Гены нейтральные

Существует несколько возможных способов возникновения генов, нейтральных с точки зрения отбора. Генетический код обладает избыточностью (см. гл. 4), поскольку для кодирования всего лишь 26 аминокислот имеется 64 различных триплета. Вследствие этого некоторые генные мутации не влияют на белок, кодируемый данным геном, так как мутировавший триплет все еще кодирует ту же самую аминокислоту. Кроме того, считается, что некоторые мутации (например, сопровождающиеся заменой триплета ГУУ, кодирующего валин, триплетом ГЦУ, кодирующим аланин) приводят к синтезу аминокислот с очень сходными свойствами, не влияющими на свойства молекулы белка, а поэтому могут быть нейтральными в селективном отношении. Есть и такие мутации, которые детерминируют замены аминокислот, оказывающие более сильное влияние на синтезируемый фермент, однако, по мнению некоторых генетиков, и эти мутации также могут быть селективно нейтральны. [c.255]

Осадок должен получаться в форме, удобной для отде.гения его от раствора фильтрованием. Это требование связано, главным образом, с определенной величиной зерна осадка. Для получения подходящей величины зерна осадка необходимо применять определенные условия осаждения. Так, например, осадок углекислого кальция при обычной температуре образуется в виде очень мелких зерен, забивающих поры фильтра. При нагревании получаются более крупные зерна, которые легко отфильтровываются. Сернокислый барий при быстром осаждении из нейтрального раствора выделяется в виде очень мелких кристаллов, которые проходят даже через плотный фильтр. При медленном осаждении из кислого раствора сернокислый барий образуется в виде более крупных кристаллов. [c.32]

Эту аргументацию можно использовать для объяснения того факта, что нейтральные молекулы ЫНз вызывают большее расщепление кристаллическим полем, чем молекулы воды или отрицательно заряженные ионы гало-генов. [c.57]

В случае бактериальных генов, содержащих 1000 пар оснований каждый, частота мутирования соответствует изменению одного нуклеотида из 10 -10 в расчете на поколение. Если говорить только о точковых мутациях, такой подсчет является сильным упрощением, поскольку не все мутации приводят к заметным изменениям фенотипа. Мутации, не приводящие к заметным изменениям, называют молчащими мутациями. Различают два типа молчащих мутаций. В случае мутаций одного типа замена основания не приводит к аминокислотной замене в соответствующем белке. При мутациях второго типа замена основания сопровождается заменой соответствующей аминокислоты, однако эта замена не влияет на функциональные свойства белка. Мутации этого типа называют нейтральными заменами. [c.41]

Столь значительные различия в дивергенции сайтов замещения и молчащих сайтов непосредственно свидетельствуют о наличии гораздо больших ограничений на положения нуклеотидов, влияющих на строение белка, чем на положения нуклеотидов, не оказывающих такого действия. Поэтому маловероятно, что сколько-нибудь значительная часть аминокислотных замен нейтральна. Если принять, что скорость мутирования молчащих сайтов соответствует скорости закрепления мутаций (иными словами, если допустить, что молчащие сайты вообще не подвергаются отбору), то тогда за период, прошедший со времени дивергенции (3- и б-генов, должны были произойти замены в 32% из 330 сайтов замещения, т.е. в 105 сайтах. Из них сохранились только 11. Следовательно, 90% всех мутаций были отсеяны в ходе отбора. [c.276]

Сторонники теории нейтральности молекулярной эволюции признают, что большая часть возможных мутаций любого гена вредна для их обладателей, и поэтому эти мутанты элиминируются путем естественного отбора или сохраняются при очень низкой частоте. Эволюцией морфологических, поведенческих и экологических признаков управляет в основном естественный отбор, поскольку он определяет возрастание частоты благоприятных мутаций за счет в )едных. При этом, однако, предполагается, что в каждом локусе может существовать несколько благоприятных мутаций, равноценных с точки зрения их приспособленности. Эти мутации не подвержены действию естественного отбора, так как они не влияют на приспособленность своих обладателей (и не изменяют их морфологических, физиологических и поведенческих признаков). Согласно теории нейтральности, эволюция на молекулярном уровне заключается главным образом в постепенном случайном замещении одних нейтральных аллелей другими, функционально равноценными первым. Эта теория признает, что хотя благоприятные мутации существуют, они возникают чрезвычайно редко и потому не оказывают большого влияния на общую эволюционную скорость аминокислотных и нуклеотидных замен. [c.234]

