Частота ошибок при последовательной репликации
Страница 4

Материалы » Мутации и спирали эволюции » Частота ошибок при последовательной репликации

qi = 0,90 при i = А, У.

Подставляя полученные значения в формулу (6), находим максимальную длину цепи vmax ≈ 12. Из этих оценок следует, что в «протосупе» только наиболее простые и относительно короткие нуклеиновые кислоты имели шанс на самовоспроизвве-дение. Поэтому вычисленный Эйгеном и Винклер протогеном — тРНК с 76 нуклеотидами — заведомо является результатом длительного процесса эволюции. Вероятно, что на этой первой фазе цель эволюции состояла главным образом в улучшении механизма воспроизведения. В ходе эволюции этот механизм был доведен до высокой степени совершенства путем создания аппарата ферментов управляющего воспроизведением. Это относится уже к простейшим организмам — вирусам. В частности, обширный экспериментальный материал накоплен относительно процесса воспроизведения и ошибок у бактериофагов — мельчайших вирусов нападающих на бактерию как на клетку-хозяина.

В частности такого рода эксперименты проводились с Q-фагами, инфицирующими бактерии Coli. Геном этих фагов (совокупность наследственной информации) состоит из одноцепочечной рибонуклеиновой кислоты (РНК). После внедрения вирусного генома в клетке-хозяине продуцируется особый фермент - так называемая РНК-репликаза, делающая возможной репродукцию вирусной РНК. Воспроизведение РНК происходит с фантастической точностью. Вейссман показал что ошибка происходит только при считывании каждого трехтысячного нуклеотида, 1- q = 3 х 10-4. Эйген положил для вирусной РНК Qmin ≈ 1/4 и, подставив в формулу (4), получил оценку vmax ≈ 4600. Реальная длина вирусной РНК достигает по Вейссману, 4500 нуклеотидов, что подтверждает приведенную выше оценку. Как известно, даже относительно примитивный механизм воспроизведения вирусов обеспечивает устойчивое воспроизведение цепей длиной примерно до 104 нуклеотидных единиц. Возникающая на следующей ступени эволюции регулируемая ферментами репликация ДНК у прокариотов функционирует уже с частотой ошибки 10-7 на один акт присоединения нуклеотида и поэтому позволяет воспроизводить цепи ДНК длиной до 7 • 106 (по оценке (4)). Наконец развитый у эукариотов механизм рекомбинаторного (полового) воспроизведения достигает непостижимо малой частоты ошибки — около 0,3 • 10-9 на один акт присоединения нуклеотида. Соответственно, это означает возможность репродуцирования цепи ДНК длиной около 109 нуклеотидов. С возрастанием длины генома увеличивается и количество информации, передаваемой следующему поколению. В то время как вирусная РНК может переносить не больше информации, чем обычная книжная страница, ДНК поликариотов содержит уже примерно такую же информацию как книга, а геном эукариотов по информационной емкости сравним с библиотекой.

Страницы: 1 2 3 4 


Интересное на сайте:

Наблюдения за экзоцитозом и эндоцитозом в живых клетках
Аналогичные эксперименты были проведены с использование высоко флуоресцентных меток для маркировки рециклированных везикул. Внедренная Бетцом и коллегами, эта методика дает то важное преимущество, что кругооборот везикул можно наблюдать в ...

Эволюция крокодилов
Крокодилы и аллигаторы принадлежат к числу древнейших обитателей Земли, превосходя по возрасту даже динозавров. В процессе эволюции их внешний вид почти не изменился. Крокодилы, наряду с птицами, — единственные выжившие представители под ...

Сущность и субстрат жизни
Всеобщим методологическим подходом к пониманию сущности жизни в настоящее время является понимание жизни в качестве процесса, конечным результатом которого является самообновление, проявляющееся в самовоспроизведении. Все живое происходит ...