Неоклассическая гипотеза

Мы не можем сделать никаких выводов на основании соотношения патологических (16) и бессимптомных (43) замещений, поскольку первые выявлены по патологии, а последние— обычным методом электрофореза. Мы, например, не знаем, сколько нейтральных замещений на поверхности или внутри молекулы остались необнаруженными, поскольку они не сопровождаются заметными физиологическими изменениями. И наоборот, вряд ли можно считать, что все 43 случая изменения заряда на поверхности совершенно нейтральны. Большинство из них ни разу не наблюдали в гомозиготном состоянии. Главное состоит в том, что замещения отдельных аминокислот, заряженных или незаряженных, на поверхности или внутри молекулы вызывают целый диапазон эффектов — от, по-видимому, нейтральных до явно патологических, — и ширина этого диапазона никак не противоречит неоклассической гипотезе. [c.203]

Наконец, неоклассическую гипотезу нельзя опровергнуть, указав на горб верблюда или хобот слона. Ведь эта гипотеза отрицает не адаптивную эволюцию, а только то, что огромная изменчивость на молекулярном уровне в популяциях и, следовательно, молекулярная эволюция видов должны быть обязательно связаны с этим адаптивным процессом. [c.204]

PJ — величина популяции, а [х — частота возникновения нейтральных мутаций на локус. Допустим, например, что yV = 3-10 и ji = 10 тогда Н будет равно 11%—величина, достаточно близкая к той, которую мы фактически наблюдаем. На самом деле величина наблюдаемой гетерозиготности не имеет значения ее можно объяснить, если выбрать подходящие значения N и j.i. Форма уравнения (10) является как силой, так и слабостью нейтральной гипотезы. Уравнение содержит два параметра. Один из них, N, очень большой, но его величина неизвестна, а второй, [х, очень мал и также с неизвестным значением. Оба они входят в уравнение в виде произведения N i. В таком случае любое значение Л а будет приемлемым , и поэтому любая наблюдаемая гетерозиготность совместима с классической гипотезой. Важно отметить, что в данном случае соответствие между наблюдениями и теорией выдвигается не в качестве доказательства неоклассической гипотезы, а лишь для того, чтобы показать, что наблюдаемые значения гетерозиготности не противоречат ей просто потому, что ни один уровень гетерозиготности не мог бы ей противоречить. [c.213]

Важным доводом в пользу неоклассической гипотезы служит тот факт, что скорость эволюции аминокислотных последовательностей слишком велика для того, чтобы ее можно было объяснить отбором. Утверждение о том, что эволюция протекает слишком быстро для естественного отбора, который в конце концов является одной из ее движущих сил, может показаться странным, но это утверждение вновь основывается на концепции генетического груза. Замещение аллелей в процессе эволюции под действием естественного отбора требует [c.223]

Неоклассическая гипотеза утверждает, что основную массу завершившихся замещений в эволюции составляют нейтральные замещения, потому что адаптивные мутации возникают редко. Но насколько они должны быть редкими Рассмотрим мутации с очень небольшим селективным преимуществом, например [c.228]

S = 0,001, и допустим, что величина популяции умеренно велика, 105. Возьмем далее неоклассическую гипотезу в ее самой умеренной, основанной на опыте форме, согласно которой 10% всех замещений в эволюции имеют адаптивное значение. Допущение любой значительно большей доли адаптивных мутаций подтверждало бы адаптивную гипотезу, и к ней относились бы все возражения, предъявляемые к подобной теории. Ота и Кимура (1971 Ь), основываясь на наблюдаемой изменчивости частоты замещений, предложили величину 10% в качестве верх- [c.228]

Следует помнить, что селективные ограничения — важная часть неоклассической гипотезы и находятся в полном соответствии с очищающим и нормализующим отбором. Кимура и Ота (1972) писали На основании этих анализов мы пришли к выводу, что аминокислотный состав белков определяется главным образом существующим генетическим кодом и случайными заменами оснований в процессе эволюции. Небольшие, но существенные отклонения от такого ожидания можно удовлетворительно объяснить, допустив, что отбор накладывает ограничения на замещение аминокислот . [c.232]

Каким образом эти ограничения включаются в неоклассическую гипотезу, можно видеть, проследив развитие аргументации [c.232]

Таким образом, сторонники неоклассической гипотезы берут все лучшее оттуда и отсюда и случайность и неслучайность замещений рассматриваются как доказательства в пользу их теории. Они не говорят нам о том, какие наблюдения могли бы противоречить их теории. [c.233]

Наконец, неоклассическая гипотеза предсказывает иные скорости для эволюции различных белков, нежели адаптивная. Она считает естественный отбор главным образом очищающим фактором, налагающим ограничения на эволюцию посредством выбраковки носителей вредных мутаций и объясняет большую часть успешных замещений тем, что они нейтральны и поэтому [c.234]

Однако приверженцы неоклассической гипотезы могут использовать этот довод только с большой натяжкой, так как краеугольным камнем их теории вплоть до настоящего времени оставалось именно представление о том, что рецессивность вредных мутаций нельзя считать полной и аллели с небольшим вредным эффектом даже менее рецессивны, чем аллели с резко выраженным вредным эффектом. Они всячески стремились представить экспериментальные доказательства частичного доминирования вредных генов, и в некоторых случаях им это, по-видимому, удалось, хотя сторонники балансовой гипотезы пытались подвергнуть сомнению эти данные (стр. 82). Ирония сложившегося сейчас положения заключается в том, что обе партии хотели бы теперь занять в отношении этих экспериментов позиции, прямо противоположные их прежним взглядам. [c.270]

Неоклассическую гипотезу нельзя опровергнуть, низвергая нейтралистское пугало, которое мы сами воздвигли. Так, например, демонстрация того, что замещения отдельных аминокислот приводят в некоторых случаях к резким физиологическим различиям, ни о чем еще не говорит. Диапазон влияний таких замещений можно проиллюстрировать на примере гемоглобина человека. Из 59 вариантов а- и р-цепей, перечисленных Харрисом (1970), для 43 не обнаружено никакого физиологического действия на организм, по крайней мере в гетерозиготном состоянии 5 вызывают метгемоглобинемии, так как замещения происходят вблизи участка, где находится железо гема, и 11 вызывают нестабильность гемоглобина, в результате которой возникает гемолитическая анемия различной степени тяжести. Хотя большая часть вариантов последней группы образуется в результате замещения незаряженных аминокислот внутри трехмерной структуры также незаряженными, два из них вызваны изменением заряда в положении 6 на поверхности молекулы. В одном случае замещение глутаминовой кислоты (—) лизином ( + ) приводит к появлению гемоглобина С, а в другом— замещение ее валином (0) приводит к образованию знаменитого гемоглобина 5, обусловливающего серповидноклеточную анемию (Перутц и Леман, 1968). [c.203]

Неоклассическая гипотеза использует в своей аргументации разнообразные теоретические данные по генетическому грузу при замещении генов (Холдейн, 1957) и при сбалансированном полиморфизме (Кроу, 1958), величине гетерозиготности, которая поддерживается благодаря мутационному процессу в конечной популяции (Кимура и Кроу, 1964), вероятности закрепления благоприятных (Холдейн, 1927) и нейтральных мутаций (Кимура, 1962), равновесной частоте, при которой новые мутации закрепляются в популяциях (Кимура, 1968), внося в эти теоретические результаты современные оценки средней частоты возникновения мутаций, средней величины генома, гетерозиготности на локус и величины популяции наряду с расчетами частоты замещения аминокислот у ряда хорошо изученных полипептидов в процессе эволюции (Кинг и Джукс, 1969). Кимура и Ота собрали эти разнообразные данные в ряде публикаций, две из которых (1971Ь, с), а также их превосходная книга (1971а) содержат все вычисления и доказательства. Однако полного и последовательного изложения всей аргументации нигде опубликовано не было. [c.204]

Аргументация сторонников неоклассической гипотезы состоит из двух взаимодополняющих частей. Во-первых, они пытаются показать несостоятельность балансовой гипотезы ввиду ее внутренних противоречий, а во-вторых, продемонстрировать соответствие неоклассической гипотезы фактам. Обе эти части имеют существенное значение. Мало показать соответствие неоклассической гипотезы фактам и ее достаточность, поскольку при этом у нас нет критерия, позволяющего сделать выбор между ними. Краеугольным камнем аргументации неоклассиков [c.204]

Вовсе не обязательно, чтобы гипотеза объясняла как постоянно существующую в популяции изменчивость, так и различия между видами. Вполне возможно, что почти вся внутрипо-пуляционная изменчивость по ферментам нейтральна, и тем не менее все различия между видами, накопленные в процессе эволюции, могут быть адаптивными. И наоборот, вполне возможно, что большая часть изменчивости в популяциях поддерживается уравновешивающим отбором, но что процесс видообразования, захватывающий первоначально небольшие изолированные популяции, может приводить к случайному закреплению значительной генетической изменчивости неадаптивного характера. В сущности, теория генетической революции Майра допускает, что именно случайная дивергенция может быть первым шагом на пути к видообразованию. Важно отделить применимость неоклассической гипотезы к популяционной изменчивости от ее применимости для объяснения замещения генов в процессе эволюции, потому что эти два явления совсем не так уж неразрывны. [c.205]

Однако подобного же рода зависимость дает доводы против неоклассической гипотезы (Джонсон и Фельдмап, 1972). Если бы в каком-либо локусе было k аллелей и их частоты были бы равны, то каждый аллель имел бы частоту 1/k и общая гомозиготность на локус составила бы [c.215]

В качестве доводов в пользу неоклассической гипотезы часто выдвигают три наблюдения, касающиеся некоторых деталей эволюции белков. Первое из них заключается в том, что аминокислотный состав многих белков у многих видов довольно хорошо соответствует тому, который ожидается при случайном расположении пуриновых и пиримидиновых оснований в цепи ДНК, если не считать резкой нехватки аргинина (Кинг и Джукс, [c.231]

Однако такой ход рассуждений весьма наглядно показывает логические и социальные основы дискуссии об отборе. Проведенный недавно анализ (Кларк, 1970) показал, что замещение аминокислот другими, имеющими сходные физико-химические характеристики, наблюдается чаще, чем можно было бы ожидать при случайном замещении. Более того, методом анализа ближайших соседей показано (Субак-Шарп, 1969), что у вирусов частоты дуплетов ДНК распределяются не случайно Кинг и Джукс (1969) и Кимура и Ота (1972) пришли к тем же выводам на основе статистических оценок. Однако последние четыре автора рассматривают эти наблюдения как доказательство в пользу неоклассической гипотезы, потому что их нельзя интерпретировать в том смысле, что естественный отбор направлен против замещений некоторых типов и налагает ограничения на последовательность оснований. [c.232]

Далее сторонники неоклассической гипотезы особенно подчеркивают постоянство частоты замещения в разных филетических линиях на всем протяжении геологического времени. Действительно, замечательное постоянство частоты замещения аминокислот в каждом белке за огромный период геологического времени до сих пор служит самым сильным доводом в пользу гипотезы, согласно которой основная причина молекулярной эволюции — это случайное закрепление нейтральных или почти нейтральных мутаций (Ота и Кимура, 1971а). Табл. 44 иллюстрирует это постоянство для трех разных белков, имеющих совершенно различные средние частоты замещения. Несмотря на некоторую изменчивость частоты, которая может быть статистически недостоверной, поскольку частоты вычислялись на основании грубых оценок числа лет, прошедших со времени дивергенции от общего предка, их однородность для каждого отдельного белка действительно поразительна. [c.233]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология