Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Матушкин-ВСЕ лекции в одном документе.docx
Скачиваний:
11
Добавлен:
22.08.2019
Размер:
1.27 Mб
Скачать

ТЕОРИЯ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ЭВОЛЮЦИИ

Матушкин Юрий Георгиевич.

Зав. сектором молекулярной эволюции

Институт цитологии и генетики СО РАН

Теория молекулярной эволюции

  • Биологической эволюцией называется преобразование организмов во времени, т.е. появление новых форм.

  • Определим популяцию как совокупность особей, имеющих общее генетическое происхождение, значительное сходство генных сетей и общее разнообразие условий существования. Популяция является элементарной эволюционирующей единицей, эволюционирующей благодаря наследственной изменчивости и отбору. Элементарным объектом естественного отбора является индивидуум, т.е. отдельная особь.

  • Микроэволюция есть протекание эволюционных процессов (т.е. изменение генетической структуры) внутри популяций, групп популяций, вплоть до вида включительно. Такие сообщества особей имеют общий перемешиваемый генофонд, т.е. некоторую степень внутренней связности и внешней изоляции.

  • Отбор является главным действующим фактором микроэволюции. Под отбором мы понимаем дифференциальное различие по выживанию и воспроизведению особей-носителей различных генотипов и фенотипов. Изменчивость генетических макромолекул и наследственность являются главными поставщиками материала для отбора. Кроме того, процесс микроэволюции определяется также случайными факторами, в том числе генетический дрейфом и молекулярным драйвом.

  • Макроэволюция есть протекание эволюционных процессов в таксонах надвидового ранга, которые состоят из необратимо изолированных подтаксонов. Макроэволюционные процессы значительно более длительны, чем микроэволюционные (на много порядков).

  • На молекулярном уровне эволюционные процессы являются устойчивой заменой одних вариантов молекулярных генотипов и, как следствие, фенотипов на другие. При этом может происходить существенная реорганизация генных сетей. Фиксация в популяции какого-либо определенного варианта гена (аллеля) – есть завершенный процесс микроэволюции, который можно рассматривать как элементарное событие макроэволюции.

  • Молекулярная эволюция – это эволюция макромолекул. В теории молекулярной эволюции особи (вирусы, клетки или многоклеточные организмы) характеризуются своим молекулярным составом (ДНК, РНК, белки) и генными сетями, которые состоят из этих молекул. Соответственно, гены (ДНК, РНК – для некоторых вирусов) и кодируемые ими продукты (РНК разных видов, белки) характеризуются последовательностями мономеров, изменения которых во времени и являются событиями молекулярной эволюции. Геномы организмов (состоящие из ДНК или РНК) – суть наборы генов, других функциональных и нефункциональных единиц с многоярусной пунктуацией, знаками управления, уровнями кодирования и т.д. Гены и геномы задают молекулярный генотип, а продукты генов (РНК, белки и различные молекулы, используемые в метаболизме) - молекулярный фенотип клетки и особи.

  • Молекулярно-генетическая структура популяции задается набором частот (или численностей) особей, имеющих определенные молекулярные генотипы или фенотипы. Изменение этих частот в ряду поколений и называется биологической молекулярной эволюцией. Изменения частот может привести к замещению молекулярных генотипов и фенотипов популяции. Выделение двух основных временных масштабов процессов эволюции (микро- и макроэволюция) имеет место и в отношении молекулярной эволюции.

  • ИТАК,

  • молекулярные компоненты генных сетей и сами генные сети представляют собой основной класс объектов теории биологической молекулярной эволюции.