Молекулярная биология клетки - Албертс Б.
ISBN 5-03-001985-5
Скачать (прямая ссылка):
Хотя для специалистов по генетике популяций этот вопрос все еще до конца
не ясен, основной вывод, по-видимому, состоит в том, что перетасовка
генов в процессе полового размножения способствует выживанию вида при
изменении условий среды. Если родительская особь производит много
потомков с самыми разнообразными комбинациями генов, имеется больше
шансов на то, что хотя бы один потомок окажется хорошо приспособленным
для будущих жизненных обстоятельств, какими бы они ни были. Для
объяснения преимуществ полового размножения в борьбе за существование
было предложено много гипотез. Одна из них дает представление о том.
какими могли быть первые этапы эволюции полового размножения. Ход
эволюции в значительной мере зависит от мутаций, которые изменяют
существующие гены, образуя вместо них новые аллели (варианты) этих генов.
Предположим, что у двух особей в некоторой популяции возникли
благоприятные мутации, затрагивающие разные генетические локусы, а
значит, и разные функции.
10
У бесполого вида каждая из этих особей даст начало клону мутантных
потомков, и два новых клона будут конкурировать до тех пор. пока один из
них не одержит верх. Один из благоприятных аллелей, появившихся благодаря
мутациям, будет, таким образом, распространяться, тогда как другой в
конце концов исчезнет. Теперь представим себе, что один из исходных
мутантов обладает генетически обусловленной особенностью, позволяющей ему
время от времени включать в свой геном гены из других клеток. В условиях
борьбы за существование приобретение генов у клеток конкурирующего клона
равносильно созданию клетки, несущей все благоприятные мутации. Такая
клетка будет обладать наибольшей приспособленностью, и полученные ею
преимущества обеспечат распространение в популяции особенности,
позволяющей включать в свой геном гены других клеток. Естественный отбор
будет благоприятствовать такому примитивному половому размножению.
Какими бы ни были истоки полового размножения, поразительно то, что
эволюция практически всех сложных организмов, доживших до наших дней,
протекала благодаря чередованию многих поколений, размножавшихся половым
путем. Несмотря на обилие бесполых организмов, они, по-видимому, остались
весьма примитивными. Почему? Возможно, ответ состоит в том, что половое
размножение создает особые возможности для генетического обновления,
ведущего к развитию сложных организмов. Обо всем этом мы будем говорить
дальше.
15.1.3. Новые гены появляются в результате дупликаций и дивергенции
Для эволюции сложного организма требуется нечто большее, чем улучшение
уже имеющихся генов: нужны новые гены для осуществления новых функций.
Как они появляются?
Многие белки многоклеточного животного могут быть сгруппированы в
семейства: коллагены, глобины, сериновые протеазы и т. п. Белки одного
семейства близки как по своей функции, так и по аминокислотной
последовательности. Вряд ли можно сомневаться в том, что гены белков
каждого такого семейства произошли от единственного предкового гена в
результате процессов дупликации и дивергенции (разд. 10.5.3). Разные
члены одного семейства белков часто бывают характерны для различных
тканей тела, где они выполняют похожие, но несколько различающиеся
функции. Создание новых генов благодаря дивергенции и специализации
имеющихся играло, очевидно, решающую роль в эволюции сложных
многоклеточных организмов. В этом отношении диплоидные организмы обладают
важным преимуществом: у них имеется добавочная копия каждого гена, и эта
копия может мутировать и служить исходным материалом для создания чего-то
нового Гаплоидные виды не могут так же легко вступать на путь, ведущий к
увеличению и усложнению генома. Чтобы механизм этих процессов стал ясен,
нам нужно будет несколько подробнее рассмотреть связь между половым
размножением и диплоидией
15.1.4. Половое размножение сохраняет диплоидность у диплоидных видов
У диплоидного организма имеются две копии каждого гена - по одной от
каждого из родителей; однако для выживания и нормальной жизнедеятельности
в большинстве случаев бывает достаточно одной копии. Мутация, нарушающая
функцию жизненно важного гена, для гаплоидного организма детальна, но она
может оказаться безвредной
11
печальный г"и *,о*мик*
• pix* is^pyii*<i"itw" raw и pflUtTJh МЩШИ гатцю1"гогмва сноба. V во
торой ори" "•*•* ген* мучнгнш, а друга* фун".Ч*Ои-муаг пг>пр**""**у
ПОГГЛНЦЦЛ С ТУ i 'WUM РАЗМНОЖУ Н.Н М
Ко" Л# с^рошкдаини*' дв" г"щ>< "#гшмма особ* нмптсн-ы" *1 и" •" м-од
"e*orw
р"и"ггммйго пети ь г s г*иа на гащчап >"*" оц>* >• • ог##-"орм*
**j|T/пг"И ц riai'C*aV *"г иГ-н:" )tw<noco6ciav">' #стр"*ени"' муТ^тнагр
Г"на *• (МНЦИ*
npnytBMtJMuiM р*и#С0И"НЬЧ1 лrт*.l"-h*•r^••
". 1 - в J П. ЛВи^И ^Д- } fli № . 1у<с ПО
MPlrt буд"т омать дя" "vpw* ь~не "ыщ*
44* мог raw
Трюм •" иОрмм паддок" в"отся [МД* не k*uacB"B-hw пти*". есимокиои^евы*,и*
мку(4" Т|*пйЧ^ии яежтюител. т1*чц*ц#1*
: гиповь-м размчлва^м йуда* елдер"*'" шт му Г4Ц-Н • оч"на мм<г"| л о*
