Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

3.7: Білки, гени та еволюція - скільки білків ми?

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    6196

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Якщо еволюції не доводилося підбирати абсолютно нові білки для кожної нової клітинної функції, то скільки генів потрібно, щоб зробити організм? Кількість генів в організмі, які кодують білки, може бути набагато меншою, ніж кількість білків, які вони насправді виробляють. Поточні оцінки свідчать про те, що потрібно лише 25 000 генів, які роблять і оперують людиною та всіма її білками (перевірити Pertea та Salzberg на Оцінка кількості генів у геномі людини). Однак наші клітини (і клітини еукаріотів загалом) можуть експресувати аж 100 000 різних білків. Як це можливо? Чи існують більш ефективні способи еволюції нових і корисних клітинних завдань, ніж еволюція нових генів?

    Як ми вже відзначали, використання тих же 20 амінокислот для виготовлення білків у всьому живому говорить про їх ранньому (навіть пребіотичному) відборі і про спільне походження всього живого. Складні консервовані доменні структури, поділені між іншими різними білками, означають, що еволюція білкової функції відбулася як рекомбінатним обміном сегментів ДНК, що кодують ці субструктури, так і шляхом накопичення базових заміщень в іншому випадку надлишкових генах. Так само мотиви та складки також можуть бути поділені таким чином. Кількість білка може перевищувати кількість генів у еукаріотів, частково тому, що клітини можуть виробляти різні варіанти РНК з одних і тих же генів шляхом «альтернативного сплайсингу», який може створювати мРНК, які кодують різні комбінації субструктур з одного гена! Альтернативне зрощування детально розглянуто в наступному розділі). Збереження послідовностей амінокислот у різних видах (наприклад, гістони, глобіни тощо) є свідченням загального походження еукаріотів. Поряд з синтезом альтернативних версій РНК, постійна перепрофілювання корисних областей білкової структури може довести стратегію виробництва нових білків без додавання нових генів до генома.