Molekulární hodiny

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 9. března 2022; kontroly vyžadují 5 úprav .

Molekulární hodiny ( anglicky Molecular  clock , někdy genové hodiny, evoluční hodiny ) je metoda datování fylogenetických událostí (divergence druhů či jiných taxonů), založená na hypotéze, že evolučně významné substituce monomerů v biomolekulách probíhají téměř konstantní rychlostí ( molekulární hypotéza hodin ). Obvykle se pro takové výpočty používají nukleotidové sekvence DNA a aminokyselinové sekvence proteinů .

Míra mutací může být nerovnoměrná a u různých druhů se liší, a proto metoda poskytuje pouze přibližné výsledky.

Propagace teorie a její rozvoj

Hypotéza molekulárních hodin byla předložena v roce 1962 analýzou sekvencí aminokyselin hemoglobinu cytochromu C Emilem Zuckerkandlem a Linusem Poznamenali, že počet aminokyselinových rozdílů v hemoglobinu se lineárně zvyšoval s časem, což bylo odhadnuto z fosilií [1] . Shrnuli pozorování a došli k závěru, že rychlost evolučních změn pro každý protein je přibližně konstantní.

V roce 1963 Emanuel Margoliash objevil fenomén „genetické ekvidistance“ , který spočívá v nezávislosti evoluce aminokyselinových sekvencí v proteinech a morfologické evoluci [2] :

Užitečným testem důležité role času jako hlavního faktoru v akumulaci variability v cytochromu C by mělo být srovnání aminokyselinových sekvencí homologních proteinů izolovaných z druhů, o nichž je známo, že neprošly morfologickými změnami po dlouhou dobu a rychle měnící se druhy.

Práce těchto tří vědců vedla na počátku 60. let k postulaci hypotézy [3] [4] [5] .

Allan Wilson a Vincent Sarich vyvinuli metodu [6] .

Souvislost s neutrální teorií molekulární evoluce

Motoo Kimura vyvinul neutrální teorii molekulární evoluce , která nezávisle předpověděla existenci molekulárních hodin [7] .

Kritika

Metoda je kritizována např. M. Goodmanem [8] , který zjistil různé takty u různých taxonů. Navzdory tomu se teorie používá ve fylogenetice a k odhadu věku divergence druhů.

Poznámky

  1. ↑ Zuckerkandl, E.a Linuse Paulinga . Molekulární onemocnění, evoluce a genetická heterogenita // Horizonty v biochemii  (nespecifikováno) / Kasha, M. a Pullman, B (editoři). - Academic Press, New York, 1962. - S. 189-225.
  2. ↑ Margoliash E. Primární struktura a evoluce cytochromu C  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America  : journal  . - 1963. - říjen ( roč. 50 , č. 4 ). - str. 672-679 . - doi : 10.1073/pnas.50.4.672 . — PMID 14077496 .
  3. ↑ Kumar S. Molekulární hodiny: čtyři desetiletí evoluce   // Nat . Rev. Genet.  : deník. - 2005. - Srpen ( ročník 6 , č. 8 ). - S. 654-662 . doi : 10.1038 / nrg1659 . — PMID 16136655 .
  4. ↑ Pesole G., Gissi C., De Chirico A., Sacone C. Míra nukleotidové substituce mitochondriálních genomů savců  //  J. Mol. Evol. : deník. - 1999. - Duben ( roč. 48 , č. 4 ). - str. 427-434 . - doi : 10.1007/PL00006487 . — PMID 10079281 .
  5. ↑ Huang, S. Výsledek genetické ekvidistance molekulární evoluce je nezávislý na rychlosti mutace  // Journal of Computer Science and Systems Biology. - 2008. - Sv. 1. - S. 92-102. — PMID 21976921 .
  6. ↑ O Allanu Wilsonovi
  7. ↑ Kimura, Motoo. Evoluční rychlost na molekulární úrovni   // Příroda . - 1968. - Sv. 217 , č.p. 5129 . - S. 624-626 . - doi : 10.1038/217624a0 . — PMID 5637732 .
  8. ↑ Goodman, M. Decoding the Pattern of proteinevolution  //  Progress in Biophysics and Molecular Biology. - 1981. - Sv. 37 . - str. 105-164 . - doi : 10.1016/0079-6107(81)90012-2 . — PMID 6270732 .

Odkazy

  Přejděte na položku Wikidata  Slovníky a encyklopedie