26 подписчиков

Как работает эволюция? Наследственность и мутации.

6 марта 20216 мар 2021

2 мин

Оглавление

Основы молекулярной (и не только) биологии.
Мутации.
Прошу поставить лайк, если понравилась публикация, подписаться, если интересует тема эволюции и борьбы с лженаукой, а также написать комментарий.

В спорах с креационистами и прочими противниками ТЭ очень часто заметно их непонимание механизмов эволюции. Зачастую сторонник лженауки сам придумывает какой-то нелепый конструкт и сам же его с треском опровергает.

Доходит до смешного. Один комментатор предлагал выдёргивать детям зубы, чтобы у их внуков вырос клюв.

Поэтому я решил провести небольшой ликбез по механизму эволюции.

И начать следовало бы с наследственности и мутаций.

У многих людей мутации ассоциируются или с кривыми и косыми поросятами из Чернобыля, или с супергероями из американских фильмов жанра антинаучной фантастики. Поэтому многие думают, что мутации - это какие-то очень редкие уродства.

Греческая черепаха с двумя головами по имении "Янус", появившаяся на свет в музее естественной истории Женевы. (Фото из Википедии).

На самом деле, мутации бывают разными. Однако, чтобы говорить о мутациях, надо уяснить основы биологии.

Основы молекулярной (и не только) биологии.

Наследственная информация находится в полном комплекте внутри почти каждой (исключения нас сейчас не касаются) клетки как одноклеточного, так и многоклеточного организма. Однако в случае животного наследственную информацию могут только клетки половой линии.

Молекулярным хранителем наследственности является ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота). Она состоит из "звеньев" - нуклеотидов. Их в ДНК всего четыре вида: цитозин, тимин, аденин и гуанин. Они обозначаются буквами: цитозин - С, тимин - Т, аденин - А и гуанин - G.

Структура ДНК. (Иллюстрация из Википедии).

С ДНК информация переписывается на матричную РНК (рибонуклеиновую кислоту). Эта молекула похожа на ДНК, но вместо тимина она включает нуклеотид урацил (U).

По матричной РНК, в свою очередь, синтезируются белки. Белки состоят из аминокислот, их в белках бывает 22 вида, обычный набор - 20. Каждая аминокислота кодируется триплетом (тремя последовательными нуклеотидами вместе) РНК. Также есть и молекулярные "точки" - стоп-кодоны. Это триплеты, которые не кодируют аминокислоту, а завершают синтез белка. Их всего три.

Однако возможно 64 вариантов триплетов, что гораздо больше числа аминокислот. Поэтому одна и та же аминокислота может быть закодирована двумя, тремя а то и четыремя триплетами. Это явление называется вырожденностью генетического кода.

Схема кодирования аминокислот. В центре круга - первые нуклеотиды триплета, далее - вторые, потом - третьи. вокруг них - аминокислоты. (Иллюстрация из книги А. Панчина "Сумма биотехнологий", взято из файла с сайта "Всенаука").

Мутации.

Перед делением клетки ДНК реплицируется (копируется) и расходится по противоположным полюсам клетки. ДНК, в том числе, благодаря системе репарации (починки), копируется довольно точно. Но всё равно случаются ошибки - мутации.

Это может быть единичная замена одного нуклеотида на другой, делеция - потеря фрагмента цепочки, дупликация - удвоение фрагмента ДНК, инверсия - переворачивание фрагмента цепочки нуклеотидов, транслокация - перенос фрагмента генома, вставка фрагмента ДНК. Иногда изменяется число хромосом (отдельных "единиц хранения" ДНК). Если это некратное увеличение, то анеуплоидия, а если кратное - полиплоидия.