paleoforum.ru

Цитата: "Alexy"Может Вы хотели сказать, что это возможно тогда, когда АК-различия двух белков можно представить в виде временной последовательности одно-аминокислотных мутаций, каждая из которых была нейтральна.

можно и так, только чтобы это установить надо одну за другой делать изменять эти аминокислоты, и ещё и в различных последовательностях, и вот если всегда будет получатся, что белок не теряет активности, то тогда да, можно будет сказать, что все они строго нейтральны. Правда это верно для относительно небольших временных промежутков - на больших может помешать то, что у разных орагизмов есть предпочтения в сторону разных аминокислот, поэтому замены их будут уже не совсем нейтральны.

Цитата: "Alexy"В принципе вредоносные мутации могут некоторое время находится в псевдогенах или рецессивных аллелях.

безусловно - что ещё больше запутывает картину.

Цитата: "Сергей"
По поводу регуляции количества белков в клетке – забыл перечислить самый главный контур: кол-во белков определяется сигналами, идущими из внешней среды. Без них клетка быстро закуклится или войдёт в тривиальный автоколебательный режим. Например, после того, как рецептор на поверхности клетки свяжется с гормоном, этот комплекс перемещается в ядро клетки и, связываясь с определёнными сайтами ДНК, включает работу целого каскада генов.
А вот пример уровней регуляции рибосомальных белков:

many ribosomal proteins are involved in a variety of extraribosomal processes (4). There are 79 different mammalian ribosomal proteins, 34 of which have bacterial counterparts (5). Human ribosomal protein genes are distributed widely through the genome and, except for ribosomal protein (rp) S4, each protein is encoded by a single gene (5). The level of expression of these genes depends on various factors such as the cell type, the phase of the cell cycle, ambient conditions, etc.  ... It is known that the expression of ribosomal protein genes in eukaryotes can be regulated at the levels of transcription (5,14), translation (15) and splicing (16,17). In addition, the content of ribosomal proteins in eukaryotic cells is controlled via changes in the degradation rate of newly synthesized proteins (18). The transcriptional and translational levels of the regulation are coordinated by common regulatory elements in the genes (5) and mRNA (19) of ribosomal proteins. The regulation of ribosomal protein biosynthesis at the splicing level is less well documented. In yeast, at least two genes are regulated via a feedback mechanism in which ribosomal proteins bind their own pre-mRNAs, preventing their splicing
http://nar.oxfordjournals.org/cgi/reprint/35/19/6414

ОК, спасибо, но это уже с одной стороны касается не только уничтожения, но и синтеза белков, с другой стороны, является уже как бы более высоким уровнем управления.

Цитата: "Сергей"
Относительно разного уровня мутаций. Такое возможно, если разные участки ДНК реплицируются и репарируются разными белками. Например, у дрожжей работают в репликационной вилке три ДНК-пилимеразы: одна синтезирует РНК-затравку, вторая синтезирует ведущую цепь, третья – ведомую (запаздывающую) цепь. Точность работы у двух последних – разная. То есть в одной из цепей ошибок получается больше.
http://nar.oxfordjournals.org/cgi/reprint/35/19/6588

ОК, но если эта гипотеза справедлива, гены, управляющие более высокими иерархиями в контурах управления должны быть локализованы преимущественно на одной цепочке ДНК, а гены, работающие на низких уровнях контуров управления генными сетями - на другой цепочке. Наблюдается ли такая закономерность экспериментально? Кроме того, нужен ведь ещё механизм, который по мере того, как какой-то ген "забронзовел" так, что его лучше не трогать, перетаскивал бы его с "инновационной" на "консервативную" цепочку ДНК.

Цитата: "Сергей"
На частоту мутаций будут влиять и всяческие рапарационные системы, включающиеся под влиянием внутренних и внешних факторов. А также состояние хроматина: если ДНК обмотана вокруг нуклеосом, она повреждается меньше, чем в свободном состоянии.

По поводу хроматина - да, я это знаю, но, опять же, я так понимаю, что места крепления ДНК к нуклеосомам очень консервативны. Соответственно, не очень понятно, как обеспечить "перевод в запас" генов, мутации которых целесеобразно  ограничить. С одной стороны, для этого нужно иметь какой-то механизм их регулярной переброски, по мере надобности, в участки ДНК с пониженным уровнем мутаций. С другой стороны, число таких мест из чисто физических соображений ограничено, и не очень понятно, как туда можно запихнуть так много генов, ведь необходимость в поддержании достаточно высокого уровня мутаций есть лишь у сравнительно небольшого числа генов "верхнего эшелона эволюции", а число мест крепления ДНК к нуклеосомам, на сколько я понимаю, весьма ограничено. Вот если бы было наоборот, например, в этих местах обеспечивалась бы повышенная вероятность мутаций, такое объяснение, на мой взгляд, было бы более логичным.
А вообще, мутационная способность ДНК по мере движения вдоль неё меняется скорее дискретно (например - около нуклеосом - низкая, в других места - более высокая), или всё же скорее непрерывно, без резких скачков?

Цитата: "Комбинатор"По поводу хроматина - да, я это знаю, но, опять же, я так понимаю, что места крепления ДНК к нуклеосомам очень консервативны. Соответственно, не очень понятно, как обеспечить "перевод в запас" генов, мутации которых целесеобразно  ограничить. С одной стороны, для этого нужно иметь какой-то механизм их регулярной переброски, по мере надобности, в участки ДНК с пониженным уровнем мутаций. С другой стороны, число таких мест из чисто физических соображений ограничено, и не очень понятно, как туда можно запихнуть так много генов, ведь необходимость в поддержании достаточно высокого уровня мутаций есть лишь у сравнительно небольшого числа генов "верхнего эшелона эволюции", а число мест крепления ДНК к нуклеосомам, на сколько я понимаю, весьма ограничено. Вот если бы было наоборот, например, в этих местах обеспечивалась бы повышенная вероятность мутаций, такое объяснение, на мой взгляд, было бы более логичным.
А вообще, мутационная способность ДНК по мере движения вдоль неё меняется скорее дискретно (например - около нуклеосом - низкая, в других места - более высокая), или всё же скорее непрерывно, без резких скачков?

1. Я не считаю, что есть какой-то механизм направленного изменения числа мутаций. По крайней мере ничего похожего пока не найдено.

2. Нуклеосомы не очень жестко закреплены на местах - под влиянием ряда факторов могут перемещаться с место на место:

http://grok.imb.ac.ru/mmtv/mmtv.html#11

Но вот есть ли на участках между сидящими нуклеосомами ''горячие точки'' мутаций меня как раз самого очень интересует. Много лет уже я занимаюсь тем, что синтезирую всякие хим. соединения, которые связываются с определёнными последовательностями двухспиральной ДНК - то есть химическими аналогами регуляторных белков. А поскольку они меняют при связывании структуру спирали ДНК, то  занимался и этим: мучил ДНК всевозможными способами, и неожиданно обнаружил, что её прочность на разрыв зависит от последовательность, причём легче всего рвутся последовательность CpG. Когда потом полез в литературу, оказалось, что с этой последовательностью много чего интересного связано. В частности у млекопитающих имеются островки этих последовательностей между генами, а в самих генах частота её встречаемости сильно понижена. Дальше, надеюсь, понятно.

Цитата: "Сергей"
1. Я не считаю, что есть какой-то механизм направленного изменения числа мутаций. По крайней мере ничего похожего пока не найдено.

Смотря что понимать под направленностью. Если вы считаете, что между частотой мутаций и уровнем иерархии гена в генной сети нет никакой корреляции, то что мы вообще здесь обсуждаем?

Цитата: "Сергей"
2. Нуклеосомы не очень жестко закреплены на местах - под влиянием ряда факторов могут перемещаться с место на место:

http://grok.imb.ac.ru/mmtv/mmtv.html#11

Но вот есть ли на участках между сидящими нуклеосомами ''горячие точки'' мутаций меня как раз самого очень интересует. Много лет уже я занимаюсь тем, что синтезирую всякие хим. соединения, которые связываются с определёнными последовательностями двухспиральной ДНК - то есть химическими аналогами регуляторных белков. А поскольку они меняют при связывании структуру спирали ДНК, то  занимался и этим: мучил ДНК всевозможными способами, и неожиданно обнаружил, что её прочность на разрыв зависит от последовательность, причём легче всего рвутся последовательность CpG. Когда потом полез в литературу, оказалось, что с этой последовательностью много чего интересного связано. В частности у млекопитающих имеются островки этих последовательностей между генами, а в самих генах частота её встречаемости сильно понижена. Дальше, надеюсь, понятно.

Да, это весьма и весьма интересно. Правда, я, честно говоря,  не понял, что означает 'p' в последовательности CpG?

Цитата: "Сергей"Для этого сначала придётся найти этот белок среди тысяч других имеющихся в клетках организма белков, выделить в больших кол-вах, потом определить его аминокислотную последовательность или попытаться закристаллизовать и провести рентгеноструктурный анализ. Это несколько лет работы.

Я повторю свой вопрос - а разве эта работа уже не проделана? Повторяю цитату http://www.xumuk.ru/biologhim/145.html :

ЦитироватьПоследовательность реакций анаэробного гликолиза, так же как и их промежуточные продукты, хорошо изучена. Процесс гликолиза катализируется одиннадцатью ферментами, большинство из которых выделено в гомогенном, кристаллическом или высокоочищенном виде и свойства которых достаточно известны.

Вот еще:

ЦитироватьГликолиз ... включает девять последовательных реакций, каждая из которых катализируется специфическим ферментом (рис. 6 - 2). Данная последовательность реакций осуществляется практически во всех живых клетках - от бактерий до эукариотических клеток растений и животных.

Рейвн, Эверт, Айкхорн. Современная ботаника. Т.1. Изд. "Мир". 1990 г.
(обратите внимание на год издания - уже тогда биохимия знала, что "от бактерий до эукариотических клеток растений и животных").

Теперь я хочу еще раз подчеркнуть, что в данном случае, совсем не важно, какие именно ферменты катализируют гликолиз - похожие, идентичные, гомологичные, или непохожие, неидентичные, аналогичные. Это не важно. Важно то, что все стадии гликолиза у всех организмов - идентичны. И поэтому нет никаких оснований считать, что данную последовательность реакций можно  как-либо "упростить". Выше я уже предполагал, что по моим прикидкам, из девяти реакций абсолютно необходимы как минимум, пять. Но это чисто мои умственные спекуляции. На практике же, стадии гликолиза идентичны для всех организмов, что достаточно весомо указывает на их принципиальную несокращаемость.
Справедливости ради отметим, что есть еще альтернативный путь окисления глюкозы - пентозофосфатный цикл (у растений, вроде бы). Но он еще сложнее, чем гликолиз.

Теперь по поводу нейтральности реакций. Я склонен согласиться с предлагаемой DNAoidea методикой. Безусловно, исследования по такой методике позволили бы точно говорить о нейтральности/не нейтральности отдельных аминокислотных замен.
И все же я повторю свою мысль - сам факт наличия ферментов с разной АМ-последовательностью, выполняющих одну и ту же функцию в одном и том же биохимическом цикле, уже говорит о том, что в целом данная разница АМ-последовательности  - нейтральна.
Кроме того, почему предлагается рассматриватьмутации только по одной аминокислоте? А может быть, там шла мутация сразу по двум/трем/четырем аминокислотам? В таком случае, эксперимент по замене одной аминокислоты с высокой вероятностью приведут нас к ошибочным выводам.

Imperor - просто как-то трудно предположить что была одновременно замена множества аминокислот - ну двух ещё куда ни шло, но трёх и четырёх?.. Может, конечно псевдогены помогли или рецессивные аллели...иначе вероятности слишком низки, хотя и тут тоже не сказать что высокие.
с нуклеозомами проблема ещё и в том, что намотан на них очень уж маленький кусок ДНК - всего 147 пар оснований, так что поместится на него только небольшой участок гена, на мелкий домейн едва хватит.

Цитата: "DNAoidea"с нуклеозомами проблема ещё и в том, что намотан на них очень уж маленький кусок ДНК - всего 147 пар оснований, так что поместится на него только небольшой участок гена, на мелкий домейн едва хватит.

Да, я об этом тоже писал...

Комбинатор и Сергей,
Если учесть то, что важны для структуры и функции только чуть ли не 10%  аминокислот в белке, то горячие точки, длиной всего лишь в несколько аминокислот, позволили бы за небольшое число актов мутация-отбор найти новое структурное рещение. А если уровень мутагенеза одинаков по всей длине гена, то актов мутация-отбор нужно ЗНАЧИТЕЛЬНО больше.

Цитата: "Imperor"А может быть, там шла мутация сразу по двум/трем/четырем аминокислотам?

Почему бы и нет?

Цитата: "Комбинатор"Смотря что понимать под направленностью. Если вы считаете, что между частотой мутаций и уровнем иерархии гена в генной сети нет никакой корреляции, то что мы вообще здесь обсуждаем?

Цитата: "Сергей"легче всего рвутся последовательность CpG. Когда потом полез в литературу, оказалось, что с этой последовательностью много чего интересного связано. В частности у млекопитающих имеются островки этих последовательностей между генами, а в самих генах частота её встречаемости сильно понижена. Дальше, надеюсь, понятно.

Да, это весьма и весьма интересно. Правда, я, честно говоря,  не понял, что означает 'p' в последовательности CpG?

Обсуждаем мы тут примеры, как из случайных событий может возникать направленность, если есть отбор. Как случайность на молекулярном уровне может проявиться на уровне организма. ДНК представляет хорошую модель для исследования такого перехода: при длине, измеряемой в сантиметрах, имеет толщину, измеряемую в ангстремах.

У меня получилось, что при ударном воздействии на фрагмент двухспиральной ДНК фосфодиэфирная связь в динуклеотиде 5'-CpG-3' разрывается почти в два раза легче, чем в других динуклеотидах.

