ВВЕДЕНИЕ Молекулярная эволюция – это наука, изучающая
реклама
ВВЕДЕНИЕ Молекулярная эволюция – это наука, изучающая изменения генетических макромолекул (ДНК, РНК, белков) в процессе эволюции, закономерности и механизмы этих изменений, а также реконструирующая эволюционную историю генов и организмов. Молекулярная эволюция включает в себя две области исследований: эволюцию генетических макромолекул и молекулярную филогению. Под изучением эволюции макромолекул принято понимать исследование типов и скоростей изменений, происходящих в генетическом материале (ДНК), а также созданных на его основе белков, и механизмов, ответственных за эти изменения. Вторая область - молекулярная филогения изучает эволюционную историю организмов и макромолекул, получаемую на основе молекулярных данных. Может показаться, что эти 2 области исследований совершенно независимы друг от друга, поскольку целью первой является установление причин и следствий эволюционных изменений в молекулах, тогда как вторая использует эти молекулы просто как средство для восстановления биологической истории организмов и их генетических составляющих. Однако на практике эволюция макромолекул и молекулярная филогения тесно связаны и прогресс в одном из этих разделов молекулярной эволюции способствует исследованиям в другом. Например, знание филогении необходимо для определения последовательности изменений в изучаемых молекулах. И наоборот, знание способов и темпов изменений изучаемой молекулы необходимо для восстановления эволюционной истории группы организмов. Возникновение и развитие молекулярной эволюции связано с появлением большого количества экспериментальных данных и разработкой новых теоретических методов. Так, первые аминокислотные последовательности были расшифрованы в 50-е годы прошлого столетия, нуклеотидные последовательности – в 60-е, а к настоящему времени крупнейшие международные банки данных содержат сведения примерно об одном миллиарде секвенированных нуклеотидов (~1,6 млн. генов и их фрагментов) и об аминокислотных последовательностях миллионов белков. Изучение молекулярной эволюции базируется на двух дисциплинах: популяционной генетике и молекулярной биологии. Популяционная генетика дает теоретическую базу для изучения эволюционных процессов, а молекулярная биология предоставляет опытные данные. Поэтому для понимания молекулярной эволюции необходимо знать основы теории популяционной генетики и молекулярной биологии. В данном учебном пособии рассмотрены основные методы молекулярной эволюции и филогенетики. Пособие состоит из пяти глав, содержащих краткое описание теоретических аспектов рассматриваемых методов и примеров их использования. Первая глава посвящена методам изучения эволюционных изменений аминокислотных последовательностей, с использования которых обычно начинаются исследования в молекулярной эволюции. Во второй главе рассмотрены методы изучения эволюционных изменений нуклеотидных последовательностей ДНК и РНК. Методы, предназначенные для анализа происходящих синонимичных и несинонимичных замен, а также основанные на них селекционные тесты детально описаны в главах 3 и 4, соответственно. В пятой главе охарактеризованы методы молекулярной филогении. Необходимость настоящего издания вызвана отсутствием в Беларуси достаточной информации о методах молекулярной эволюции и филогенетики. Данное пособие предназначено для ознакомления аспирантов, преподавателей и студентов медицинских ВУЗов Республики Беларусь с основными принципами тех методов, которыми пользуются исследователи при изучении эволюционных изменений последовательностей нуклеиновых кислот и белков.
