ДНК | elvensou1.ru

Метка: ДНК

21 Фев 2013 Рубрика:

ДНК как доказательство эволюции

Мне кажется наиболее точные и неопровержимые доказательства эволюции находятся не в толщах земных отложений, а во всех нас, людях и других живых существах. Изучая наше тело, и тела других представителей животного мира, мы обязательно сталкиваемся  с фактами, объяснить которые невозможно иначе кроме как теорией эволюции. Некоторые уже были упомянуты в статье про рудименты и атавизмы, сейчас же речь пойдет о ДНК-молекулы и генетическом коде, который в ней содержится.

Именно здесь таится не только ключик к пониманию самой жизни, но и одно из наиболее явных доказательств эволюции и факта единого источника развития всего живого на Земле.

Изучение ДНК

У всего многообразия жизни, если повнимательнее присмотреться, можно отыскать очень много общего. Все без исключения состоят из клеток, используют АТФ в качестве энергии, определенное число аминокислот в качестве строительного материала для своих структур и т.д. Но, пожалуй, самый важный элемент сходства состоит в том, что в основе любого живого существа находится его генетический код, содержащийся в молекуле ДНК в каждой клеточке организма. Так же сходны и механизмы, которые считывают этот код и производят белки через РНК.

Самое интересное, что если считать этот код (последовательность кислот) у одного организма и сравнивать его с другим, то можно определить степень родства между живыми организмами. Вот как это выглядит этот процесс на деле: вначале сравниваются генетические последовательности нескольких организмов:

15865_640

А потом на основе найденных несоответствий выстраивается древо. Например, для человека и его предков оно выглядит следующим образом:

16797_640

(Крестиками на картинке обозначены мутации в геноме.)

Мы видим, что у человека и гориллы есть схожие мутации (голубой крестик), но в тоже время таких не обнаружено у макаки. И чем глубже мы опускаемся по древу тем различия в ДНК-коде будут все больше накапливаться. Математически так же можно просчитать (зная средние скорости накопления мутация) примерное время, когда текущие виды разделились.

Так, скажем было выяснено, что общий предок человека и шимпанзе жил около 6 млн. лет назад, что согласуется в свою очередь и с палеонтологическими находками. Более того, научились уже извлекать код из костяных остатков которым миллионы лет, что позволяет еще точнее выстроить филогенетическое древо эволюции.

Это как семейное древо, только все живые существа на нашей планете выступают в роли братьев и сестер. И масштабы, конечно, иные. Сегодня программное обеспечение для сравнения кода лежат в открытом доступе, там и сама база последовательностей имеется внушительная.

Ретровирусы и псевдогены

Некоторые вирусы, как известно, могут вносить свои правки в ДНК-код захваченной клетки, тем самым прокладывая себе путь в будущее. Вирусы известные мастера манипуляций с геномом и горизонтальный перенос генов, который возможен именно благодаря прежде всего вирусам, был открыт еще более 50-ти лет назад.

Так называемые ретровирусы встраивают свой геном при заражении, поэтому болезнь начинает передаваться по наследству. Классический пример здесь — ВИЧ. Организм со временем учится бороться с такого рода сбоями и компенсирует вред от той части ДНК, которая является паразитической. Вред компенсируется, но сам вредоносный код остается, а точнее уже неработающая его часть.

Так вот, обнаружено что около 1% нашего генома (около 30000 последовательностей) заняты такими ретровирусами. Здесь есть и оспа, «заимствованная» человеком от рогатого скота, и СПИД от приматов, и небезызвестный грипп. 1% — это очень много, если вспомнить хотя бы  то, что тот же 1% отличает нас от ближайших родственников, шимпанзе.

Обнаружено, что у человека многие вирусы в геном идентичны другим приматам, и есть лишь одно разумное объяснение этму: вирусы были встроены в общих наших предков еще миллионы лет назад. Здесь как и с «полезным кодом», — чем ближе с нами в родстве животное, тем больше общих вирусов мы с ними разделяем.

Безусловно, схожая картина наблюдается не только с нами. Отпечатки ретровирусов могут быть найдены и у других представителей флоры и фауны, при этом прослеживается та же закономерность сходств, как и в случае с человеком.

Существуют так же у нас в геноме и псевдогены. Нейтральные мутации, которые не приносят пользы, но в то же время и не несут вреда. Теория эволюции предсказывает их наличие (естественный отбор «удаляет» лишь вредные элементы), и «нейтральный код» в той или иной мере присутствует в каждой молекуле ДНК. Иногда такие гены не просто нейтральны, но и являются напоминанием о глубоких корнях предков. Например, найдены псевдогены роднящие нас с рептилиями, но если в их случае они активны, то у нас это просто «молчаливый» код.

О важности открытия ДНК

После открытия молекулы ДНК и её свойств у ученых нет сомнений в том, что эволюция является фактом. Да, были некоторые споры после публикации трудов Дарвина, но именно открытие способа хранения наследственной информации поставило точку в и без того немногочисленных спорах среди ученых-биологов.

А могло бы быть иначе. Скажем, если бы обнаружилось, что не все живые существа имеют ДНК в основе клетки, то теория эволюции с треском провалилась. Но чуда не случилось.

Открытия молекула ДНК — это одно из самых сильных доказательств эволюции, опровергнуть которое невозможно. Это одно из наиболее значимых открытий в биологии, которое расставило все точки над «и».

Top