Если то, о чём я написал верно, можно предположить такую спекулятивную гипотезу:

При ударных воздействиях ДНК в клетках может разрываться. В клетках есть репарационные системы, соединяющие такие двухнитевые разрывы. Если разрывов несколько, может получиться так, что произойдёт перекомпоновка разрывов. Если разрыв произошёл внутри гена, то сшивание с другим куском приведёт к его инактивации. А вот если разрывы произошли только на участках между генами, то при сшивании произойдет их перекомпоновка и экспрессироваться они смогут, хотя и в другой степени. Поэтому отбор будет сохранять варианты в которых разрывы чаще происходят между генами, а не внутри гена.

Цитата: "Imperor"все стадии гликолиза у всех организмов - идентичны. И поэтому нет никаких оснований считать, что данную последовательность реакций можно  как-либо "упростить". Выше я уже предполагал, что по моим прикидкам, из девяти реакций абсолютно необходимы как минимум, пять. Но это чисто мои умственные спекуляции. На практике же, стадии гликолиза идентичны для всех организмов, что достаточно весомо указывает на их принципиальную несокращаемость.

Ну и что?

Если из работающих механических часов вытащить любую шестерёнку, а из электронных – любую деталь, они перестанут показывать время. В этом и состоит суть Вашего открытия? Но это, вроде, и любому любознательному ребёнку понятно.

Если же нас интересует, как часы эволюционировали, надо исследовать, как устроен механизм у других видов часов, идти в музеи и библиотеки, разбирать древние экспонаты и читать старые книги... Аналогия понятна?

Часы "эволюционировали" совсем по другим принципам, чем живые организмы, ибо когда делали новый вариант часов, уже приблизительно знали к какому эффекту приведет данное изменение.

Цитата: "Сергей"Если из работающих механических часов вытащить любую шестерёнку, а из электронных – любую деталь, они перестанут показывать время.

О! Мы, наконец, начинаем приходить к консенсусу

Цитата: "Сергей"В этом и состоит суть Вашего открытия? Но это, вроде, и любому любознательному ребёнку понятно.

Мое открытие?! Вы о чем вообще? Разговор начался вот с чего:

Цитата: "Сергей"Так в том и дело, что кажущаяся проблема ''неупрощаемой'' сложности появляется тогда, когда рассматривают уже отлаженный работающий механизм. Если же разобрать его на отдельные части, в каждом конкретном случае можно реконструировать, как этот механизм собрался из отдельных, вначале независимых частей.

Меня эта Ваша фраза слегка удивила, и я предложил Вам "конкретно реконструировать", каким именно образом из отдельных независимых частей самособрался, например, механизм гликолиза.
В ответ Вы сказали что-то типа: "надо искать такие примеры в живой природе".
Я Вам ответил что-то типа: "нету таких примеров в живой природе".
И тут Вы выдаете - "ну и что"?
В ответ остается только сказать - да ничего!

Цитата: "Сергей"Если же нас интересует, как часы эволюционировали, надо исследовать, как устроен механизм у других видов часов, идти в музеи и библиотеки, разбирать древние экспонаты и читать старые книги... Аналогия понятна?

Нет, данная аналогия мне совершенно непонятна. Ибо я еще нигде и никогда не наблюдал эволюционирующих часов - к сожалению, мне всё время создаваемые часы попадаются.
Это только Вам (вместе с любым ребенком) всё ясно, каким образом часы "самособираются".
Чтобы Вам не было всё "так ясно и понятно", поясняю особо - часы создаются по заранее созданному в голове человека целостному проекту. Это - не эволюция.

Цитата: "Alexy"Часы "эволюционировали" совсем по другим принципам, чем живые организмы, ибо когда делали новый вариант часов, уже приблизительно знали к какому эффекту приведет данное изменение.

Разумность изобретателя ещё не повод говорить о разумности отбора.

Эволюция техники идёт примерно по тем же принципам, что и биологическая.

''Выживают'' (становятся массовыми) те изобретения, которые нравятся потребителям и имеют спрос. Предсказать заранее эти факторы практически невозможно.

Изобретатели занимаются тем, что производят ''мутации'': конструируют тысячи всяческих механизмов, из которых только единицы оказываются ''жизнеспособны'' и эволюционируют дальше.

Цитата: "Imperor"Я Вам ответил что-то типа: "нету таких примеров в живой природе".

У некоторых архебактерий, если не ошибаюсь, нет системы гликолиза.

Относительно гликолиза - я не понимаю, почему надо так игнорировать возможность того что некоторые из стадий этого процесса - то есть переходы между какими-либо молекулами происходили самопроизвольно в первичном океане без всяких энзимов? Ну медленно - но ведь тогда и времена были иные, не быстрые в плане обмена. (зато быстрые в плане мутаций) кроме того, если какие-либо из молекул конца этого процесса имелись в первичном океане, то картина делается совершенно иной. А было ли что-то? или нет?