Hvordan fungerer strukturerne af makromolekyler som en indeksrelateret mellem arter?

Strukturerne af makromolekyler, specifikt proteiner og nukleinsyrer, kan faktisk fungere som et indeks for relaterethed mellem arter. Dette skyldes, at strukturen af disse molekyler er direkte relateret til deres funktion, og ændringer i deres struktur kan have betydelige konsekvenser for deres funktion.

Sådan fungerer det:

* Evolutionær historie: Efterhånden som arter afviger fra en fælles stamfar, akkumuleres deres makromolekyler mutationer. Disse mutationer kan være neutrale, gavnlige eller skadelige.

* Selektivt pres: De mutationer, der er gavnlige for organismenes overlevelse og reproduktion, er mere tilbøjelige til at blive overført til kommende generationer. Denne proces, kaldet naturlig selektion, fører til gradvis ophobning af ændringer i makromolekylstruktur over tid.

* Lighed som et tegn på relaterethed: Jo mere ens makromolekylstrukturer er mellem to arter, jo for nylig delte de en fælles stamfar. Omvendt, jo mere forskellige strukturer er, jo mere fjernt beslægtede de er.

Eksempler:

* Proteiner: Aminosyresekvenserne af proteiner kan sammenlignes for at bestemme, hvor tæt beslægtede to arter er. For eksempel findes cytochrome C -proteinet, der er involveret i cellulær respiration, i næsten alle levende organismer. Sammenligning af aminosyresekvenserne af cytochrome C i forskellige arter kan afsløre deres evolutionære forhold.

* DNA: Sekvensen af nukleotider i DNA kan også bruges til at bestemme relaterethed. Dette er grundlaget for DNA -stregkodning, der bruger et specifikt genregion til at identificere og klassificere arter.

Begrænsninger:

* evolutionsrate: Hastigheden for evolutionær ændring i makromolekyler kan variere meget mellem arter og mellem forskellige dele af et molekyle. Dette kan gøre det vanskeligt at nøjagtigt vurdere relaterethed baseret på makromolekylstruktur alene.

* konvergent evolution: Nogle gange kan ikke -relaterede arter udvikle lignende makromolekylstrukturer på grund af lignende miljøpres eller funktionelle krav. Dette fænomen, kaldet konvergent evolution, kan gøre det vanskeligt at skelne mellem sand relaterethed og delte tilpasninger.

generelt:

Mens makromolekylstruktur ikke er den eneste faktor, der bruges til at bestemme relaterethed, er det et kraftfuldt værktøj til at forstå evolutionær historie. Ved at sammenligne strukturer af makromolekyler kan forskere opbygge et billede af, hvordan livet på jorden har udviklet sig over tid.