С математической точки зрения нейтральные аллели не обладают строго одинаковой приспособленностью, но различия в их приспособленностях столь малы, что изменения их частот происходят скорее в результате дрейфа генов, а не под действием естественного отбора. Допустим, что два аллеля, и А2, обладают приспособленностями, равными 1 и 1 —5, где я-положительное число, меньшее единицы. Такие два аллеля называются эффективно нейтральными тогда и только тогда, когда AN s , где эффективная численность популяции (гл. 23). [c.234]

Популяция из N особей содержит по 2М генов в каждом аутосомном локусе. Если аллели нейтральны, то все гены обладают равной вероятностью оказаться фиксированными, т.е. х = ——. Подставляя это [c.234]

Если окажется, что теория эволюции белков, основанная н нейтральности аллелей, верна для достаточно большого числа белков, то в таком случае скорость замены аминокислот можно будет использовать для определения времени тех пли иных филогенетических событий. В самом деле, согласно нейтралистской теории, скорость аллельных замещений равна скорости возникновения аллелей в результате мутаций. Если частота мутаций данного гена остается довольно постоянной на протяжении длительных периодов времени, то значит аллельные замещения происходят [c.452]

Другой полезный урок можно извлечь из того, как тетрамерная структура гемоглобина обеспечивает функцию связывания кислорода, а также как мутации могут влиять на эту функцию, нарушая взаимодействие различных глобиновых цепей. Хотя большинство мутаций, изменяющих гемоглобин, нейтральны, все патологические варианты, за исключением серповидноклеточной анемии, наследуются по доминантному типу. Отсюда следует, что один из возможных механизмов доминирования заключается в нарушении взаимодействия между продуктами аллельных генов (разд. [c.100]

Группой японских авторов описана бациллярная система экспрессии и секреции -интерферона. Клонирование проведено в Вас. subtilis на плазмиде, содержащей регуляторную область и сигнальный пептид гена нейтральной протеазы Вас. amyloliquefa iens. Уровень продукции достигал 10 ед/л, причем 80% активности секретировалось в среду. [c.200]

Естественно допустить, что некоторые /полиморфные гены нейтральны или почти нейтральны в отношении отбора. Однако мно-гие другие колтролируются уравновешивающим отбором, и, следовательно, должны внооить известный вклад в 1се1лрегационный груз. Эту проблему нельзя отбросить, прибегнув к таким упрощенческим. допущениям, как ширс хое распространение селективной нейтральности. Она еще ожидает своего решения. [c.142]

Для оценки частоты выщепления м воспользуемся такой особенностью ПП, как наличие коротких фланкирующих прямих повторов, возникающих в момент встраивания ПП в геном в результате дупликации фрагмента генома в месте встраивания. Предполагается, что 1 ) фланкирующие повтор функционально ненагружены и эволюционируют со скоростью фиксации нейтральных мутаций V=5-10 замен на позицию за год 2)повторные и обратные мутации маловероятны и ими можно пренебречь. [c.67]

К раствору 25,0 г (0,25 моль) оксида хрома(У1) (осторожно, канцеро. генное вешество ) в 45 мл 6 М соляной кислоты при перемешивая прибавляют в течение 10 мии при 40 °С 19,8 г (0,25 моль) пириди (осторожно ) и охлаждают до 10 С. Смесь выдерживают при это температуре до образования оранжевого осадка, а затем снова нагревают до 40 °С (осадок снова переходит в раствор) и при перемешнвавш прибавляют 208 г оксида алюминия (нейтральный, для колоночное хроматографии) (вытяжной шкаф ). [c.120]

