Книга: Логика случая. О природе и происхождении биологической эволюции
Мультидоменные белки и сложность связей ортологов
<<< Назад Древние гены составляют в геноме большинство и имеют отчетливую эволюционную судьбу |
Вперед >>> Контраст между эволюционной пластичностью генома и стабильностью индивидуальных генов |
Мультидоменные белки и сложность связей ортологов
В этой главе основной упор делается на рассмотрении взаимосвязи между стабильностью и изменчивостью в ходе эволюции. В настоящем разделе мы сосредоточим внимание на отдельных элементах белковой структуры, доменах и мультидоменной организации многих белков (Doolittle, 1995). Таким образом, мы заглянем по другую сторону генной эволюции, которая противостоит стабильности ортологичных линий, отмеченной ранее, и дополняет ее. Домен – центральное понятие в исследовании белков, и определение ему можно дать по меньшей мере на двух уровнях. По первому определению, домены представляют собой компактные элементы белковой структуры с характерными размерами около ста аминокислотных остатков. В этой главе нас интересуют родственные связи геномов, в частности ортология, поэтому необходимости рассматривать структурные элементы нет. Второе определение доменов относится к компактным единицам эволюции, которые могут охватывать один или несколько структурных элементов; здесь нас интересуют именно такие эволюционные домены.
![Мультидоменные белки и сложность связей ортологов](https://ours-nature.ru/new_site/img/2862322221/i_013.png)
Рис. 3–4. Уровень покрытия КОГ в геномах архей и бактерий. Полные наборы белков в 20 отобранных геномах бактерий (показаны черным) и 10 геномах архей (показаны серым), отнесенные к КОГ (Tatusov et al., 2003). Применялся метод COGNITOR (Makarova et al., 2007b)
![Мультидоменные белки и сложность связей ортологов](https://ours-nature.ru/new_site/img/2862322221/i_014.png)
Рис. 3–5. Разнообразие мультидоменной архитектуры гомологичных белков. На схеме сравнивается доменная архитектура двух паралогичных наборов древних и функционально незаменимых для всех организмов ортологичных белков: тирозил-тРНК синтетазы (TyrRS) и триптофанил-тРНК синтетазы (TrpRS). Каждый домен обозначен своей собственной геометрической формой (по Wolf et al., 1999a).
Мультидоменные белки обнаружены у всех форм жизни, но особенно характерны для сложных многоклеточных эукариот (Koonin et al., 2000a; Koonin et al., 2000b). Доменная архитектура этих белков демонстрирует различную степень эволюционной пластичности. Изменчивость особенно выражена у белковых архитектур, включающих так называемые «неразборчивые домены» (promiscuous domains), имеющие склонность к слиянию с разнообразными другими доменами (Basu et al., 2009). Разнообразная мультидоменная архитектура белков запутывает понятие ортологии. Считается, что в ходе долгой эволюции ортологичные гены сохраняют свою уникальность, в том числе функциональную (имеют одну и ту же эволюционную историю). Однако это правило нарушается в тех случаях, когда гены, казалось бы подпадающие под определение ортологии (см. табл. 3–1), меняют доменную архитектуру (см. рис. 3–5): в этих случаях лишь части соответствующих белков в разных организмах имеют одну и ту же эволюционную историю и выполняют одни и те же функции (хотя второе и не может быть гарантировано, поскольку взаимодействие доменов вполне может иметь существенные функциональные последствия).
<<< Назад Древние гены составляют в геноме большинство и имеют отчетливую эволюционную судьбу |
Вперед >>> Контраст между эволюционной пластичностью генома и стабильностью индивидуальных генов |
- Поразительное разнообразие геномов
- Древние гены составляют в геноме большинство и имеют отчетливую эволюционную судьбу
- Мультидоменные белки и сложность связей ортологов
- Контраст между эволюционной пластичностью генома и стабильностью индивидуальных генов
- Геномные ландшафты: распределение эволюционных ограничений по разным классам сайтов в геноме
- Глава 5. Мощность и сложность
- «Несократимая сложность»
- Эволюционная энтропия и сложность
- Оптимизация генома в качестве основного пути эволюции и сложность как геномный синдром
- Дарвиновский глаз, нередуцируемая сложность, экзаптация и конструктивная нейтральная эволюция
- 795. В чем состоит сложность глубоководных погружений водолазов?
- Сложность положения России