paleoforum.ru

Решил-таки открыть новую тему, чтобы не занимать чужую   

Начало этого обсуждения находится здесь:
http://www.paleo.ru/forum/index.php?topic=7200.225

(тема Форумы сайта «Проблемы эволюции» » Ненаучные разговоры  » Геккель лжец!,
стр. № 16 темы, ответы 235-236)

Обсуждаются два вопроса:

а) действительно ли мутации накапливаются равномерно во времени (и, таким образом, корректно ли говорить о молекулярных генетических часах, определяя время происхождения тех или иных видов животных)?

б) действительно ли мутации являются полностью случайными? И в частности, могут ли условия окружающей среды влиять на характер мутаций на генетическом уровне?

Продолжаю обсуждение...

Цитата: Дж. Тайсаев от сентября 22, 2012, 16:26:51

Цитата: Micr от сентября 22, 2012, 16:24:29
Но если кислота внутри организма, неужели это не может привести к чему-то конкретному?

кто же её пустит до ДНК, в лучшем случае в пищеводе временно pH слегка закислится
П.С. Сейчас только прочёл, что вы о бактериях. Там тоже кислотность сильно не скачет. А если подскочет, то кают бактерии и мутации вместе с ней уйдут в небытие

Но наверное, если бактерия съест много кислоты, то она умрет, а если немного, то только посинеет и закашляется? А внутри начнутся биохимические процессы, ведущие к конкретной мутации   


Предлагаю свою собственную модель механизма мутаций           Так как я не специалист, то излагать все могу только на уровне основных идей, и чтобы не ошибиться в подробностях, из мутагенных факторов буду рассматривать только радиацию.

Рассматриваются ДНК и биохимический бульон вокруг нее (содержимое живой клетки). В обычных условиях агрессивные частицы радиации выбивают из ДНК какие-то кусочки. Насколько мне известно, в клетке имеются механизмы восстановления поврежденной ДНК. Основная идея модели заключается в следующем:

конкретная ДНК время от времени повреждается (мутагенными факторами), ее восстанавливают механизмы восстановления, а результат работы механизмов восстановления в общем случае зависит от состава биохимического бульона

Дальше все просто:
- в обычных условиях повреждение ДНК практически всегда устраняется, как если бы его не было;
- в условиях очень сильного мутагенного фактора (например, Чернобыль) повреждения настолько часты, что происходит очень редкое событие - механизмы восстановления дают сбой, и происходит мутация случайного характера. Может быть, не просто дают сбой, а не справляются с нагрузкой (им ведь требуются какие-то ресурсы, и этих ресурсов в условиях очень многих повреждений может просто не хватать);
- в условиях обычного мутагенного фактора изменение окружающей среды (климат, продукты питания, для клеток большого организма - физическая активность этого организма и др.) приводит к изменению состава биохимического бульона, поэтому при работе механизмов восстановления поврежденной ДНК происходит мутация неслучайного характера (эпигенетическая мутация) [скобки со словом "эпигенетическая" включены по ошибке, см. далее в ответах - Micr]. Характер этой мутации (статистически) определяется составом биохимического бульона, который в свою очередь определяется окружающей средой.

Что же касается передачи информации от соматических клеток к половым, то хотя ДНК из клетки в клетку не перескакивает, но зато биохимический бульон регулируется организмом в целом, так что мои рассуждения можно применить к ДНК половых клеток. И еще, как было сказано выше (в предыдущем обсуждении), биохимический бульон может в какой-то степени передаваться от самца к самке.

Если же говорить о жизни бактерий в лимонной кислоте, то я конечно не говорю, что лимонная кислота непосредственно используется такими бактериями при восстановлении поврежденных ДНК. Из лимонной кислоты могут получаться какие-то вторичные, третичные и т.д. продукты, которые используются при восстановлении ДНК

"Бульон" - это, видимо, ядерный сок или вообще цитоплазма....

Но суть не в этом. А вот в этом "а результат работы механизмов восстановления в общем случае зависит от состава биохимического бульона". А вот как зависит-то? И каковы механизмы этой зависимости? Дело в том, что если мы ждем направленных мутаций, то "бульон" должен осознанно просчитывать их последствия, да еще и осознанно менять свой состав, чтобы вызвать встраивание нужных нуклеотидов. В общем, это нужен "бульон" с лемовского Соляриса, не иначе Иначе вся "неслучайность" сведется к разной вероятности встраивания разных нуклеотидов, отчего целесообразность мутаций не увеличится, а вот потенциальный материал для отбора убавится. А уж если прибавить то обстоятельство, что "исходные повреждения" в этой модели должны локализоваться случайно...

