Molekuláris órák
Nádori Gergely
2006/03/20 08:00
1127 megtekintés
A cikk már legalább egy éve nem frissült, az akkor még aktuális információk lehet, hogy mára elavultak.
Ki gondolná, hogy minden élőlényben ketyeg egy óra, ami méri, milyen régóta vált el rokanaitól. Ezekkel a molekuláris órákkal ismerkedhetsz meg cikkünkben.

A DNS szerkezetének és működésének felismerése előtt az evolúció kutatói leginkább csak az ősmaradványokra támaszkodhattak, amikor az élőlények közötti leszármazási kapcsolatokat próbálták felderíteni. A rendszertanban is, noha törzsfejlődési rendszernek nevezték, csak az élőlények jelenlegi felépítése szolgált (gyakran bizonytalan) fogódzóul, a származási vonalak kiderítésére. A molekuláris biológia eredményei azonban lehetővé tették, hogy sokkal objektívebben is mérhessük az élőlények leszármazási kapcsolatait és pontos becsléseket tegyünk arra nézve, mikor váltak el egymástól. Ebben is a DNS van segítségünkre. Ha ugyanis feltesszük, hogy a mutációk generációról generációra ugynakkora eséllyel következnek be, két élőlény közötti eltérés megmutatja, hogy milyen régen váltak el egymástól. Ezt szemlélteti az alábbi animáció is, melyben a DNS négy betűje helyett egy versen mutatjuk be a mutációk hatásait: A mutáció valószínűségének (a mutációs ráta) változtatásával is kísérletezhetsz. Próbáld ki, milyen a változás nagyon magas (pl. 0,1) és alacsony (0,001) értékeknél. Figyeld meg, mennyi idő múlva lehet még felismerni, hogy ugyanarról az eredeti versről van szó? A citokróm-c molekula

Ha tehát megvizsgáljuk két élőlény azonos génjét, a köztük levő távolságok alapján megbecsülhetjük, hogy milyen régen váltak el egymástól (ismerve a mutációs rátát), több élőlény esetében pedig megvizsgálhatjuk a leszármazási kapcsolatokat, valódi molekuláris törzsfákat állíthatunk össze. Persze nem mindegy, hogy milyen DNS szakaszt választunk a vizsgálódásunkhoz. Vannak gyorsan változó és sokáig változatlan (úgy nevezett konzervatív) szakaszok. Ha egymástól nagyon távoli élőlények közti kapcsolatokra vagyunk kíváncsiak, akkor nagyon konzervatív géneket kell választanunk. Ilyen lehet például a riboszomális RNS, vagy a sejtlégzésben kulcsfontosságú citokróm-c nevű fehérje. Ezeknek már a kis változása is könnyen működésképtelenné teheti az egész élőlényt, ezért az évmilliárdok során is csak lassan változnak. Ezek a vizsgálatok derítették ki, például, hogy a gombák közelebbi rokonai az állatoknak, mint a növényeknek.

Ha kisebb időtávon belüli változásokat akarunk vizsgálni, akkor olyan DNS szakaszt érdemes választanunk, ami egyfelől nem keveredik rekombinációval a meiózis során, másfelől nem kódol semmilyen fehérjét, így szabadon változhat. Ilyen szakasz például a mitokondriumon található D-hurok nevű régió. Ennek a vizsgálatával lehetett felderíteni az emberi népcsopőortok közötti leszármazási viszonyokat. Ebből a vizsgálatból derült ki, hogy minden népcsoport Afrikából származik valamint az is, hogy közös ősanyánk (a mitokondriális Éva) mintegy százezer éve élhetett a szubszaharai területen. Mivel ennél a szakasznál jól ismertük a változás sebességét, ezt a molekuláris órát jól tudtuk kalibrálni.

Csatlakozz hozzánk!

Ajánljuk

European Schoolnet Academy Ingyenes online tanfolyamok tanároknak
School Education Gateway Ingyenes tanfolyamok és sok más tanárok számára
ENABLE pilot Program iskoláknak a bullying ellen
eBiztonság Minősítés Minősítési rendszer oktatási intézményeknek