Science >> Wetenschap & Ontdekkingen >  >> Biologie

Kan selectie de vele kleine verschillen verklaren die moleculaire biologen hebben gevonden tussen eiwitten en andere macromoleculen?

Ja, selectie kan absoluut de vele kleine verschillen verklaren die moleculaire biologen vinden tussen eiwitten en andere macromoleculen. Dit is waarom:

* variatie is de grondstof: Evolutie door natuurlijke selectie is gebaseerd op reeds bestaande variatie binnen een populatie. Mutaties, de bron van nieuwe variaties, vinden plaats op moleculair niveau, wat leidt tot veranderingen in DNA -sequenties. Deze veranderingen kunnen de aminozuursequentie van eiwitten, de structuur van andere macromoleculen en zelfs de regulatie van genexpressie beïnvloeden.

* Selectieve druk: De omgeving oefent selectiedruk uit. Dit betekent dat sommige variaties voordeliger kunnen zijn dan andere in een bepaalde omgeving. Een kleine verandering in een eiwit kan het bijvoorbeeld efficiënter maken in een bepaalde functie, of een verandering in een macromolecuul kan een organisme helpen ziekte te weerstaan.

* Differentiële reproductie: Personen met voordelige eigenschappen hebben meer kans om te overleven, zich voort te planten en die eigenschappen door te geven aan hun nakomelingen. Na verloop van tijd neemt de frequentie van gunstige variaties toe binnen de populatie, terwijl minder gunstige variaties afnemen.

* Accumulatie van kleine veranderingen: Dit selectieproces en differentiële reproductie leidt tot de accumulatie van kleine veranderingen in generaties. Deze kleine veranderingen, zelfs als ze individueel klein zijn, kunnen in de loop van de tijd een significante verschillen tussen populaties of soorten oplopen.

Voorbeelden:

* Hemoglobin: Verschillende soorten hebben verschillende versies van hemoglobine, het eiwit dat zuurstof in het bloed draagt. Deze verschillen kunnen aanpassingen aan verschillende omgevingen weerspiegelen (bijv. Hogere hoogten, verschillende zuurstofniveaus).

* enzymen: Enzymen zijn eiwitten die specifieke chemische reacties katalyseren. Kleine veranderingen in hun aminozuursequenties kunnen hun activiteit, specificiteit of stabiliteit veranderen, waardoor ze beter kunnen voldoen aan verschillende metabole behoeften.

* antilichamen: Het immuunsysteem gebruikt antilichamen om pathogenen te herkennen en te neutraliseren. De enorme diversiteit van antilichamen wordt gegenereerd door mutaties en selectie, waardoor we ons kunnen aanpassen aan nieuwe bedreigingen.

Belangrijke overwegingen:

* Neutrale evolutie: Niet alle moleculaire verschillen worden noodzakelijkerwijs aangedreven door selectie. Sommige veranderingen kunnen neutraal zijn, wat betekent dat ze geen significante invloed hebben op de fitness. Deze veranderingen kunnen willekeurig accumuleren vanwege genetische drift.

* Complexiteit: De interactie tussen selectie, genetische drift en andere evolutionaire krachten is complex en kan variëren afhankelijk van het specifieke molecuul en de omgeving.

* beperkt bewijs: Hoewel we vaak selectie uit moleculaire gegevens kunnen afleiden, kan het moeilijk zijn om de exacte selectieve druk die specifieke verschillen heeft gevormd definitief te bewijzen.

Samenvattend is selectie een krachtige kracht die de vele kleine verschillen kan verklaren die we zien tussen eiwitten en andere macromoleculen. Deze verschillen zijn vaak het gevolg van aanpassingen aan specifieke omgevingen, waardoor organismen kunnen gedijen in een breed scala van omstandigheden.