请问微生物中的“进化指征”的确切概念是什么?能否概括出具体的概念?网络给的东西太杂...

来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2024/12/23 08:48:06
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请问微生物中的“进化指征”的确切概念是什么?
能否概括出具体的概念?网络给的东西太杂...

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参考沈萍 微生物学 微生物进化 那一章即可.
现在都采用生物大分子尤其是16SrRNA作为标准.
虽然蛋白质、RNA和DNA等生物大分子都可以提供生物进化的信息,但并不等于所有各类大分子都广泛适用于生物系统发育的研究,大量的实验研究表明:在众多的生物大分子中,最适合于揭示各类生物亲缘关系的是rRNA,尤其是16SrRNA.16SrRNA所以被普遍公认为是一把好的谱系分析的"分子尺",这是因为:
 (1)rRNA参予生物蛋白质的合成过程,其功能是任何生物都必不可少的,而且在生物进化的漫长历程中,其功能保持不变;
 (2)在16SrRNA分子中,既含有高度保守的序列区域,又有中度保守和高度变化的序列区域,因而它适用于进化距离不同的各类生物亲缘关系的研究;
 (3)16SrRNA分子量大小适中,便于序列分析.在5SrRNA、16SrRNA、23SrRNA三种分子中,5SrRNA约含120个核苷酸,虽然它也可以作为一种信息分子加以利用,但由于其信息量小,应用上受很大限制.23SrRNA虽然它蕴藏着大量信息,但由于分子量大(约含2900个核苷酸)序列测定和分析比较工作量大,使用时难度较大.而16Sr RNA分子量大小适中(约含1540个核苷酸),含有足以广泛比较各类生物的信息量,加上rRNA 在细胞中含量大(约占细胞中RNA的90%)也易于提取;
 (4)16SrRNA普遍存在于真核生物和原核生物中(真核生物中其同源分子是18SrRNA).因此它可以作为测量各类生物进化的工具.这一点极为重要,在70年代以前,生物进化的研究之所以没有取得突破性进展,重要原因就是没有找到一把可以测量所有生物进化关系的尺子.这把"尺子"是美国学者伍斯(Carl Woese)70年代首先发现的,他用这把尺子对微生物系统发育进行了开拓性研究,发现了生命的第三种形式--古细菌.

20世纪70年代以前,生物类群间的亲缘关系主要是根据形态结构、生理生化、行为习性等表型特征以及少量的化石资料来判断它们之间的亲缘关系。
20世纪70年代以后研究为生物的系统发育,主要是分析和比较生物大分子的结构特征,特别是蛋白质、RNA和DNA这些反映生物基因组特征的分子序列,作为判断各类微生物乃至所有生物进化关系的主要特征。
为了准确确定各种生物之间的进化关系,还必须挑选恰当的大...

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20世纪70年代以前,生物类群间的亲缘关系主要是根据形态结构、生理生化、行为习性等表型特征以及少量的化石资料来判断它们之间的亲缘关系。
20世纪70年代以后研究为生物的系统发育,主要是分析和比较生物大分子的结构特征,特别是蛋白质、RNA和DNA这些反映生物基因组特征的分子序列,作为判断各类微生物乃至所有生物进化关系的主要特征。
为了准确确定各种生物之间的进化关系,还必须挑选恰当的大分子来进行序列研究。在挑选大分子时应注意以下几点:
①它必须普遍存在于所研究的各个生物类群中。如果我们所研究的是整个生命界的进化,那么所选择的分子必须在所有生物中存在,这样才便于分析和比较
②选择在各种生物中功能同源的大分子。催化不同反应的酶的氨基酸序列或者具有不同功能核酸的核苷酸序列不能进行比较,因为功能不相关的分子也意味着进化过程中来源不同,对这一类不相关分子进行比较也不期望他们会表现出序列的相似性。
所以,大分子进化的研究必须从鉴定大分子的功能开始。
③为了鉴定大分子序列的同源位置或同源区,要求所选择的分子序列必须能严格线性排列,以便进行进一步的分析比较。
④还应注意根据所比较的各类生物之间的进化距离来选择适当的分子序列。
大量的实验研究表明:在众多的生物大分子中,最适合于揭示各类生物亲缘关系的是rRNA,尤其是16SrRNA。16SrRNA所以被普遍公认是一把好的谱系分析的“分子尺”,这是因为:
①rRNA参与生物蛋白质的合成过程,其功能是任何生物都必不可少的,而且在生物进化的漫长历程中,其功能保持不变;
②在16SrRNA分子中,即含有高度保守的序列区域,又有中度保守和高度变化的序列区域,因而它适用于进化距离不同的各类生物亲缘关系的研究;
③16SrRNA相对分子质量大小适中,便于序列分析;
④16SrRNA普遍存在于真核生物和原核生物中(真核生物中其同源分子是18SrRNA)。
rRNA序列测定和分析方法分两类:寡核苷酸编目法和全序列分析法。 1.     寡核苷酸编目分析法
20世纪80年代以前的研究,主要是采用寡核苷酸编目分析法。
2.     全序列分析法
寡核苷酸编目分析法,只获得了16SrRNA分子的大约30%的序列资料,加上采用的是一种简单相似性的计算方法,所以其结果有可能出现误差,应用上受到一定限制。
随着核算序列分析技术的发展,20世纪80年代末又陆续发展了一些rRNA全序列分析方法,其中最常用的是直接序列分析法。
这种方法用反转录酶和双脱氧序列分析,可以对未经纯化的rRNA抽提物进行直接的序列测定。

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