Цитата: PVOzerski от сентября 23, 2012, 16:33:48
Дело в том, что если мы ждем направленных мутаций, то "бульон" должен осознанно просчитывать их последствия, да еще и осознанно менять свой состав, чтобы вызвать встраивание нужных нуклеотидов. В общем, это нужен "бульон" с лемовского Соляриса, не иначе

Вы бы у физиков спросили, почему у них свет так разумен, что выбирает наиболее энергетически эффективный путь через призму     

Цитата: PVOzerski от сентября 23, 2012, 16:33:48
Иначе вся "неслучайность" сведется к разной вероятности встраивания разных нуклеотидов, отчего целесообразность мутаций не увеличится, а вот потенциальный материал для отбора убавится.

Как это убавится? Просто один состав меняется на другой. Был один набор, стал другой набор. Или я чего-то не понимаю?

Цитата: PVOzerski от сентября 23, 2012, 16:33:48
А уж если прибавить то обстоятельство, что "исходные повреждения" в этой модели должны локализоваться случайно...

Исходные повреждения случайно возникают то там, то сям. Я опять чего-то не понял?   

Цитата: Micr от сентября 23, 2012, 16:40:13

Цитата: PVOzerski от сентября 23, 2012, 16:33:48
Иначе вся "неслучайность" сведется к разной вероятности встраивания разных нуклеотидов, отчего целесообразность мутаций не увеличится, а вот потенциальный материал для отбора убавится.

Как это убавится? Просто один состав меняется на другой. Был один набор, стал другой набор. Или я чего-то не понимаю?

Объясняю. Возьмем простейший случай: "выбит" один нуклеотид, его надо заменить. Простая модель (вопрос, кстати, насколько озвученная и насколько реалистичная) предполагает, по-видимому, что он с равной вероятностью (25%) может быть заменен на A, на T, на C или на G. Согласно Вашей модели (если я правильно понимаю), вероятность встраивания для нуклеотидов становится неравной и начинает зависеть от "химического состава бульона". Никакой целесообразности от этого не прибавится, а вот вероятность появления одних последовательностей возрастет, а других, (возможно, в том числе и потенциально полезных), соответствующих встраиванию "менее вероятных" нуклеотидов, упадет. Соответственно, уменьшится и генетическое разнообразие как материал для отбора. К слову, простейший вариант действующей части "бульона" в такой модели -
концентрации свободных нуклеотидов.

Цитата: PVOzerski от сентября 23, 2012, 16:33:48
А уж если прибавить то обстоятельство, что "исходные повреждения" в этой модели должны локализоваться случайно...

Цитата: Micr от сентября 23, 2012, 16:40:13
Исходные повреждения случайно возникают то там, то сям. Я опять чего-то не понял?   

Поняли мою мысль Вы правильно, но из нее есть важное следствие. Оно в том, что для эффективной "целесообразно улучшающей починки" поломка тоже желательна в нужном месте, а не в случайном.

Цитата: PVOzerski от сентября 23, 2012, 16:58:08Объясняю. Возьмем простейший случай: "выбит" один нуклеотид, его надо заменить. Простая модель (вопрос, кстати, насколько озвученная и насколько реалистичная) предполагает, по-видимому, что он с равной вероятностью (25%) может быть заменен на A, на T, на C или на G. Согласно Вашей модели (если я правильно понимаю), вероятность встраивания для нуклеотидов становится неравной и начинает зависеть от "химического состава бульона". Никакой целесообразности от этого не прибавится, а вот вероятность появления одних последовательностей возрастет, а других, (возможно, в том числе и потенциально полезных), соответствующих встраиванию "менее вероятных" нуклеотидов, упадет. Соответственно, уменьшится и генетическое разнообразие как материал для отбора.

Хорошо. Пусть я сторонник того, что указанная Вами модель, по Вашим словам, "нереалистичная". Меня это устраивает     . Но вот рассуждение "вероятность появления одних возрастет, а других упадет, а полезны может быть именно вторые" мне непонятно. А почему полезны не первые, в новых-то условиях? И просто, почему именно вторые?

