O nouă teorie privind evoluţia vieţii la nivel fundamental

Oamenii de știință au propus o nouă teorie promițătoare privind evoluția moleculară. Aceasta ar putea schimba radical actuala concepţie privind modul cum se schimbă în timp proteinele.

În urma unui studiu realizat în colaborare de cercetătorii de la Anschutz Medical Campus al Colorado University şi cercetătorii de la University College din Londra, oamenii de ştiinţă au propus o nouă teorie privind evoluţia moleculară. Cu ajutorul acesteia evoluţia moleculară poate fi analizată folosind principii din domeniul mecanicii statistice, ceea ce oferă o nouă perspectivă asupra transformărilor prin care trec proteinele.

„Această abordare se bazează pe înţelegerea proteinelor ​​sub forma unor sisteme integrate”.

„Mult prea des ignorăm interacţiunile dintre diferitele părţi ale proteinei, deşi ştim că modificările dintr-o parte a proteinei afectează schimbările viitoare din alte părţi ale acesteia. Se pare că acest lucru este foarte important pentru înţelegerea modului cum evoluează aceste molecule”, a declarat Richard Goldstein, coautor al studiului.

O reprezentare a structurii 3D, în formă de panglică, a proteinei TIM (triozo-fosfat-izomeraza), care are un rol important în producerea de energie. Credit: Jane Richardson

Diferiţi factori, precum structura, funcția și stabilitatea proteinelor, determină dacă mutațiile din molecule se păstrează sau sunt eliminate.

Schimbările survenite la nivelul aminoacizilor din proteine determină o anumită evoluţie a proteinelor, iar noul studiu al oamenilor de ştiinţă a stabilit că este posibil să se prevadă cât de des s-ar putea produce aceste transformări pe baza anumitor proprietăți biochimice.

„A fost o adevărată surpriză.

Teoria noastră ţine cont de efectele binecunoscute asupra populaţiei genetice, cum ar fi intensitatea selecţiei şi dimensiunea efectivă a populaţiei, care au condus la obţinerea unor ecuaţii care prezic rata evoluţiei moleculare”, a explicat David Pollock, un coautor al studiului.

Rezultatele acestui proiect de cercetare ar putea soluţiona unele problemele cu care se confruntă oamenii de ştiinţă care încearcă să înţeleagă evoluţia moleculară. Modelele standard utilizate pentru a explora relațiile dintre diferitele specii au generat diferite probleme, mai ales atunci când acestea au fost aplicate pentru reconstruirea unor evenimente evolutive majore.

Astfel, oamenii de ştiinţă au constatat că modelele de convergență moleculară variază de-a lungul timpului, ceea ce sugerează existenţa unor transformări evolutive la nivelul proteinelor.

„Se bănuieşte că acest lucru se întâmplă deoarece aminoacizii se adaptează condiţiilor existente în diferite zone ale proteinei​. Cu toate acestea, nu am putut explica cu precizie de ce se întâmplă acest lucru sau dacă acest proces se produce cu regularitate”, a declarat Goldstein.

Din fericire, prin utilizarea unor concepte din mecanica statistică, cercetătorii au stabilit că desfacerea lanţurilor de aminoacizi are un rol cheie în divergența evolutivă. Ca urmare, s-a descoperit că modul de pliere a lanţurilor de aminoacizi şi gradul de variabilitate al acestui proces condiţionează evoluția proteinei.

Acest studiu i-ar putea convinge pe oamenii de ştiinţă să efectueze şi alte cercetări cu privire la cum se schimbă moleculele în timp. De asemenea, studiul poate ajuta la înţelegerea modului cum acţionează genele în corpul uman, cum se poate prezice apariţia divergenței evolutive și cum se produc mutaţiile genetice dăunătoare.

Sursă: Futurism