Филогенетический подход

Подобный филогенетический подход может быть полезным как для определения активного центра макромолекулы, так и для изучения генетических механизмов синтеза и отбора биологически активных полипептидов. [c.81]

В настоящее время основным является филогенетический подход к систематике микроорганизмов, который учитывает родственные связи и пути эволюции организмов. В такой классификации иерархия таксонов отражает генеалогическое древо. Однако при отсутствии в большинстве случаев ископаемых остатков микроор- [c.12]

Связи между очень отдаленными таксонами можно установить путем исследования специализации белка. Отправным пунктом любого эволюционного исследования, основанного на заменах аминокислот, является таблица различий между белками, относящимися к разным видам [145]. Эти данные представлены в виде упорядоченной матрицы различий упорядоченность достигается путем помещения самых малых чисел, отражающих различия, вблизи диагонали. Основные этапы перехода от такой таблицы к установлению филогенетической связи описаны в разд. 9.3 на примере коротких пептидных гормонов. Для установления генеалогии белков, подобных рассмотренным митохондриальным цитохромам с, выделенным из более чем 70 организмов [509], были предложены детально разработанные схемы, например метод родовой последовательности [513] и матричный подход [504]. [c.209]

Необходимо установить топологическую взаимосвязь между молекулярными видами. Перед построением филогенетического дерева в нашем примере нужно установить топологическую взаимосвязь между четырьмя видами пептидов. Это можно сделать графическим путем, как показано на рис. 9.3, г. Здесь однократные замены оснований отмечены крестиками, так что при переходе от одного вида молекул (например, СВ) к другому виду (например, ОТ) крестики, складываясь, дают элемент матрицы МЗО (например, 3). Если применить тот же подход, но воспользоваться матрицей аминокислотных замен, то для рассмотренного примера мы не получим решения, даже если расположить молекулы в виде топологического графа <рис. 9.3, г). [c.213]

Как известно, два основных типа передачи наследственной информации в биологических системах, записанной в виде последовательности нуклеотидов ДПК, связаны с филогенезом и онтогенетическим развитием организмов. Структурный подход может быть плодотворным в оценке филогенетической передачи информации, где информационная емкость ДПК реализуется в процессах эволюции. В то же время онтогенетическая реализация записанной в ДПК информации протекает в ходе морфогенетической самоорганизации ферментативных метаболических процессов в организме. Концепция диссипативных самоорганизующихся биологических структур Пригожина (гл. IV) позволяет понять взаимодействие этих двух типов информационных процессов. [c.165]

Ферментативные и филогенетические методы предсказания. Несколько особняком стоят работы, которые можно отнести к ферментативным и филогенетическим методам предсказания вторичной структуры. Суть этого подхода заключается в том, что из анализа экспериментов по взаимодействию ферментов с молекулой РНК пытаются определить места расположения спиральных участков в структуре. Для предсказания структуры используют также данные для тех же молекул, но в других организмах. При этом предполагается, что одинаковые РНК из разных организмов должны иметь схожую структуру. Разумеется анализ экспериментальных данных является обязательным при любом подходе. Беда только в том, что в подавляющем большинстве случаев у исследователя нет таких данных. [c.207]

Стремление создать филогенетическую систему прокариот, построить эволюционное древо, аналогичное имеющемуся в филогенетических системах высш.их растений и животных, породило разные подходы к решению этой задачи. Хронологически первой была попытка использовать ДЛЯ этого накопленные сведения о фенотипических признаках бактерий. В основу создания системы был положен и традиционный принцип. Все используемые признаки мысленно распределяли по степени их значимости, результатом чего являлось субъективное (основанное только на опыте и интуиции исследователя) создание иерархической системы признаков. Затем в зависимости от важности признаков объекты разбивали на таксономические группы. От того, в какой последовательности при классификации учитываются признаки, зависит путь, по которому осуществляют разделение организмов и в конечном счете полученные таксономические группы. Легко видеть, что структура иерархической системы определяется порядком, в котором располагаются признаки, а последний выбирается произвольно. [c.137]

DO втором изучают участвующие в этом причинные механизмы. Оба этих подхода обоснованны и необходимы. Данная книга посвящена главным образом причинам эволюции, однако в ней часто бывает необходимо обращаться к филогенетическим данным. [c.25]

Впервые правомерность филогенетического подхода была продемонстрирована при изучении структуры тРНК- Оказалось, что вторичная структура любых тРНК независимо от вариаций в их нуклеотидных последовательностях описывается универсальной моделью клеверного листа . Еще более впечатляют результаты применения этого подхода к рибосомным РНК, когда из многих сотен расчетных моделей удалось выбрать по одной для РНК каждого типа . Как осуществляется такой выбор на уровне отдельных элементов вторичных структур РНК, показано на рис. 21, а на рис. 22 демонстрируется подобие вторичных структур РНК-компонента рибонуклеазы Р (о его ферментативной активности см. в гл. VIII). [c.38]

Филогенетический подход лежал в основе предсказания вторичной структуры 18S рРНК рибосом эукариот (Манькин и др.,1981). За основу взяли модель 16S рРНК Е.соИ, предложенную в только что рассмотренной нами работе. При построении модели авторы исходили из того, что молекулы рРИК одного класса, выполняя одни те же функции в разных организмах, должны быть сходно организованы, несмотря на различия в их первичных структурах. [c.208]

Все чаще для идентификации бактерий предлагают дендрограммы, показывающие взаимоотношения между бактериальными родами, видами или штаммами на основании изучения последовательности нуклеотидов (или олигонуклеотидов) в рРНК, а также ДНК—ДНК и ДНК—рРНК гибридизации. Однако различия в темпе эволюции у разных групп организмов, а также трудоемкость и дороговизна этих методов, не дают возможность использовать только филогенетический подход для систематики бактерий. Более того, идентификация бактерий до родов на основании только генетических методов без предварительного изучения их фенотипических характеристик часто вообще невозможна. Поэтому лучшим подходом в работе по систематике бактерий является изучение как генотипических, так и фенотипических свойств. В случае несоответствия между филогенетическими и фенотипическими данными приоритет временно отдают последним. [c.198]

Поскольку между ярко выраженными конвергенциями (хрестоматийный пример возникновения обтекаемой формы тела у рыб,, ихтиозавров и китообразных) и не менее яркими параллелизмами (формирование костного аппарата среднего уха в разных ветвях тероморфных рептилий) (Татаринов, 1976, 19876) существует непрерывный ряд переходов, разграничение этих двух, направлений эволюции действительно трудно. Трудность усугубляется тем, что независимое приобретение двумя параллельными филумами серии сходных признаков, формально говоря, увеличивает сходство между ними, т. е. ведет к конвергенции. Только это и может служить возражением против геометрического , а по сути — филогенетического — подхода. [c.162]

По целому ряду свойств на молекулярном уровне, и прежде всего по анализу 16 — 185 рРНК, выявленные три группы живых организмов значительно различаются между собой, что привело исследователей к выводу о приблизительно одинаковом эволюционном расстоянии между ними. На основании анализа 165 рРНК сделаны также первые попытки выяснить филогенетические взаимоотношения в группе эубактерий. Все изученные эубактерии в соответствии с вычисленными коэффициентами сходства оказались распределенными на 10 эволюционных ветвей. Наиболее неожиданный результат — обнаружение фотосинтезирующих эубактерий в 5 ветвях из 10, позволяющее сделать заключение о большем их родстве с определенными нефотосинтезирующими эубактериями, чем между собой. Это позволяет по-новому подходить к проблеме происхождения разных видов фотосинтеза и фотосинтезирующих эубактерий. [c.163]

На примере строения филума Proteoba teria видно, что выделенные на основании молекулярно-генетического подхода большие группы получаются сборными с точки зрения морфологофизиологической классификации бактерий. Стремление ввести филогенетические критерии вызвало передвижку многих таксонов в другие группы, разделение и переопределение таксонов. [c.325]

Современная форма фенетической классификации — ну-мерическая таксономия [1756, 1757], в которой подсчитываются признаки и затем подсчетами определяется степень родства организмов. Взвешивания признаков не производится, хотя никто не оспаривает огромного внутреннего интереса филогенетических взаимоотношений, а для их определения, видимо, требуется взвешивание. Таким образом, задача этого подхода состоит в том, чтобы классифицировать по критериям, которые считаются объективными полагают, что любой хорошо информированный наблюдатель в конце концов придет к тем же выводам. Однако, как отмечают некоторые исследователи, уже в выборе признаков, которые будут использоваться, неизбежно проявляется субъективность суждения (см., например, [732]). [c.34]

Альтернативный подход состоит в использовании так называемых молекулярных часов (Sari h, Wilson, 1976 Friday, 1981). В этом случае сравниваются биохимические особенности ныне живущих видов и на основании степени их сходства устанавливается время, прошедшее с момента отделения от исходной линии в эволюционной истории. Используются три основных источника данных белки, подобные тем, которые содержатся в сыворотке крови паразитические , или вирусные, гены, связанные с определенными видами, и реальное картирование ДНК- Предполагается, что скорость изменения этих признаков постоянна в течение длительных периодов времени и, следовательно, количественная оценка различий может служить основой исчисления возраста эволюционных событий. Конечно, в какой-то момент молекулярные часы должны быть откалиброваны по хорошо датированным меткам шкалы ископаемых остатков, в противном случае построенные на их основе филогенетические схемы будут давать лишь относительную информацию. [c.39]

