Πώς η δομή των μακρομορίων όπως οι πρωτεΐνες δρουν μια συγγένεια δείκτη μεταξύ των ειδών;
* πρωτεΐνες ως προϊόντα γονιδίων: Οι πρωτεΐνες κωδικοποιούνται από γονίδια και τα γονίδια υπόκεινται σε μεταλλάξεις με την πάροδο του χρόνου. Αυτές οι μεταλλάξεις μπορούν να μεταβάλουν την αλληλουχία αμινοξέων μιας πρωτεΐνης, η οποία με τη σειρά του μπορεί να επηρεάσει τη δομή και τη λειτουργία της.
* Η δομική ομοιότητα αντικατοπτρίζει την καταγωγή: Τα είδη που σχετίζονται στενά μεριδίων μειώνονται έναν πιο πρόσφατο κοινό πρόγονο. Αυτό σημαίνει ότι είχαν λιγότερο χρόνο για να συσσωρεύονται μεταλλάξεις στα γονίδιά τους, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που κωδικοποιούν πρωτεΐνες. Ως εκ τούτου, οι πρωτεΐνες τους είναι πιθανό να έχουν περισσότερες παρόμοιες δομές.
* Συγκριτική ανάλυση: Συγκρίνοντας τις πρωτεϊνικές δομές διαφορετικών ειδών, οι επιστήμονες μπορούν να εντοπίσουν ομοιότητες και διαφορές. Αυτές οι συγκρίσεις μπορούν να αποκαλύψουν τις εξελικτικές σχέσεις και να βοηθήσουν στην οικοδόμηση φυλογενετικών δέντρων, τα οποία είναι διαγράμματα που απεικονίζουν την εξελικτική ιστορία των οργανισμών.
Παραδείγματα του τρόπου με τον οποίο η δομή της πρωτεΐνης μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως δείκτης συγγένειας:
* Cytochrome C: Αυτή η πρωτεΐνη εμπλέκεται στην κυτταρική αναπνοή και βρίσκεται σε ένα ευρύ φάσμα οργανισμών. Η αλληλουχία αμινοξέων του κυτοχρώματος C ποικίλλει μεταξύ των ειδών, αλλά η συνολική δομή είναι πολύ παρόμοια. Αυτή η ομοιότητα υποδηλώνει ότι το Cytochrome C εξελίχθηκε νωρίς στην ιστορία της ζωής και έχει διατηρηθεί σε πολλές διαφορετικές γενεές.
* Αιμοσφαιρίνη: Αυτή η πρωτεΐνη είναι υπεύθυνη για τη μεταφορά οξυγόνου στο αίμα. Η δομή της αιμοσφαιρίνης είναι πολύ παρόμοια στα θηλαστικά, αλλά διαφέρει ελαφρώς σε άλλα σπονδυλωτά. Αυτή η διαφορά μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να συναχθεί οι εξελικτικές σχέσεις μεταξύ διαφορετικών ομάδων σπονδυλωτών.
Περιορισμοί:
* Convergent Evolution: Μερικές φορές, δύο είδη μπορεί να εξελίσσουν παρόμοιες πρωτεϊνικές δομές ανεξάρτητα λόγω παρόμοιων περιβαλλοντικών πιέσεων. Αυτό ονομάζεται συγκλίνουσα εξέλιξη και μπορεί να δυσκολευτεί να διαπιστωθεί εάν μια ομοιότητα οφείλεται στην κοινή καταγωγή ή τη συγκλίνουσα εξέλιξη.
* Τιμή εξέλιξης: Διαφορετικές πρωτεΐνες εξελίσσονται με διαφορετικούς ρυθμούς. Ορισμένες πρωτεΐνες είναι πιο συντηρημένες από άλλες, πράγμα που σημαίνει ότι αλλάζουν πολύ αργά με την πάροδο του χρόνου. Αυτό μπορεί να δυσχεράνει τη σύγκριση δομών πρωτεϊνών από είδη που είναι πολύ μακρινά.
Συμπερασματικά, ενώ υπάρχουν περιορισμοί, η ανάλυση δομής πρωτεϊνών είναι ένα ισχυρό εργαλείο για την κατανόηση των εξελικτικών σχέσεων. Όσο πιο παρόμοια οι δομές πρωτεΐνης είναι μεταξύ δύο ειδών, τόσο πιο στενά είναι πιθανό να είναι.
