ВВЕДЕНИЕ Молекулярная эволюция – это наука, изучающая

ВВЕДЕНИЕ
Молекулярная эволюция – это наука, изучающая изменения
генетических макромолекул (ДНК, РНК, белков) в процессе эволюции,
закономерности и механизмы этих изменений, а также реконструирующая
эволюционную историю генов и организмов.
Молекулярная эволюция включает в себя две области исследований:
эволюцию генетических макромолекул и молекулярную филогению. Под
изучением эволюции макромолекул принято понимать исследование типов и
скоростей изменений, происходящих в генетическом материале (ДНК), а
также созданных на его основе белков, и механизмов, ответственных за эти
изменения. Вторая область - молекулярная филогения изучает
эволюционную историю организмов и макромолекул, получаемую на основе
молекулярных данных.
Может показаться, что эти 2 области исследований совершенно
независимы друг от друга, поскольку целью первой является установление
причин и следствий эволюционных изменений в молекулах, тогда как вторая
использует эти молекулы просто как средство для восстановления
биологической истории организмов и их генетических составляющих.
Однако на практике эволюция макромолекул и молекулярная филогения
тесно связаны и прогресс в одном из этих разделов молекулярной эволюции
способствует исследованиям в другом. Например, знание филогении
необходимо для определения последовательности изменений в изучаемых
молекулах. И наоборот, знание способов и темпов изменений изучаемой
молекулы необходимо для восстановления эволюционной истории группы
организмов.
Возникновение и развитие молекулярной эволюции связано с
появлением большого количества экспериментальных данных и разработкой
новых
теоретических
методов.
Так,
первые
аминокислотные
последовательности были расшифрованы в 50-е годы прошлого столетия,
нуклеотидные последовательности – в 60-е, а к настоящему времени
крупнейшие международные банки данных содержат сведения примерно об
одном миллиарде секвенированных нуклеотидов (~1,6 млн. генов и их
фрагментов) и об аминокислотных последовательностях миллионов белков.
Изучение молекулярной эволюции базируется на двух дисциплинах:
популяционной генетике и молекулярной биологии. Популяционная генетика
дает теоретическую базу для изучения эволюционных процессов, а
молекулярная биология предоставляет опытные данные. Поэтому для
понимания молекулярной эволюции необходимо знать основы теории
популяционной генетики и молекулярной биологии.
В данном учебном пособии рассмотрены основные методы
молекулярной эволюции и филогенетики. Пособие состоит из пяти глав,
содержащих краткое описание теоретических аспектов рассматриваемых
методов и примеров их использования.
Первая глава посвящена методам изучения эволюционных изменений
аминокислотных последовательностей, с использования которых обычно
начинаются исследования в молекулярной эволюции. Во второй главе
рассмотрены методы изучения эволюционных изменений нуклеотидных
последовательностей ДНК и РНК. Методы, предназначенные для анализа
происходящих синонимичных и несинонимичных замен, а также основанные
на них селекционные тесты детально описаны в главах 3 и 4, соответственно.
В пятой главе охарактеризованы методы молекулярной филогении.
Необходимость настоящего издания вызвана отсутствием в Беларуси
достаточной информации о методах молекулярной эволюции и
филогенетики. Данное пособие предназначено для ознакомления аспирантов,
преподавателей и студентов медицинских ВУЗов Республики Беларусь с
основными принципами тех методов, которыми пользуются исследователи
при изучении эволюционных изменений последовательностей нуклеиновых
кислот и белков.