архив
ДНК
долговременное хранение наследственной инструкции
Молекулярные доказательства
Как ДНК подтверждает эволюцию и общее происхождение
Общий генетический код, сходство ДНК и редкие метки в геноме помогают восстановить родство — и проверить его по независимым признакам.
- ДНК
хранит наследственную информацию
- РНК
переносит и помогает читать код
- Белок
собирается по кодонам
- Признак
влияет на организм
- Отбор
меняет частоты вариантов
Генетический код
Один код на всех
Тройка букв РНК — — задаёт или стоп-сигнал. Выберите пример и проследите перевод.
Выберите кодон · ДНК / РНК
Выделены T и U в записях ДНК и РНК. Это переписывание, а не мутация.
ДНК
РНК
Результатметионин / старт
AUG часто служит стартовым сигналом: рибосома понимает, где начинать сборку белка.
Молекулы наследования
Код, копия и переводчик
Три участника передачи наследственной информации.
рабочая копия
РНК
передает, регулирует и иногда ускоряет реакции
переводчик
Рибосома
собирает белки по последовательности кодонов
Проценты сходства
Насколько похожа ДНК человека и шимпанзе?
Проценты полезны, но только если ясно, что именно сравнивают: весь выравниваемый геном, кодирующие участки, отдельные гены или консервативные функции.
Последовательности ДНК
Сходство напрямую сравнимых участков. Результат зависит от того, какие отличия учитывают.
Два человека
99,6-99,9%примерно 99,6-99,9%, в зависимости от того, какие отличия считать
Все люди чрезвычайно близки генетически, а индивидуальность создают миллионы небольших вариантов, регуляция, среда и жизненная история.
99,9% обычно относится только к однонуклеотидным заменам; структурные варианты и повторы тоже важны.ИсточникЧеловек и шимпанзе
98-99%в напрямую сравнимых участках ДНК; различия больше с учетом вставок, удалений и сложных повторов
Такой уровень сходства хорошо совпадает с идеей близких родственных ветвей, разошедшихся от общего предка.
Это не значит, что человек 'почти шимпанзе': важны и отличия, и регуляция, и то, где именно меняется последовательность.ИсточникКодирующие участки
Сравнение участков, по которым клетка собирает белки.
Человек и мышь
85%средняя идентичность белок-кодирующих участков
Мышь далеко от человека на дереве, но многие базовые гены млекопитающих узнаваемо похожи, поэтому мыши важны в биомедицине.
Это не та же метрика, что 98,8% с шимпанзе: здесь речь о кодирующих участках, а не о полном выравнивании генома.ИсточникГены общего происхождения
Доля узнаваемых родственных генов, а не процент одинаковой ДНК.
Человек и дрозофила
~60%доля консервативных генов в сравнении fly-human
Даже очень дальние животные ветви сохраняют часть древнего набора генов, связанных с клеточными и развивающимися процессами.
Это не '60% одинакового генома', а доля генов с узнаваемым общим происхождением в конкретном сравнении.ИсточникЧеловек и банан
17-25%оценка доли человеческих белок-кодирующих генов с ортологами у банана в сравнении OMA/ортологов
Даже у растений и животных остаются древние общие гены клеточной жизни: копирование ДНК, обмен веществ, работа белков и базовая регуляция.
Это не '50% одинаковой ДНК' и не сходство всего генома: речь только о распознаваемых родственных белок-кодирующих генах.ИсточникДНК и дерево сходятся
Геном хранит ещё и историю
Независимые признаки — от общего кода до и — помогают проверить общее происхождение.
Почти общий язык кодонов
- Наблюдение
- ДНК и РНК читаются тройками букв: 64 кодона задают аминокислоты или стоп-сигналы. Генетический код в основном общий, но редкие варианты показывают, что это правило не абсолютно.
- Что это показывает
- Если жизнь возникала бы независимо много раз, мы ожидали бы разные таблицы перевода. Почти общий код выглядит как наследство от древнего общего источника.
подтвержденоNHGRI: Codon
РНК соединяет ген и белок
- Наблюдение
- mRNA переносит информацию от ДНК к рибосоме, tRNA подбирает аминокислоты, а рибосома собирает белок.
- Что это показывает
- Один и тот же принцип работы у бактерий, растений, грибов и животных показывает глубоко общий клеточный механизм.
Мутации дают материал для отбора
- Наблюдение
- Изменения в ДНК/РНК создают наследуемые варианты; отбор, дрейф, миграция и случайность меняют их частоты в популяциях.
- Что это показывает
- Молекулярная генетика показывает механизм, которого не было у Дарвина: откуда берется наследуемая изменчивость.
Сходство убывает с расстоянием родства
- Наблюдение
- Близкие ветви имеют больше похожих последовательностей, дальние — меньше, а функциональные участки часто сохраняются сильнее.
- Что это показывает
- Это превращает родство в проверяемое предсказание: деревья по ДНК должны согласовываться с анатомией и ископаемыми.
Почему у человека 46 хромосом, а у шимпанзе 48?
- Наблюдение
- У человека 23 пары хромосом, у других больших человекообразных — 24. Данные указывают, что человеческая хромосома 2 возникла слиянием двух предковых хромосом.
- Что это показывает
- Это след конкретного события в человеческой линии после ее расхождения с другими человекообразными.
Вирусные следы в геноме
- Наблюдение
- Эндогенные ретровирусы — древние вставки вирусного происхождения, которые могут наследоваться вместе с геномом.
- Что это показывает
- Совпадение редких вставок в одних и тех же местах помогает проверять родство линий.
подтвержденоNCBI Bookshelf: human endogenous retroviruses
Разные линии наследования
Митохондрии, Ева и Адам
История клеточного симбиоза и двух отдельных линий родства.
подтверждено
Митохондрии похожи на бывших бактерий
В эволюции сложной клетки конкуренция соседствовала с древним симбиозом.
Эндосимбиоз — это союз клеток, при котором одна поселилась внутри другой. Так бактериальные партнеры ранних сложных клеток стали митохондриями.вероятно
Митохондриальная Ева — не первая женщина
Это последняя женщина, от которой все современные люди получили митохондриальную ДНК по непрерывной материнской линии.
Митохондриальная Ева — реконструируемый общий предок только для материнской линии мтДНК. Она жила среди многих людей и не единственная женщина своего времени; просто остальные материнские линии со временем прервались.вероятно
Y-хромосомный Адам — не пара Евы
Это последняя непрерывная отцовская линия Y-хромосомы у современных мужчин, а не единственный мужчина прошлого.
Y-хромосомный Адам — реконструируемый общий предок для мужской отцовской линии Y-хромосомы. Он не был единственным мужчиной, не обязан быть современником митохондриальной Евы и не пара ей: обе метки описывают разные линии наследования.NHGRI: Human Genomic VariationNHGRI: Chimp-human genome comparisonNHGRI: Why Mouse MattersNHGRI: Comparative Genomics Fact SheetNHGRI: CodonNHGRI: RNA Fact SheetUnderstanding Evolution: Lines of EvidenceUnderstanding Evolution: Causes of mutations
Теперь посмотрите это на дереве
Кладограмма показывает ту же идею визуально: общие признаки и геномы складываются в ветвящееся родство.