Атеология    αθεολογιΑ

Атеистическая философия.   Дата создания 2008.08.25


Эволюция биохимии.

Весь процесс развития, формирования и жизнедеятельности организмов на клеточном уровне управляется транскрипцией и трансляцией ДНК: в зависимости от химических маркеров, присутствующих в клетках данной ткани на данном этапе жизни организма происходит "поиск" определенных участков кода ДНК и отображение последовательности слов генетического кода в РНК и затем в соответствующие последовательности аминокислот, формирующих белки. В дальнейшем эти белки либо сами выполняют определенные функции, либо управляют активностью или производством других веществ. В конечном итоге все черты организма являются результатом сложных взаимодействий многих белков. Соответственно, эволюция черт организмов является отражением изменения биохимических взаимодействий - изменения набора белков, закодированных в ДНК.

Генетический код ДНК представляет собой последовательность из 4 букв: нуклеотидов: аденин, тимин, гуанин, цитозин. "Слова" состоящие из трех таких букв кодируют одну из 20 аминокислот, формирующих белки, а также слово окончания последовательности. Первичной причиной изменения кода являются мутации: изменения отдельных букв, выпадения, замещения и перевороты участков, ошибочные перемещения и копирования участков ДНК. Мутация приводит к формированию нового белка вместо или в дополнение к обычному или к отсутствию формирования какого-либо. Естественный отбор отсекает негативные изменения и способствует распространению положительных. Наиболее интересно формирование нового белка.

В геномах различных животных присутствуют дубли генов, некогда бывших одним и тем же геном. Такими, например, являются гены, ответственные за формирования опсинов - светочувствительных пигментов участвующих в цветовом зрении. Изначально имелся один ген, позволявший синтезировать пигмент, чувствительный к одному цвету. Путем случайного копирования гена с дальнейшим изменением одной из его копий возник ген, кодирующий дополнительный цветовой пигмент и расширяющий возможности цветового различения. В данном случае мутации привели к появлению новой функциональной возможности.

Аналогичная ситуация с совершенствованием эффективности биохимии организма. Например, гемоглобин человека на разных этапах развития организма кодируется несколькими различными генами, исходно являвшимися копиями одного и того же гена. Существуют и ныне не функционирующие остатки генов гемоглобина. Некоторые вариации одного из генов гемоглобина у ограниченных групп людей дают защиту от малярии, хотя и несколько в ущерб функциональной эффективности.

Возникновение нового белка, близкого к старому позволяет ему несколько иначе взаимодействовать с другими веществами, эффективней или менее эффективно выполнять прямые функции, избегать связывания или наоборот связываться другими веществами. Отличия приводят либо к большей , либо к меньшей его полезности для организма и, соответственно, ген, ответственный за новый белок подвергается естественному отбору. В силу глубокой отлаженности за многие поколения биохимических взаимодействий наиболее вероятно ухудшение - нарушение сложившихся цепей процессов. Однако, существует и некоторая вероятность улучшения, в связи с неоптимальностью, эволюцией других систем организма, изменением условий среды.

Сравнение участков генетического кода, ответственного за кодирование белка одного и того же функционального назначения - наиболее точный способ определения степени генетического родства различных видов животных и порядка ветвления филогенетического дерева. Количественная оценка различий позволяет установить приблизительное время, прошедшее после разделения генетических путей двух видов - отделения их от общего предка.


©2008-2009 Атеология