а небольшие размеры генофонда позволяют мелким популяциям модифицироваться достаточно быстро. Высокая скорость эволюции небольших популяций, в которых образуются новые виды, совсем не означает, что естественный отбор не является главным механизмом эволюционных изменений. [c.317]

Отношение Рь/Ро все еще равно 4/ 5, как это было, когда коло низация не принималась в расчет. В таком случае мы вынуждены прийти к выводу, что Ы, вероятно, должно быть очень велико по сравнению с закреплением генов у вида в целом, если только мы не готовы допустить, что у большинства видов в течение длительных периодов (порядка 2N поколений) размеры видовых популяций в целом были очень малы. Анализируя замещение генов в процессе эволюции, крайне важно не путать величины отдельных популяций с величиной всего видового пула. [c.231]

Л. Неправильно. Считается, что перекрывающиеся гены возникли в процессе эволюции в ответ на давление отбора, чтобы оптимально использовались мелкие геномы, величина которых ограничена размерами капсида. [c.301]

Соответствие по крайней мере некоторых экзонов белковым доменам подтверждает предположение о том, что оно имеет фундаментальное значение в эволюции генов. Ясно, что дупликации и слияние экзонов могли играть важную роль в эволюции. Мы не можем проследить за действительными событиями, проишедшими в ходе эволюции каждого гена. Имеется несколько примеров взаимоотношений между экзонами и белковыми доменами, когда отсутствует их простое соответствие, но это можно объяснить тем, что такие события, как слияние экзонов, изменили структуру гена-предка в процессе эволюции ядерных генов. Однако в ряде случаев мы сталкиваемся с большими несоответствиями между структурами генов и белков. Митохондриальные гены дрожжей и млекопитающих кодируют практически идентичные митохондриальные белки, несмотря на существенные различия в организации генов. Геном митохондрий позвоночных очень мал и имеет чрезвычайно компактную организацию нерасщенленных генов (гл. 22), тогда как митохондриальный геном дрожжей имеет большие размеры и включает ряд сложных прерывистых генов. Какая форма гена была исходной [c.265]

Первый вирус возник, вероятно, когда у плазмиды появился ген, кодирующий белок капсида Однако в капсиде умещается ограниченное количество нуклеиновой кислоты, и, значит, число генов, которые вирус может в себе заключать, лимитируется размерами капсида. Будучи вынуждены оптимальным образом использовать свой небольшой геном, некоторые мелкие вирусы (вроде бактериофага ФХ174) обзавелись в ходе эволюции перекрывающимися генами, в которых часть нуклеотидной последовательности, кодирующей один какой-нибудь белок, используется (с той же или с иной рамкой считывания) для кодирования второго белка. У других вирусов в процессе эволюции возникли более крупные капсиды, что должно было дать им возможность приобретать новые полезные гены. [c.325]

В ядрах клеток дрожжей, насекомых, червей содержится в 5—10 раз, а у млекопитающих в несколько сотен раз больше ДНК, чем в клетке Е. соИ. Содержание ДНК в расчете на гаплоидный геном в целом увеличивается с возрастанием сложности организма. У амфибий и растений оно сильно варьирует от вида к виду и может значительно (в 10 раз и более) превышать количество ДНК в клетках млекопитающих. Однако было бы неверным считать, что прогрессивная эволюция, как правило, сопровождается увеличением содержания ДНК в расчете на гаплоидный геном. Известны также случаи, когда достаточно близкие виды содержат количество ДНК, различающееся в несколько раз. Это явление описано как парадокс содержания ДНК (англ. С value paradox), который до сих пор не получил достаточно определенного объяснения. Таким образом, размеры геномов не коррелируют с тем количеством ДНК, которое предназначено для выполнения функции кодирования бе.лков. [c.185]

В самых больших субъединицах эукариотических РНК-полимераз обнаружено несколько участков, которые по аминокислотной последовательности у всех трех форм сходны между собой и с -субъединицей РНК-полимеразы Е. соИ. В следующих за ними по размеру субъединицах эукариотических РНК-полимераз обнаружено сходство в аминокислотной последовательности с -субъе-диницей РНК-полимеразы Е. oli. Эти данные свидетельствуют о том, что на заре эволюции эукариот у них имелась одна форма РНК-полимеразы, а разные формы возникли за счет умножения предко-вых генов (общих для про- и эукариот) и последующего расхождения их нуклеотидных последовательностей в результате множества мутаций. [c.136]

Было высказано предположение, что экзоны кодируют определенные автономные элементы укладки полипептидной. цепи, представляющие собой функциональные сегменты белковой молекулы, которые сортируются в процессе эволюции. Если процессы такой перетасовки генетического материала, механизмы которых не рассматриваются, идут по районам интронов, то структура экзонов не изменяется и, следовательно, не нарушаются функциональные свойства отдельных белковых доменов. Экзоны могут соответствовать участкам доменов или отдельным белковым доменам, т. е. тем участкам белковой молекулы, которые можно выделить как пространственно делимые структуры, обладающие определенной биологической функцией. Установление размеров экзонов во многих генах показало, что главный класс экзонов имеет размеры около 140 п. н., что соответствует 40—50 а. о. в молекуле белка. Большая часть белковых доменов, содержащих в среднем 100—130 а. о., складывается из нескольких элементов вторичной структуры ( су-первторичных структурных единиц), кодируемых отдельными экзонами. М-терминальный участок из нескольких гидрофобных аминокислот (сигнальный пептид) секреторных белков, как правило, также кодируется отдельным экзоном. [c.192]

Существует много возможностей для осуществления перестроек внутри кластера родственных или идентичных генов. Результат таких перестроек можно увидеть, сравнивая кластеры генов Р-глобинов млекопитающих, показанные на рис. 21.1 и 21.2. Несмотря на то что эти кластеры выполняют одну и ту же роль и имеют сходную в общих чертах организацию, различаясь по размеру, имеются вариации общего числа и типов р-глобиновых генов различаются также и число, и структура псевдогенов. Все эти изменения произошли, по-видимому, после разделения млекопитающих на виды около 85 млн. лет назад (это был конец периода общего эволюционного развития всех млекопитающих). На основе сравнения различных кластеров можно сделать общее заключение о том, что дупликации, перестройки и изменения генов могут быть столь же важными факторами эволюции, как и медленное накопление точковых мутаций в индивидуальных генах с последующим отбором белков с улучшенными свойствами. Каковы же механизмы генных перестроек [c.270]

Видно, что в случае рассмотренных нами клеточных полипротеинов образуются продукты небольшого размера (состоящие менее чем из 40 аминокислот). Отражает ли это тот факт, что сложности, возникающие при синтезе небольших белков de novo, приводят к необходимости их образования путем расщепления более длинных предшественников (и, таким образом, открывают путь для эволюции различающихся белковых продуктов) Было бы интересно охарактеризовать гены, кодирующие множество сходных полипротеинов. Действительно ли, что их сборка осуществляется путем перетасовки экзонов, аналогичной рассмотренной в гл. 20, или весь процесс в целом возник в результате эволюции одной из следующих стадий экспрессии повторяющихся генов, гены-предки которых не кодировали такие множественные функ- [c.342]

Важным этапом эволюции эукариот было удлинение гена, т. е. увеличение его размеров, при котором из простых генов могут возникать более сложные. Удлинение генов может происходить за счет тандемных дупликаций относительно коротких нуклеотидных последовательностей. Примером служат гены, кодирующие вариабельные участки иммуноглобулинов мыши. Такие участки тяжелых (JgVn) и легких (JgVb) цепей иммуноглобулина кодируются генами длиной около 600 п. н., возникши- [c.245]

Рис. 3-38. Пример широко распространенной в эволюции белков перетасовки блоков белковых последовательностей. Участки белка, обозначенные окрашенными геометрическими фигурами, являются эволюционно родственными, но не идентичными. А. Бактериальный САР-белок состоит из двух доменов один из них (закрашенный треугольник) связывается со специфической последовательностью ДНК, второй - связывает сАМР (см. рис. 3-33). ДНК-связываюший домен родствен ДНК-связываюшим доменам многих других белков регуляторных генов, включая белки 1ас-репрессор и его-репрессор. Кроме того, две копии сАРМ-связывающего домена обнаружены в эукариотических киназах, регулируемых связыванием циклических нуклеотидов. Б. Представлены два домена, состоящие примерно из 40 аминокислот, каждый из которых встречается в трех больших белках позвоночных. Например, рецептор липопротеина низкой плотности (ЛНП) - это трансмембранный белок из 839 аминокислотных остатков, ответственный за выведение холестерола из клеток. Он содержит много доменов, имеющихся и в других белках, в частности, семь копий цистеин - богатого домена (светлые кружки), участвующих в связывании ЛНП, и три копии такого же размера (окрашенные

Наличие поперечной исчерченности составляет общую черту миготических хромосом даже таких далеких друг от друга видов, как человек и дрозофила. Более того, картина распределения полос в хромосомах почти не изменилась за долгие периоды эволюции. Например, почти каждой хромосоме человека соответствует аналог в кариотипе шимпанзе, гориллы и орангутана (хотя в результате слияния одной пары хромосом у человека имеется 46. а не 48 хромосом, как у обезьян), причем картина распределения полос у них практически одинакова. Все это лишний раз указывает на большое значение пространственной организации ДНК в составе хромосом для экспрессии соответствующих генов, а само существование полос, возможно, отражает какие-то черты функциональной организации хроматина. Почему образуются такие полосы, до сих пор является загадкой. Даже наиболее тонкие полосы, изображенные на рис. 9-40, должны содержать не менее 30 петель, а суммарный нуклеотидный состав столь длинных последовательностей ДНК (более миллиона пар оснований, что соответствует размеру среднего бактериального генома), но-видимому. близок к среднестатистическому. Известно, что как АТ-богатые. так и ОС-богатые полосы содержат гены. [c.123]

Анализируя формы гемоглобина в организмах, стоящих на разных ступенях филогенетической лестницы, можно восстановить некоторые события, приведшие к возникновению разнообразных типов этого белка. Появление гемоглобиноподобных молекул в ходе эволюции, но-видимому, способствовало увеличению размеров многоклеточных животных. Крупным животным для поддержания должного уровня кислорода в тканях уже недостаточно простой диффузии. В результате, гемоглобиновые молекулы обнаруживаются у всех позвоночных и многих беспозвоночных. Самая примитивная молекула, переносящая кислород, представляет собой глобиновую полипептидную цепь размером около 150 аминокислот. Она обнаруживается у многих морских червей, насекомых и примитивных рыб. Молекула гемоглобина у высших позвоночных устроена более сложно в ее состав входит два типа глобиновых цепей. По-видимому, около 500 млн лет назад в ходе эволюции высших рыб произошла серия мутаций и дупликации соответствуюшего гена. В результате этих событий вначале образовалось два слегка отличающихся друг от друга гена, кодирующих цепи а- и Р-глобинов в геноме каждой особи. У современных высших позвоночных каждая молекула гемоглобина представляет собой комплекс, состоящий из двух а- и двух Р-цепей. (рис. 10-65). Такая структура функционирует гораздо более эффективно, чем молекула гемоглобина, содержащая одну цепь. Четыре кислород-связывающих сайта в молекуле агРг взаимодействуют друг с другом. Это взаимодействие приводит к кооперативному аллостерическому изменению в молекуле при связывании и освобождении кислорода, позволяющему доставлять в ткани гораздо большие порпии кислорода. [c.238]

Функциональные последовательности ДНК в геномах высших эукариот, по-видимому, собраны из небольших генетических модулей по крайней мере двух типов. Блоки кодирующих последовательностей образуют множество комбинаций для синтеза белков регулирующие последовательности рассеяны среди длинных некодирующих участков и контролируют экспрессию генов. Как кодирующие последовательности (экзоны). так и регуляторные последовательности (энхансеры) по размеру обычно не превышают нескольких сот нуклеотидных пар. В геномах происходят разнообразные генетические рекомбинации, обусловливающие возникновение дупликацип и перенос последовательностей ДНК. В некоторых случаях дутщируются целые гены, которые могут затем приобретать новые функции. В результате рекомбинации иногда возникают новые белки, при этом происходит перетасовка экзонов ти изменение экспрессии генов за счет перекомбинации энхансеров. Перестановка последовательностей имеет огромное значение для эволюции организмов, у эутриот она в значительной мере упрощена благодаря прерывистой структуре генов эукариот. Важно также, что гены эукариот подвержены многочисленным активирующим и подавляющим влияниям, которые оказывают на них разные комбинации удаленных от них энхансеров. [c.248]

Таким образом, ДИ РНК предпочтмельно, если не исключительно, генерируются из генов полимеразы. Один ген полимеразы может дать жизнь многочисленным ДИ РНК различных размеров. Одна ДИ РНК обычно происходит из одного гена полимеразы (т. е. моногенпа), что указывает на редкую многосегментную рекомбинацию. ДИ РНК генерируются из прогениторного гена (или генов) в результате отклоняющихся от нормы репли-кационных событий. Кроме того, однажды генерированные ДИ РНК могут подвергнуться дальнейшей эволюции, продуцируя новые ДИ РНК. [c.266]

Конечные размеры популяции (гл. 7) и неслучайность скрещивания (гл. 8) приводят к тому, что каждое поколение представляет собой до некоторой степени случайную выборку из предыдущего. Это означает, что элиминация или сохранение генов в данной популяции носит отчасти случайный характер. Вероятность того, что данный ген сохранится в популяции или будет элиминирован, зависит от его частоты, которая определяется мутационным процессом, отбором и потоком генов. Но в популяциях в разные годы могут происходить случайные флуктуации, которые не представ-, 1яют собой результата отбора. Эти флуктуации редко вызывают длительные эволюционные изменения, но они не позволяют популяции достигнуть ее максимальной приспособленности. Случайные явления могут иметь эволюционное значение лишь при условии, что некоторое число важных генных комбинаций будет полностью элиминировано из популяции. Вероятность того, что это произойдет, даже при такой небольшой численности популяции, как 100 особей, очень мала. Сомнительно, чтобы случайный дрейф генов (так называется это явление) был когда-либо важным фактором эволюции. Мы вернемся к этим вопросам в следующей главе. [c.166]

В отличие от дискретности генотипических классов, необходимой для менделевского анализа, фенотипические различия, которые являются материалом эволюционных изменений, имеют квазинепрерывную природу. Эволюция вида состоит в постепенном накоплении очень небольших изменений физиологии, морфогенеза и поведения. Близкородственные виды могут различаться по средней температурной устойчивости или предпочтениям, по своим размерам и форме, но отличить особь одного вида от особи другого по одному из этих признаков или по их сочетанию часто бывает невозможно из-за широкого фенотипического перекрывания между группами. Даже в отсутствие перекрывания с каким-либо близким видом у любого вида наблюдается довольно широкая изменчивость по большинству признаков, причем эта изменчивость обусловлена как генотипом, так и внешней средой. По существу для большинства признаков, изменение которых эволюционист пытается изучить, изменчивость между генетически идентичными особями может оказаться не меньше, если не больше, чем изменчивость, обусловленная замещением одного аллеля в локусе, который определяет данный признак. Даже если наследуемость КИ (коэффициент интеллектуальности) у представителей кавказской расы составляет 80%, как установлено в некоторых исследованиях (Эрленмейер-Кимлинг и Ярвик, 1963), то влияние, оказываемое на КИ замещением одного гена, будет невелико (если не считать серьезных аномалий, сопровождающихся умственной отсталостью) по сравнению с влияниями среды. Если бы не это обстоятельство, менделевское наследование КИ было бы давно [c.32]

Такие факты, как наличие избыточного количества небелковых пептидов у растений (Bell, 1980) или избыток ДНК, не соответствующий сложности организмов (Sparrow et al., 1972), породившие столько спекуляций, вдруг получили простое объяснение. То же самое относится к органам, имеющим очень большие размеры или необычную форму, например к саблевидным зубам вымерших тигров или огромным рогам вымерших видов оленей. Для их образования необходим синтез больших количеств определенных генных продуктов, что достигается в результате автономной эволюции генов и при этом необязательно эволюции организма как целого. До сих пор было принято считать, что все молекулярные процессы, протекающие в организме, были отрегулированы отбором и доведены до оптимального режима взаимодействия и интеграции. Имеющиеся в настоящее время данные не подтверждают такую точку зрения. Известная степень интеграции и кооперации, очевидно, существует (иначе клеточные процессы и механизмы не могли бы функционировать), однако это вовсе не то же самое, как если бы эволюция всех процессов следовала по одному и тому же пути. [c.313]

Умение индуцировать мутации в клонированных генах с целью получения мутантных белков лежит в основе белковой инженерии. При этом используют две группы методов, приводящих к разным последствиям на молекулярном уровне. Первая группа основана на случайном мутагенезе, т.е. введении в мутагенизиру-емый участок гена многих мутаций, положение каждой из которых не контролируется исследователем, а ограничивается лишь размером фрагмента нуклеиновой кислоты, в который эти мутации вводятся. Более или менее случайный мутагенез имеет место, в частности, при инкубации нуклеиновых кислот с химическими мутагенами или осуществлении их синтеза с помощью ДНК-полимераз с ослабленной специфичностью в отношении субстра-тов-предшественников. Совокупность этих подходов активно используется при проведении направленной эволюции белковых молекул. Вторая группа методов, получившая название направленного или сайт-специфического мутагенеза, обеспечивает введение мутаций в строго определенные участки нуклеиновых кислот, что позволяет заменять отдельные аминокислотные остатки в кодируемых этими молекулами белках и ферментах. Направленный мутагенез является сердцем (но не мозгом) рационального дизайна и редизайна белковых молекул, к рассмотрению которого мы сейчас переходим. [c.278]

Традиционное, и в целом правильное, представление о генетических механизмах эволюции основано на главном предположении Чарлза Дарвина [I]. Он считал, что изменчивость между видами и в пределах вида определяется наследственными особенностями составляющих их особей. Орудующая в природе смерть-старуха забирает слабых и оставляет наиболее приспособленных. Именно этот процесс называется естественным отбором. В колоссальной предсуществующей изменчивости, часто едва заметной, можно обнаружить, например, различия между особями по размерам тела, пищевым потребностям или по способности избегать хищников. Наиболее приспособленные выживут и передадут свои признаки потомкам. Таким образом, естественный отбор действует на имеющуюся в популяции организмов наследственную изменчивость. В современной трактовке единственный тип генетических изменений, допускаемый в данной схеме, — это случайные мутации генов в половых клетках (яйцеклетках и сперматозоидах). Именно это составляет суть оставленного Чарлзом Дарвином наследия, изложенного в его книге Происхождение видов, опубликованной в 1859 г. Это — его вклад в современные представления о механизмах эволюции, приведшей к появлению высокоорганизованных растений и животных. Основы современной неодарвинистской теории суммированы в табл. 1.1. [c.21]

Возможность совместного действия отбора и дрейфа теоретически имеет очень важное значение для эволюции. Райт (Wright, 1931, 1949, 1960) указывает, что какой-либо благоприятный ген может гораздо быстрее закрепиться при помощи отбора и дрейфа в популяционной системе островного типа, чем при помощи одного только отбора в непрерывной большой популяции такого же общего размера. Недавно была вычислена сравнительная вероятность закрепления первоначально редкого гена с небольшим селективным преимуществом в популяциях этих двух типов — [c.130]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология