Биология в 3 томах. Tом 3 - Тейлор Д.
ISBN 5-03-003687-3
Скачать (прямая ссылка):
ММА им. И.М. Сеченова
Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут. БИОЛОГИЯ, т. 3
304
Глава 26
Миоглобин
8-Цепь (человек и человекообразные обезьяны)
?-Цепь млекопитающих
Предковая цепь ?-типа
Предковая цепь гемоглобина
Предковая цепь глобина
Рис. 26.18. Предположительноепроисхождение миогло-бина и полипептидных цепей глобина у позвоночных. У человека имеются цепи всех пяти типов. (По V.M. Ingram, 1963 Hemoglobins in genetics and evolution, Columbia University Press.)
образом объектов (всего 21 организм) аминокислотные последовательности оказались удивительно схожими. У 20 из этих организмов — от гриба Candida до человека — аминокислоты в положениях 78—88 идентичны (табл. 26.6). Аминокислотные последовательности цитохро-ма с у человека и шимпанзе одинаковы, а от последовательности у макака-резуса они отличаются лишь по одной аминокислоте. Филогенетические древеса растений и животных,
Таблица 26.7. Различия между полипептидными цепями гемоглобина приматов четырех видов
Полипептидные цепи
Виды а-гемоглобин ?-гемоглобин у-гемоглобин
(141 амино- (146 аминокислота) кислот)
Человек +
Шимпанзе +
Горилла 1
Гиббон 3
+ + 1 3
+ 1 1 2
Гемоглобин состоит из четырех полипептидных цепей, построенных из a-, ?- и у-полипептидов; + означает отсутствие отличий в аминокислотной последовательности от таковой у человека, а цифры — число различий в аминокислотах.
основанные на современных данных об аминокислотных последовательностях цитохрома с, близки к древесам, построенным на основе морфологических гомологии.
Такие же результаты были получены при изучении глобинов — гемоглобина и миоглобина, участвующих в переносе и запасании кислорода. Степень сходства между молекулами гемоглобина у четырех видов приматов показана в табл. 26.7. Эволюционные связи между различными глобинами, предполагаемые на основе аминокислотных последовательностей (с указанием организмов, у которых они встречаются), представлены на рис. 26.18. Различия в аминокислотных последовательностях цитохрома с и этих глобинов возникли, по-видимому, в результате мутаций предковых генов.
Иммунологические исследования тоже свидетельствуют о филогенетических связях между организмами. Если белки, содержащиеся в сыворотке крови, ввести в кровь животных, у которых этих глобинов нет, то они действуют как антигены, т. е. побуждают организм вырабатывать соответствующие антитела; в результате возникает реакция антиген—антитело. Эта иммунная реакция обусловлена способностью животного-реципиента распознавать присутствие в сыворотке чужеродных белков. Человеческая сыворотка, введенная кроликам, сенсибилизирует их и вызывает у них образование антител к сывороточным белкам человека. Если спустя некоторое время к пробе сенсибилизированной сыворотки кролика добавить сыворотку человека, то произойдет образование комплексов антиген—антитело, выпадающих в осадок (преципитат), количество которого можно измерить. Если добавлять к пробам кроличьей сыворотки, содержащей антитела против сыворотки человека, сыворотки различных животных, то образуются разные количества преципитата. Предполагая, что количество преципитата находится в прямой зависимости от количеств «чужеродного белка», этот метод можно использовать для оценки степени родства между разными группами животных (табл. 26.8).
Сравнительно-серологический метод широко используется для подтверждения филогенетических связей. Например, зоологи долго не могли решить, к какой таксономической группе следует отнести мечехвоста {Limulus). Когда в сыворотку против антигенов мечехвоста добавляли антигены различных членистоногих, обра-
БОТАНИКА
ММА им. И.М. Сеченова
Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут. БИОЛОГИЯ, т. 3
Эволюция, или история жизни на Земле
305
Таблица 26.8. Количества преципитата, образующиеся при добавлении сыворотки разных млекопитающих к кроличьей сыворотке, содержащей антитела к сыворотке человека (количество преципитата, образующегося с человеческой сывороткой, принято за 100%)
Организм
Количество преципитата, %
Человек
100
Шимпанзе
97
Горилла
92
Гиббон
79
Павиан
75
Паукообразная
58
обезьяна
Лемур
37
Еж
17
Свинья
8
зование наибольших количеств преципитата вызывали антигены паукообразных, включающих пауков и скорпионов. Этот результат подкрепил имевшиеся морфологические данные, и мечехвоста теперь с уверенностью относят к классу Arachnida. Аналогичные исследования позволили устранить многие неясности в филогенетических взаимоотношениях млекопитающих.
Справедливость разделения животных на первичноротых и вторичноротых подтвердило изучение фосфатсодержащих запасных веществ мышечной ткани, участвующих в синтезе АТФ. В мышцах первичноротых, к которым относятся кольчатые черви, моллюски и членистоногие, содержится ар-гининфосфат, а в мышцах вторичноротых, т. е. иглокожих и хордовых, — креагинфосфат.
И, наконец, еще один пример биохимической гомологии — наличие у позвоночных сходных или даже идентичных гормонов, выполняющих целый ряд различных функций. Например, выде-