Цитата: PVOzerski от сентября 23, 2012, 16:58:08

Цитата: Micr от сентября 23, 2012, 16:40:13
Исходные повреждения случайно возникают то там, то сям. Я опять чего-то не понял?   

Поняли мою мысль Вы правильно, но из нее есть важное следствие. Оно в том, что для эффективной "целесообразно улучшающей починки" поломка тоже желательна в нужном месте, а не в случайном.

Речь идет о том, что нужное место придет случайным образом в течение некоторого времени. Однажды оно будет нужным. Вы может быть не посмотрели одну из исходных статей предыдущего обсуждения:
http://science.compulenta.ru/709113/

Вопрос в том, как объяснить то, что там написано, если только не признавать публикацию содержащей неверные сведения. Там утверждается, что в процессе мутации бактерий имеется промежуточный этап, на котором какие-то мутации есть, и они необходимы для дальнейших мутаций, но сами по себе никаких преимуществ в выживании они не дают. Вопрос: откуда могут быть такие мутации?

Давайте  для  начала  определимся.   Мы  о  каких  мутациях  говорим ?  Мононуклеотидных  заменах  или ?  Просто  для    замен  и  инсерций\делеций        механизмы  разные.   Хотя  общий  принцип       такой  -   если  мы  имеем     конкретный  нуклеотид,  то    вероятность  его  мутирования  не    зависит  от  локализации в  геноме.   
Да,   и  что  вы  понимаете  под  эпигенетикой ?

Цитата: Питер от сентября 23, 2012, 19:36:28
Давайте  для  начала  определимся.   Мы  о  каких  мутациях  говорим ?  Мононуклеотидных  заменах  или ?  Просто  для    замен  и  инсерций\делеций        механизмы  разные.   Хотя  общий  принцип       такой  -   если  мы  имеем     конкретный  нуклеотид,  то    вероятность  его  мутирования  не    зависит  от  локализации в  геноме.   
Да,   и  что  вы  понимаете  под  эпигенетикой ?

Я понял свою ошибку относительно эпигенетики. К сожалению меня сразу не поправили, поэтому я до сих пор пребывал в неведении.

Давайте обсуждать следующие вопросы:

1. Почему у всех азиатов узкие глаза, если их выживание от этого не зависит (естественный отбор не при чем). Точнее, каким образом эта черта отложилась в их ДНК? Если же их выживание от этого зависит, то как?

2. Как получилось то, что описано в указанной мной статье про бактерий?

3. Верна ли моя мысль о том, что генетические часы вовсе не тикают равномерно, поскольку мутации наиболее бурны в период кризиса внешних условий обитания (организмы занимаются приспособлением)?

4. Про эпигенетику - возможны ли ее положения в той части, что (цитирую из Википедии) в её рамках допускается вероятность негеномного наследования в качестве адаптивного ответа на изменения внешней среды, что противоречит доминирующей в настоящее время геноцетрической парадигме. В прошлом обсуждении я по этому поводу приводил ссылку
http://science.compulenta.ru/707343/

Я имею в виду инсерции/делеции. Спасибо за ценные замечания.

Цитата: Micr от сентября 23, 2012, 21:07:28
1. Почему у всех азиатов узкие глаза, если их выживание от этого не зависит (естественный отбор не при чем). Точнее, каким образом эта черта отложилась в их ДНК? Если же их выживание от этого зависит, то как?

раньше зависела, пески и пыль знаете ли, а теперь именно потому что не зависит, признак законсервировался. Но ассимиляцией медленно, но верно сглаживается, как например у казахов или японцев

Цитата: Micr от сентября 23, 2012, 21:07:28
2. Как получилось то, что описано в указанной мной статье про бактерий?

мутации могут быть и нейтральными и даже вредными и при этом сохраняться какое то время, если пресс отбора не такой высокий, к тому же некоторые вредные мутации могут коррелировать с другими полезными признаками. Тут много нюансов. В общем это та же дилемма адаптивности переходных структур Копа-Деппере, но для мутаций как я понял. Ну так этой дилемме объяснение тоже нашли, та же преадаптация

Цитата: Micr от сентября 23, 2012, 21:07:28
3. Верна ли моя мысль о том, что генетические часы вовсе не тикают равномерно, поскольку мутации наиболее бурны в период кризиса внешних условий обитания (организмы занимаются приспособлением)?