Иерархическая организация биосистем является, по-види мому, результатом их длительного исторического, а точне филогенетического развития. Понять природу многообразия су ществующих форм биосистем можно, только зная, какой эво люционный путь они прошли. Не является, по-видимому, исключением и проблема происхождения надмолекулярных биоструктур, возникших на этапе предбиологической эволюции Отметим, что многие функциональные структуры, входящие е состав биосистем, проходят в своем развитии такие стадии каь нуклеация, полимеризация и дифференциация (олигомеризация) [9]. Такие стадии, вероятно, можно было бы проследить и при возникновении доклеточных структур. Однако, там этот процесс осложняется отсутствием до определенного этапа современных механизмов самовоспроизведения структур. Это и составляет основную трудность в понимании процессов возникновения упорядоченных надмолекулярных структур (проблема курицы и яйца , см. (26]). В следующей главе будет дан анализ современных подходов к проблеме происхождения надмолекулярных биоструктур. [c.16]

При случайном объединении ДНК фрагментированных генов одного семейства (family shuffling) фрагментации и последующему объединению подвергают последовательности гомологичных генов, принадлежащих одному семейству. При этом подходе случайному объединению в одной молекуле ДНК подвергаются фрагменты ДНК, последовательности которых ди-вергировали в процессе филогенетического развития организмов и, судя по значительной гомологии, происходят от общего гена-предшественника. Технически процесс объединения фрагментов ДНК в данном случае не отличается от только что описанного. [c.329]

Таким образом, адаптация достигается через функции. Поэтому мол<но сказать, что функциональный анализ на любом уровне организации—от молекулярного до организмеиного — направлен иа выяснение приспособле ний (см. выще). Подобный подход позволяет на биологическом материале. конкретизировать вопрос о соотношении формы и функции в эволюции. Представления о том, что отбору подвергаются неопределенные изменения признаков организации, т. е. формы, а функции о беспечивают адаптацию, означают, что отбор индивидуальных вариаций формы осуществляется через связи этой формы с окружающей средой, т. е. через функции. Тот же вывод следует и из положения А. Н. Северцова (1939) о роли мультифункциоиальности в обеспечении эволюционной пластичности организации (см. ниже). Из сказанного вытекает, что функция не может меняться без изменения формы, ио адаптивные изменения формы возможны лишь через изменения функции. Иными словами, у каждого данного организма данная структура (включая индивидуальную изменчивость) определяет выполнение соответствующих функций, ио в то же время отбор по функциям определяет формирование и преобразования структуры в ходе филогенеза. Таким образом, постулирование примата функции (эктогенез) или примата формы (автогенез) оказываются неправомочными не потому, что форма и функция едины, а потому, что форма определяет функцию на организменном (онтогенетическом) уровне, а функция форму—на филогенетическом. [c.90]

В предыдущем разделе преобразования организации особи рассматривались таким образом, как будто преобразования функциональных систем (в том числе и систем промежуточного типа) происходят независимо друг от друга. Поскольку на самом деле и в онтогенезе, и в филогенезе организм представляет собой целостную систему и все его части прямо или косвенно связаны между собой, тажой подход оправдан лишь в той мере, в какой части организма автономны в своих филогенетических преобразованиях. Поэтому вопрос о координациях — коррелятивных преобразованиях организации особи в ходе филогенеза, поддерживающих ее целостность, является необходимой частью анализа функциональных преобразований организации. [c.120]

Геометрический подход. (схождение или несхождение признаков), предложенный Дж. Симпсоном (Simpson, 1945), был назван Л. П. Татариновым (1987а, б) совершенно ошибочным на том основании, что степень сходства невозможно оценить точно, а механизмы и конвергенции и параллелизма при таком толковании остаются вне поля зрения исследователя. С этой критикой нельзя согласиться, так как прослеживание изменений признаков в филогенетических рядах как раз подразумевает более точное сравнение степени сходства и направленности изменений, чем это можно сделать, сравнивая сходные признаки в статическом состоянии. Одновременно прослеживание филогенеза заставляет обратить внимание и на причины возникновения сходства. На практике же в большинстве случаев сравнивают именно конечные результаты [c.161]

Такие бросающиеся в глаза явления, как сложность живых организмов, их разнообразие и приспособленность, наука объясняет тем, что эти явления возникли в процессе аволюции. Существуют два подхода к изучению эволюционных событий исторический и причинный. При первом прослеживают всю филогенетическую последовательность событий, приводящую к наблюдаемому конеч- [c.22]

Смотреть страницы где упоминается термин Филогенетический подход: [c.38] [c.38] [c.38] [c.423] [c.413] [c.318] [c.464] [c.473] [c.474] [c.38] [c.99] [c.333] [c.148] [c.7] [c.78] [c.84] [c.171] [c.173] [c.240] [c.13] [c.23] [c.43] [c.196]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология