1。普遍的な遺伝コード:
*細菌から人間まで、すべての生きている生物は、同じ基本的な遺伝コードを使用し、DNAをタンパク質に翻訳します。この普遍性は、すべての生命が下降した共通の祖先を示唆しています。
*種全体のコードにわずかなバリエーションがありますが、それらは非常に一貫性があり、共有された起源とその後の進化を示唆しています。
2。相同タンパク質と酵素:
* 類似の構造と機能を持つタンパク質: シトクロムC(細胞呼吸に関与)やリボソームタンパク質などの多くのタンパク質は、多様な種で著しく類似した構造と機能を持っています。これは、彼らが共通の祖先から進化し、進化の歴史を通じて保存されてきたことを示唆しています。
* 類似性の程度は、進化的関係を反映しています: タンパク質配列が2つの種の間で類似しているほど、より密接に関連している可能性があります。これにより、進化時間を追跡するための分子時計が提供されます。
3。代謝経路:
* 共有生化学経路: 解糖(エネルギーのためのグルコースを分解)やクエン酸サイクルなどの基本的な代謝経路は、すべての生物で著しく類似しています。これは、彼らが人生の早い段階で進化し、それらの重要性のために保存されていることを示唆しています。
* 経路のバリエーションは、適応を反映しています: 基本的な代謝経路は共有されていますが、種間でバリエーションが存在します。たとえば、光合成生物には、特定の環境への適応を反映して、光エネルギーを利用するためのユニークな経路があります。
4。分子時計:
* 変異は比較的一定の速度で蓄積します: DNA配列の変化は、かなり予測可能な速度で発生します。これらの変異は分子時計として作用する可能性があり、科学者は2つの種が共通の祖先から分岐してから時間を推定できるようにします。
* キャリブレーションされたクロックは、時間の推定値を提供します: 異なる種のDNA配列を比較し、突然変異率を占めることにより、科学者は発散の時間を推定し、進化的関係に関する貴重な洞察を提供することができます。
5。痕跡遺伝子と偽遺伝子:
* 進化的歴史を持つ非機能遺伝子: 一部の生物は、他の種の機能性遺伝子と相同である非機能遺伝子を持っています。これらの「痕跡遺伝子」または「偽遺伝子」は、先祖で機能的であるがもはや必要ない遺伝子の残骸です。
* 遺伝子損失の証拠: これらの非機能遺伝子は、進化中の特定の機能の喪失の証拠を提供し、下降の概念を修正とともに支持します。
6。酵素の進化史:
* 既存の遺伝子からの新しい機能: 多くの場合、酵素は変異を通じて新しい機能を進化させます。酵素の構造と機能を研究することにより、科学者は進化の歴史を追跡し、新しい環境と代謝要件にどのように適応したかを理解できます。
* 酵素の進化は、変化する環境を反映しています: 異なる種の酵素の多様性は、進化を通して直面したさまざまな選択的圧力を反映しています。
結論:
生化学は、進化を理解するための強力なツールスイートを提供します。生命の分子機械の類似性と相違点を調べることにより、科学者は生命の歴史を再構築し、すべての生物の適応、多様化、および共有された祖先のプロセスを明らかにすることができます。