число мутаций не зависит от жесткости отбора и вообще от отбора, от последнего зависит лишь скорость отсеивания лишних мутаций и скорость увеличения часто полезных. Такие признаки при геномном анализе, которые скачут по частотам из за скачков адаптивности никогда не используют в расчётах возраста, для этого берут самые ровные признаки, которые.... нет, пусть кто больше в этом понимает ответит

Цитата: Micr от сентября 23, 2012, 21:07:28
Про эпигенетику - возможны ли ее положения в той части, что (цитирую из Википедии) в её рамках допускается вероятность негеномного наследования в качестве адаптивного ответа на изменения внешней среды

такое практически исключено - это уже неоламаркизм. Разве что какие нибудь плазмиды внедрятся в половые клетки, только вот ещё нужно обосновать направленный характер такой мутации. Хотя с мягким вариантом эпигенеза, согласно которому фенотип в значительной степени определяется и эмбриональным развитием частично можно согласиться. Другая крайность это номогенез, там даже эволюцию понимают так же узко, как и эмбриогенез

В чем принципиальное отличие атомных часов от механических? Длительность между тиками механических повышается при повышении температуры, атомных - нет. Геном в живом организме находится при постоянной температуре, потому его тики постоянны. Геном обязан быть защищен "тройным забором" от всевозможных кризисных ситуаций, именно эту недостаточную защинность исправляет ЕО выбраковыванием.
  "Кризис внешних условий", а точнее стрессовая ситуация для организма смертельна, когда превышает порог "прочности". Когда не превышает - гены не мутируют, организм обходится, скажем так, гормональной регуляцией в рамках генетической приспособленности вида к изменениям внешних условий.

По поводу монголоидного разреза глаз уже вроде говорилось где-то на форуме. Похожий разрез нередко встречается и у детей европеоидов, но у подавляющего большинства через несколько лет исправляется. Где-то читал, что мутация, оставляющая глаз монголоидным произошла относительно недавно, цифирь привести не рискну. Но запомнилось что-то про раз в восемь тысяч лет.

Цитата: PVOzerski от сентября 23, 2012, 16:58:08
для эффективной "целесообразно улучшающей починки" поломка тоже желательна в нужном месте, а не в случайном.

На мой взгляд именно эту мысль следовало бы развить.

Я   в  целом  согласен с  Тайсаевым  -  за  исключением  пункта 3.   Я   практически  уверен в  том,   что   частота   мутаций        не    константна.  Во-первых,      отличается   частота    мутаций  по  разным  нуклеотидам  -  так, в  геноме  человека    максимальна    частота  по  остаткам  цитозина в  составе  CpG     нуклеотидов.  Во-вторых,  у  самых  разных  организмов   действительно    есть  механизмы  повышения     частоты  мутаций  в  неблагоприятных  условиях -  например,  у  человека  есть   странная  ДНК  полимераза  йота,   которая     просто    лепит    ошибки в  ДНК  при     репликации.   Вот  только     эта  полимераза в  репликации в  норме  не  участвует и    когда  она   активируется   в    норме   -  не ясно.   В  опухолях   -  активна.  Ну  и вся  система  репарации  ДНК в  ответ  на  повреждения    может      быть  расстроена   мутациями  или  полиморфизмами  в  генах  белков   репарации  -   и  это  вызовет   повышение  частоты  мутаций  в  отдельных  популяциях.
Другое   дело,  что   эти  вариации   в  частотах  мутаций  скорее    всего  не  велики  и    вариации в     два-три  раза очень  сильно  не   будут  влиять  на    показания  молекулярных  часов.    Есть  же  и  другие  примерные  величины   в  этих  подсчетах  -    например,     поколение у  человека      принимается  равным  25  годам.
Василий  Андреевич,  гены  мутируют  всегда.  Да,  геном   защищен   тройным  забором  -   но  его  не  хватает.   И в  любом  семейном   трио   всегда  у   ребенка   возникают  новые       варианты,   отсутствующие   у  родителей.   С  частотой     примерно 2-3 на  10 в  минус   восьмой   на  нуклеотид  на  поколение.   Не   мутировали  бы  -  не   было  бы  базы   для  отбора.   Не  было  бы  более  10   миллионов   однонуклеотидных   полиморфизмов  в  геноме  человека.

Цитата: василий андреевич от сентября 23, 2012, 22:24:43

Цитата: PVOzerski от сентября 23, 2012, 16:58:08
для эффективной "целесообразно улучшающей починки" поломка тоже желательна в нужном месте, а не в случайном.

На мой взгляд именно эту мысль следовало бы развить.

На  тему  целесообразности  (и,  следовательно,  не  случайности  мутаций)     мы  давно      дискутировали с  Игорем   Антоновым.  И  я по-прежнему  утверждаю,    что   в  геноме   нет  механизма,  способного     направленно  заменить  один  нуклеотид  на  другой в  нужном  месте  генома.   И  более  того  -  целесообразная   замена     должна  учитывать  будущие  условия.  И    просчитать  всю  реализацию  данной    замены  в  фенотип  -   то  есть  пройти  путь  от  точковой   замены в  ДНК   к  замене  аминокислоты  в  белке  и  далее   к  фенотипу.   

Питер, кто бы спорил, что гены мутируют, можно сказать, постоянно-периодически. Но всегда надо различать гены в клетке, гены при делении клетки, гены передающиеся по наследству. Во-первых, волнует вопрос "вегетативного" деления клетки, в частности, генетическое отличие дочерней от материнской (в особенности на стадии плода). Пусть будут обе клетки дочерними с разной геометрической близостью к разным органам. Вот и получается тройственный союз, "умершая" материнская и две вовсе не близнецовые...
  Переходить к дальнейшему без выяснения, что происходит под влиянием "среды" при делении, а где срабатывает "тройная защита" преждевременно. Ибо можно перестать понимать друг друга (на что Вы справедливо указываете).

Насчет поломок в нужном месте в нужное время - это актуальнее случайной полезности от мутации. Ведь поломки можно привязать к ослабленным местам. А ослабляются места под действием уже внешних воздействий. И схема комплексной "мутации" будет во многом зависеть от "качества" слабых мест, от того как эти места согласуются с биохимией окружения.

Ну   и  при вегетативном  делении  мутации  идут  -   кроссинговера  нет, а  точки все  на  месте.  Но  -   каждая  клетка  делится   мало.  Всегда есть    стволовая   клетка  -  которая   за  всю  жизнь  делится      незначительное  число  раз и  несет  исходный  вариант.  Мутации  скорее  возникаю  уже  в  терминально  дифференцируемых   быстро  делащихся  клетках  -   но  они  как   раз  обычно  быстро  умирают. Или   дают  рак.
Насчет  поломок   в  нужном  месте  и в  нужное  время  -  опять  же  организм    должен     уметь  понять,  где   это  слабое   место.

Цитата: Micr от сентября 23, 2012, 16:18:21
а) действительно ли мутации накапливаются равномерно во времени (и, таким образом, корректно ли говорить о молекулярных генетических часах, определяя время происхождения тех или иных видов животных)?

Будем так говорить - оценки по некоторым видам часов говорят о равномерности:
http://www.fidel-kastro.ru/biology/genetika/Ege/3-1.gif
http://www.fidel-kastro.ru/biology/genetika/Ege/3b.htm

Вот тут http://proznania.ru/books.php/?page_id=435 пишут: Поэтому скорость хода молекулярных часов оказывается резко различной в разных группах, а также, по-видимому, в разные геологические эпохи (см. также гл. 15, 20).

А здесь http://www.lenta.ru/news/2012/09/18/evoclock/: "Дело, однако, осложняется тем, что при экстраполяции на ранние стадии эволюции (как раз те, которые первоначально служили для определения скорости мутаций), молекулярная датировка начинает противоречить данным раскопок. Вероятно, в ходе развития предков человека уровень мутаций уменьшился - иначе непротиворечиво совместить ранние эволюционные события с поздними становится невозможно."

Цитироватьб) действительно ли мутации являются полностью случайными?

http://www.evolbiol.ru/smirnov.htm
Представленные данные свидетельствуют о том, что характер геномных перестроек, т.е. потеря или приобретение генетического материала, транслокации или инверсии сегментов ДНК зависит от наличия, размера, ориентации, типа и локализации в геноме повторяющихся элементов ДНК. То есть, события генетической изменчивости неслучайны по типу, локализации в геноме и вероятности. Это означает, что программа изменений геномов определяется структурой самих геномов.