Пространственная структура зависит не от длины полипептидной цепи, а от последовательности аминоютслотных остатков, специфичной для каждого белка, а также от боковых радикалов, свойственных соответствующим аминокислотам. Пространственную трехмерную структуру или конформацию белковых макромолекул образуют в первую очередь водородные связи, а также гидрофобные взаимодействия между неполярными боковыми радикалами аминокислот. Водородные связи играют огромную роль в формировании и поддержании пространственной структуры белковой макромолекулы. Водородная связь образуется между двумя электроотрицательными атомами посредством протона водорода, ковалентно связанного с одним из этих атомов. Когда единственный электрон атома водорода участвует в образовании электронной пары, то протон притягивается соседним атомом, образуя водородную связь. Обязательным условием образования водородной связи является наличие хотя бы одной свободной пары электронов у электроотрицательного атома. Что касается гидрофобных взаимодействий, то они возникают в результате контакта между неполярными радикалами, неспособными разорвать водородные связи между молекулами воды, которая вытесняется на поверхность белковой глобулы. По мере синтеза белка неполярные химические группировки собираются внутри глобулы, а полярные вытесняются на ее поверхность. Таким образом, белковая молекула может быть нейтральной, заряженной положительно или же отрицательно в зависимости от pH растворителя и ионо-генных групп в белке. К слабым взаимодействиям относят также ионные связи и ван-дер-ваальсовы взаимодействия. Кроме того, конформация белков поддерживается ковалентными связями 8—8, образующимися между двумя остатками цистеина. В результате гидрофобных и гидрофильных взаимодействий молекула белка спонтанно принимает одну или несколько наиболее термодинами-чесю выгодных конформаций, причем, если в результате каких-либо внешних воздействий нативная конформация нарушается, возможно полное или почти полное ее восстановление. Впервые это показал К. Анфинсен на примере каталитически активного белка рибонуклеазы. Оказалось, что при воздействии мочевиной или р-меркаптоэтанолом происходит изменение ее конформации и, как следствие, резкое снижение каталитической активности. Удаление мочевины приводит к переходу конформации белка в исходное состояние, и каталитическая активность восстанавливается. [c.35]

Нейтрально проявляемыми диазаминолами являются и поло-гены, производимые в Польской Народной Республике. В отлитие от всех других препаратов подобного типа в пологенах в качестве стойкого диазокомпонента используют не обычные линей-1ые диазамины, а циклические диазоаминосоединения — так зазываемые триазоны, получаемые на основе сульфоантранило юй кислоты. Они отличаются высокой устойчивостью в сухом зиде, могут выдерживать нагревание в водном растворе до 70—80°С и не вступать в реакцию азосочетания с находящими- [c.145]

Уда.гение тяжелых металлов. Гуминовые кислоты в щелочной, нейтральной или кислой среде образуют хелатные соединения с тяжелыми металлами, которые растворены или адсорбированы па взвешенных частицах, содержащих соединения металлов. [c.267]

Гидрогенолиз гало ген содержат,их соединений можно осуществить над различными катализаторами гидрирование галогенсодержащих соединений обычно сопровождается дегалогенированием, В присутствии палла-дированного древесного угля или катализатора Адамса атомы галогена в алифатических соединениях устойчивы к гидрогенолизу в кислой или нейтральной среде, если только эти атомы не активированы кратной связью. Атом галогена, связанный с ароматическим кольцом, удаляется легче, особенно если его подвижность повышается под влиянием находящегося в ядре атома азота. Так, например, лепидин получают из 2-хлорлепи-дина с 87%-ным выходом (СОП, 4, 291) [c.565]

В отсутствие катализатора такие субстраты, как нафталин антрацен, фенантрен бронируются по схеме присоединения — отщеп/гения, давая нейтральные ковалентные аддукты, которые затем при нагревании или действии оснований отщепляют НВг (например, 9,10-дибром-9,10-дигидроантрацен переходит в 9-бромантрацен). [c.225]

Цель работы — исследование гидрофильных гелей, синтезированных на основе смесей декстрана и эпихлоргидрина (марка ЭД) декстрана и диглицидного эфира (марка ДЭД) [10]. Характеристика этих гелей приводится в таблице 1.Гели представляют собой сферические гранулы, обладающие высокой механической прочностью почти полное отсутствие ионо-генных групп в них обеспечивает нейтральность по отношению к разделяемым веществам. [c.48]

