Эволюция

07.10.2015г.

Часто говорят, что эволюция длилась одинаково долго как для организмов, которые, казалось бы, мало отличаются от своих предков, так и для тех организмов, которые сильно изменились. Отсюда ученые делают вывод, что по своим биохимическим свойствам все эти «живые ископаемые» также должны резко отличаться от своих далеких предков. С моей точки зрения, маловероятно, чтобы в процессе отбора сохранялись морфологические признаки, но менялись лежащие в их основе биохимические свойства.

Применение химической палеогенетики я рассмотрю на примере эволюционных изменений, запечатленных в молекулярной структуре гемоглобина — белка крови, функция которого состоит в переносе кислорода. Это очень сложный белок, однако его молекулярный состав и структура хорошо известны.

В настоящее время изучен во всех подробностях не только гемоглобин человека и близко стоящих к нему приматов, но также и гемоглобин его более отдаленных родичей — лошади и быка; сейчас идет интенсивное выяснение состава и структуры гемоглобина более примитивных организмов, например рыб.

Гемоглобин — это поистине находка для химической палеогенетики. Ведь даже в одном и том же организме он образуется в нескольких слегка различающихся друг от друга формах, изучение которых помогает понять, как могли возникнуть их компоненты от общего предка. Молекула гемоглобина построена из четырех крупных субъединиц — полипептидных цепей, свернутых особым образом, причем внутри каждой цепи располагается содержащая железо группа гема. Эта группа способна соединяться с атомом кислорода во время прохождения крови через легкие и отдавать его в тканях.

Гемоглобин взрослого человека состоит из двух α-цепей и двух β-цепей; согласно современным представлениям, они происходят от общего предка. В каждой α-цепи содержится 141 аминокислотный остаток, а в каждой β-цепи — 146 остатков. Все эти цепи весьма сходны по пространственной конфигурации, но сильно разнятся по своему составу. Если совместить α- и β-цепи, то окажется, что в 76 положениях у них стоят различные аминокислотные остатки и только в 65 — одинаковые остатки. Впрочем, с точки зрения химической палеонтологии интерес представляют как сходство, так и различия.

Читатель вправе задать вопрос: как можно считать, что α- и β-цепи гемоглобина человека произошли от общего предка, если между ними сейчас больше различий, чем сходства? Однако такое предположение вполне допустимо; вспомним, что эти две столь разные полипептидные цепи выполняют одну и ту же функцию, имеют одинаковую конформацию и во многих положениях их молекул находятся одни и те же аминокислотные остатки. А различия в аминокислотной последовательности α- и β-цепей с точки зрения химической палеонтологии считаются доказательством длительности периода, истекшего с момента их возникновения от общего предка.


«Молекулы и клетки», под ред. Г.М.Франка





Читайте далее: