分子時計は、生体分子とその製品が進化の時期に比較的一定の速度で変化する現象です。この概念は、DNAやタンパク質などの生体分子の変化の速度を使用して、2つの種または集団が共通の祖先から分岐したために経過した時間を推定できることを意味します。
分子時計の原理は、遺伝的変異の概念に根ざしています。時間が経つにつれて、変異は生物のDNA配列に蓄積します。突然変異率が系統内で比較的一定のままである場合、2つの種または集団の間で観察される遺伝的発散の量を使用して、進化的分離または発散時間を推定できます。
分子時計の主要な側面には次のものがあります。
1。キャリブレーション ：
分子時計の精度は、キャリブレーションに依存しています。研究者は、古生物学的または地質学的記録から得られた既知の発散時間を持つよく研究された生物を使用しています。これらのキャリブレーションポイントは、分子進化の速度と時間の経過との関係を確立するために使用されます。
2。恒常性 ：
分子時計は、時間の経過とともに比較的一定の進化率を想定しています。この仮定は必ずしも真実ではなく、自然選択、遺伝的ドリフト、環境条件の変化などの要因により、進化速度が変動する可能性があります。
3。分子マーカーの選択 ：
ゲノム内の異なる領域または遺伝子は、さまざまな速度で進化する可能性があります。したがって、研究に適した分子マーカーを選択することが不可欠です。一般的に使用される分子マーカーには、ミトコンドリアDNA、核DNA、または定常変異速度を示す特定の遺伝子が含まれます。
4。飽和の補正 ：
遺伝的変化が時間の経過とともに蓄積するにつれて、一部の分子マーカーは飽和状態になる可能性があります。つまり、新しい変異を観察できず、進化距離の過小評価につながります。飽和を考慮し、分子年代測定の精度を高めるために補正が適用されます。
アプリケーション ：
分子時計には、進化生物学、古生物学、考古学、および医学に広範な用途があります。以下に、その用途の例をいくつか紹介します。
- 進化的関係の推定 ：分子時計は、さまざまな種や集団の進化的関係と発散時間を決定するのに役立ちます。この情報は、系統樹を構築し、地球上の生命の歴史を理解するために不可欠です。
- 人間の進化とデート ：分子時計は、人間とチンパンジーやネアンデルタールなどの進化的な祖先との間の発散時間を推定する上で重要な役割を果たしてきました。
- フォレンジック調査 ：分子時計は、DNAの分解に基づいて死以来の時間を推定するために法医学研究で使用されます。
- 医学研究 ：分子時計は、病原体の進化、病気の起源、または薬剤耐性の発達を研究するのに役立ちます。
- 考古学的デート ：分子時計データは、保存された有機材料を含む古代の標本または考古学的アーティファクトの時代に関する洞察を提供できます。
全体として、分子時計は、進化のタイムラインを研究し、時間の経過とともに種の遺伝的発散を理解するための貴重な情報を提供します。生体分子の段階的な変化を分析し、適切なキャリブレーション方法を適用することにより、研究者は過去を覗き込み、私たちの地球上の生活の歴史を解明することができます。