Процесс повторного коксования позволяет значительно увеличить коксовый потенциал сланцевой смолы, т. е. повысить примерно в 1,4 раза выход смоляного кокса. При осуществлении повторного коксования, кроме обычных продуктов кокса, пиро-генной воды и газа, получается легкий дистиллят, выкипающий до 325° С и содержащий значительные количества фенолов и нейтральных кислородных соединений, а также кристаллизующиеся конденсированно-ароматические углеводороды. [c.335]

Неион о генные поверхностно-активные вещества не диссоциируют в водных растворах. Их молекулы проявляют свою поверх(ностную активность как целые электро-нейтральные единицы. Растворимость их в воде определяется кислородсодержащими группам И — эфирными и гидроксильными, которые образуют водородные связи с молекулами воды. Из представителей этой группы следует прежде всего назвать эфиры нолиэтнленгликоля с алкил-фенолами и высшими жирными спиртами В—СбН4 (ОСН2СН2) ОН, [c.115]

В первом тщательном исследовании этого явления в 1958 г. Блэйк с сотр. [2] высказал мнение, что это синергетное увеличение коэффициентов распределения, вероятно, ограничено комбинациями диалкилфосфорная кислота — нейтральный реагент . Сообщение о синергизме при экстракции Ри (IV) и Ри (VI) подобными смесями последовало спустя два года [3]. Позднее Зан-ген [4] показал, что подобный эффект, хотя и меньший по величине, наблюдается для ряда трехвалентных актиноидов и редкоземельных элементов (с Z>64), бария и даже меди (II). Исследователи из Аргоннской национальной лаборатории (США), проводившие серьезные исследования в этой области, отметили небольшое синергетное увеличение экстракции Агп, Се, Ей, ТЬ, Тт и Y при использовании смесей моно-(2-этигексил)-фосфорной кислоты (М2ЭГФК) с ТБФ или ТОФО [5]. [c.64]

Образующаяся при гликолизе пировиноградная кислота в результате декарбоксилирования и окисления превращается в уксусную кислоту. В свою очередь уксусная кислота при участии АТФ и фермента ацетилирует сульфгидрильную группу кофермента А. Возникает 8-ацетилкофермент А или так называемая активированная уксусная кислота. Активированная уксусная кислота может превращаться в высшие жирные кислоты, из которых образуются жиры. Эти жиры также могут откладываться в организме. Почти все аминокислоты являются или гликогенными, или кето-генными, т. е. они участвуют в образовании гликогена или жиров. Из гистидина, орнитина, пролина, оксипролина и аргинина может образоваться а-кетоглутаровая кислота, из тирозина и фенилаланина — фумаровая кислота. Окисление глутаровой и фумаровой кислот по цитратному циклу сопровождается выделением энергии, необходимой для организма. Если же энергия в данный момент не нужна, то углеводы и углеродные цепи аминокислот могут превращаться в нейтральные жиры, откладывающиеся в организме. [c.353]

Ход опреде. гения. К 50 мл холодного нейтрального анализируемого раствора прибавляют 25 мл соляной кислоты и 5 мл свежепрсфильтрован-ного раствора хлорида олова (II) [содержащего 1,125 Sn l, 2Н,О в 1 мл НС1 (пл. 1,09) и сохраняемого над металлическим оловом]. Перемешивают и дают осадку осесть в течение 1 часа илн центрифугируют. Затем осадок отфильтровывают через взвешенный фарфоровый фильтрующий тигель, предварительно высушенный пропусканием через него ацетона и сухого воздуха, умеренно промывают его разбавленной (1 1) соляной кислотой, затем водой и, наконец, ацетоном, после чего высушивают в течение 5 мин. просасыванием через тигель сухого воздуха и взвешивают. Увеличение в весе тигля показывает содержание ртути в пробе. К этой величине прибавляют еще 1 мг—поправку на потерю ртути вследствие улетучивания (см. стр. 221). [c.229]

Больщинство изменений в аминокислотной последовательности белков обусловлено мутациями небольших участков генома, медленно накапливающимися с течением времени. Точковые мутации и небольшие вставки и делеции возникают случайно, по-видимому, с более или менее равной вероятностью во всех участках генома, за исключением горячих точек , где частота мутирования существенно выше. Многие мутации, изменяющие амино-Тсислотную последовательность, оказываются вредными и довольно быстро отбрасываются в ходе естественного отбора (скорость этого процесса зависит от степени повреждающего эффекта). Меньшее число мутаций оказывается полезным, но эти мутации могут распространиться в популяции и в конце концов вытеснить исходную нуклеотидную последовательность. Когда мутантный вариант гена вытесняет исходный, говорят, что мутация закрепилась в популяции. Очень спорный вопрос какая доля мутационных изменений в аминокислотной последовательности может оставаться нейтральной, т. е. не оказывать действия на функцию белка, и поэтому может накапливаться в результате случайного дрейфа и закрепления [c.275]

Несмотря на то что мутации молчащих сайтов нейтральны по отношению к белку, они могут влиять на экспрессию гена, вызывая изменения нуклеотидных последовательностей РНК. Это может привести к изменению вторичной структуры РНК, отражающейся на транскрипции, процессинге или трансляции. Другая возможность заключается в том, что изменение кодона на кодон-синоним потребует наличия другой тРНК, что может повлиять на эффективность трансляции. И наконец, кроме кодирующих последовательностей гена имеются и не-транслируемые участки. Мутации в этих участках также потенциально нейтральны, не считая их влияния на вторичную структуру или регуляторные области (обычно довольно короткие). [c.275]

Молекулярные часы, основанные на теории нейтральности,-это, конечно, не те часы с точным механизмом, с помощью которых мы измеряем время в нашей повседневной жизни. Напротив, теория нейтральности предсказывает, что ход этих часов носит стохастический характер, сопоставимый с радиоактивным распадом. Постоянна лишь вероятность изменений в единицу времени, но и она подвержена некоторой изменчивости. Тем не менее при измерении достаточно продолжительных промежутков времени стохастические часы оказываются весьма точными. Более того, каждый ген или белок представляет собой отдельные часы, которые позволяют оценивать последовательность филогенетических событий и время, когда они происходили, независимо от других часов. Каждый ген или белок-это часы с маятником , качаюпщмся со своей собственной, отличной от других скоростью (для генов эта скорость задается темпом мутирования нейтральных аллелей, а для бел-ков-см. рис. 26.11) однако все часы отсчитывают время одних и тех же эволюционных событий. Сравнивая результаты, полученные по нескольким генам или белкам, мы можем сконструировать вполне точные эволюционные часы. [c.235]

Поскольку гены используют организмы для того, чтобы реплицироваться, и поскольку организмы находятся под контролем генов, эти две точки зрения обычно сводятся к альтернативным способам рассмотрения одного и того же явления. Ген, который действовал за счет других генов данного организма, а следовательно, за счет выживания и размножения этого организма как целого, не мог бы распространяться достаточно эффективно. Это подразумевает, что на уровне организма, по всей вероятности, существует отбор на интеграцию и сотрудничество между генами. Вместе с тем теория эгоистичного гена предсказывает, что гены, которые нейтральны в отношении выживания и плодовитости организмов, могут распространяться. Например, наличие больших количеств нефункциональной ДНК (см. разд. 2.2.3) можно было бы объяснить именно таким образом. Доукинс [12] высказал предположение, что эта избыточная (эту ДНК иногда называют сорной ) ДНК подобна паразиту... или безвредному, но бесполезному пассажиру, голосующему на дороге, с тем чтобы пристроиться на машины выживания, созданные другой ДНК . Главный вопрос здесь состоит, однако, в том, насколько нейтральны отдельные гены и их эффекты и насколько они должны быть нейтральными, чтобы, входя в состав организма, избежать проверки со стороны отбора. Является ли, например, стоимость репликации и несения так называемой сорной ДНК недостаточной, для того чтобы оказывать влияние на выживание и плодовитость носителя Действительно ли она лишена какой-бы то ни было функции или мы просто до сих пор не сумели эту функцию обнаружить Некоторые из этих вопросов живо обсуждаются в ряде статей, опубликованных в журнале Nature в 1980 г. (см. 284, 601—607 285, 617—620 285, 645—648). [c.86]

Больщинство, если не все новые мутации, понижают приспособленность особи, которая гомозиготна по этой мутации. Многие мутантные гены в гомозиготном состоянии обладают летальным действием, т. е. особи, несущие двойную дозу мутантного гена,, гибнут. Другие мутации полулегальны, т. е. больщинство гомозиготных по ним особей гибнет, хотя некоторые выживают. Наконец, существуют субвитальные мутации, понижающие приспособленность гомозиготных по ним особей, но не слишком резко. ОднакО в гетерозиготном состоянии летальные, полулетальные и субвитальные аллели могут как снижать приспособленность своих носителей, так и быть совершенно нейтральными (рецессивы) нли даже повышать приспособленность. В первом случае мутация не обладает доминантностью по приспособленности (строго говоря, доминантность промежуточная). Во втором она полностью рецессивна,, поскольку в гетерозиготе действие мутантного гена полностью замаскировано. В третьем случае мутантный ген обладает сверхдоминантностью или гетерозисным эффектом (рис. 6.6). Очевидно,, поведение аллеля как в гомозиготном, так и в гетерозиготном состоянии определяет его селективное преимущество или неблагоприятный эффект в данной популяции. Напомним, что при своеМ. первом появлении мутантный аллель всегда находится в гетерозиготном состоянии, его судьба на ранних этапах зависит от того, каким он обладает действием в этом состоянии. Только после того> как частота мутантного гена повышается (в результате отбора), он становится у некоторых особей гомозиготным. [c.142]

Это объяснение, носящее название гипотезы случайного дрейфа, было предложено японскими генетиками Кимурой и Отой (Kimura, Ohta) в 1971 г. Согласно этой гипотезе, большая часть новых мутаций оказывается вредной и поэтому сразу элиминируется естественным отбором. Небольшое число мутаций, оказавшееся благоприятным, может широко распространяться. Однако очень небольшое, но статистически значимое число мутаций будет нейтральным в селективном отношении (ни вредным, ни полезным) и их судьба определяется случайным дрейфом генов. [c.255]

Теоретически в случае рецессивных болезней можно использовать непрямой метод. С каждой гомозиготой, не оставившей детей, популя1щя теряет два мутантных гена, которые, для поддержания равновесия, должны компенсироваться мутациями. Однако применение этого метода требует выполнения двух условий. Селективная вредность должна быть свойственна только гомозиготам, а гетерозиготный генотип должен быть селективно нейтральным. Согласно закону Харди—Вайнберга (см. разд. 3.2), частота гетерозигот равна 2рд, а частота больных гомозигот Следовательно, гетерозиготы встречаются гораздо чаще, чем больные гомозиготы, особенно в случае редких наследственных болезней. Поэтому при небольшой селективной вредности аллеля для поддержания генетического равновесия необходима высокая частота возникновения мутаций если же аллель обладает небольшим преимуществом, генетическое равновесие может сохраняться в отсутствие мутаций. [c.161]

Таким образом, этот феномен не является уникальной особенностью человека, для которого он был впервые показан. Обсуждение причин высокой генетической гетерогенности, неудивительной для человека с его высокодифференцированными индивидуальными особенностями, вызвало значительные разногласия среди ученых и привело к возникновению теории недарвиновской эволюции, утверждающей, что больщинство генов селективно нейтрально [1510 1511] (см. разд. 7.2.3). [c.285]

Полиморфизм ДНК. Для экспрессируемых продуктов генов, таких, как группы крови, белки тканей и крови, характерен высокий уровень полиморфизма, однако генетическая изменчивость, наблюдаемая на уровне ДНК, существенно выще. Поскольку значительная часть генома, вероятно, не принимает прямого участия в регуляции или кодировании продуктов генов, мутации в этих нерегуляторных и некодирующих участках ДНК не имеют фенотипического выражения и являются селективно нейтральными. Определение последовательностей нуклеотидов у различных индивидов и использование рестрикционных ферментов для картирования генома человека выявило необыкновенно высокую изменчивость на [c.288]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология