Hvordan beviser komparativ biokemi evolution?

1. Ligheder i biomolekyler:

* Proteiner: Organismer, der deler en fælles stamfar, udviser ligheder i deres proteinstrukturer og aminosyresekvenser. Jo mere ens proteiner er, desto nærmere beslægtes organismerne. For eksempel findes cytochrome C, et protein involveret i cellulær respiration, i næsten alle levende ting. Sammenligning af aminosyresekvenserne af cytochrome C på tværs af forskellige arter afslører et klart mønster af evolutionære forhold.

* DNA: Selve den genetiske kode med dens anvendelse af fire nukleotidbaser (A, T, C, G) er bemærkelsesværdigt konsistent på tværs af alle livsformer. Desuden kan sekvensen af DNA, især i ikke-kodende regioner, bruges til at spore evolutionære linjer. Jo mere ens DNA -sekvenser er, desto nærmere beslægtes organismerne.

* RNA: Brugen af RNA som messenger -molekyle til proteinsyntese er universel i alle levende organismer, hvilket yderligere antyder en fælles stamfar.

* Metabolske veje: Organismer deler grundlæggende metaboliske veje, såsom glycolyse og Krebs -cyklus, hvilket antyder en fælles oprindelse.

2. Molekylære ure:

* mutationer: DNA akkumulerer mutationer over tid med en relativt konstant hastighed. Ved at sammenligne antallet af mutationer i et bestemt gen mellem to arter kan forskere estimere, hvor længe siden de divergerede fra en fælles stamfar. Dette er kendt som "Molecular Clock" -konceptet.

* ændringshastighed: Mens den samlede mutationshastighed kan estimeres, er det vigtigt at bemærke, at forskellige gener udvikler sig i forskellige hastigheder. Nogle gener er under stærkt selektivt pres og ændrer sig langsomt, mens andre er mere fleksible og udvikler sig hurtigt. Disse oplysninger er afgørende for nøjagtigt at fortolke molekylære ure.

3. Phylogenetiske træer:

* opbygning af evolutionære forhold: Biokemikere bruger komparative data til at opbygge fylogenetiske træer, som er visuelle repræsentationer af evolutionære forhold. Ved at analysere ligheder og forskelle i biomolekyler kan de skabe et forgreningsmønster, der afspejler livets evolutionære historie.

Eksempler:

* mennesker og chimpanser: Mennesker og sjimpanser deler 98% af deres DNA, en slående lighed, der stærkt understøtter deres nære evolutionære forhold.

* Evolutionære forhold: Ved at sammenligne proteiner og DNA fra forskellige organismer har forskere været i stand til at etablere de evolutionære forhold mellem alle livsformer, fra bakterier til mennesker. Dette har ført til udviklingen af "livets træ", der viser forgreningsmønsteret for evolution.

Konklusion:

Sammenlignende biokemi giver overbevisende bevis for evolution ved at afsløre:

* Delte molekylære træk, der peger på en fælles stamfar.

* Evolutionære forhold mellem organismer gennem molekylære ure og fylogenetiske træer.

* Evolutionens dynamiske karakter, hvor mutationer akkumuleres over tid og fører til diversificering af livet.