vault backup: 2026-01-12 20:45:31
This commit is contained in:
@@ -0,0 +1,341 @@
|
||||
Evolution ur ett
|
||||
biokemisk perspektiv
|
||||
Föreläsningar för läkarprogrammets termin 1
|
||||
Litteratur:
|
||||
Detta föreläsning
|
||||
Berg kap 6
|
||||
|
||||
Evolution ur ett
|
||||
biokemisk perspektiv
|
||||
-
|
||||
|
||||
Historien bakom evolution som koncept
|
||||
Mekanismer och drivkrafter för evolutionen
|
||||
Livets utveckling
|
||||
Tillämpningar (Fylogenetik, multiple sequence alignements,
|
||||
strukturbestämning, karcinogenes, metagenomik, etc..)
|
||||
|
||||
Nothing in Biology Makes Sense Except in the Light of Evolution
|
||||
Theodosius Dobzhanszy, The American Biology Teacher Vol. 35, 1973
|
||||
|
||||
Här började det:
|
||||
|
||||
Och nu är vi här:
|
||||
|
||||
Historien bakom EVOLUTION som Koncept
|
||||
|
||||
Samlare och katalogisering
|
||||
|
||||
Lade grunden till den moderna
|
||||
nomenklaturen inom biologin
|
||||
och den moderna systematiken,
|
||||
som grupperar växter och djur,
|
||||
osv.
|
||||
|
||||
Växtgeografins fader
|
||||
Carl von Linné, 1775
|
||||
|
||||
Alexander von Humboldt, 1843
|
||||
Source: wikipedia
|
||||
|
||||
Historien bakom Evolution som Koncept
|
||||
|
||||
Banbrytande insikter
|
||||
On the Perpetuation of Varieties
|
||||
and Species by Natural
|
||||
Means of Selection, 1858
|
||||
|
||||
Jean-Baptiste de Lamarck
|
||||
Philosophie Zoologique, 1809
|
||||
|
||||
On the Origin of Species by
|
||||
Means of Natural Selection,
|
||||
1871
|
||||
Charles Darwin
|
||||
Source: Cambridge University Library
|
||||
|
||||
On the Tendency of Varieties to
|
||||
depart indefinitely from the
|
||||
Original Type, 1858
|
||||
|
||||
Source: https://app.emaze.com/@ALFWLCFC/evolution-of-the-giraffe#1
|
||||
|
||||
Alfred Russel Wallace
|
||||
|
||||
Source: wikipedia
|
||||
|
||||
Historien bakom Evolution som Koncept
|
||||
|
||||
Darwin´s tree of life,
|
||||
|
||||
Darwin´s finches
|
||||
|
||||
1837
|
||||
|
||||
Source: national geographics, wikipedia
|
||||
|
||||
Historien bakom Evolution som Koncept
|
||||
|
||||
Två huvudprincipier:
|
||||
• Variation i en population skapas genom processer som ökar
|
||||
mångfalden i en genpool.
|
||||
• Naturligt urval. Individer har olika sannolikhet att överleva
|
||||
|
||||
beroende på vilka ärftliga egenskaper de har. ‘Survival of the
|
||||
fittest’.
|
||||
|
||||
Historien bakom Evolution som Koncept
|
||||
|
||||
Banbrytande insikter
|
||||
Versuche über Pflanzenhybride,
|
||||
1865
|
||||
Den första teorin om hur egenskaper
|
||||
nedärvs genom att anlag slumpmässigt
|
||||
kombineras i avkomman.
|
||||
|
||||
Gregor Mendel
|
||||
|
||||
Source: wikipedia
|
||||
|
||||
Livets enhet
|
||||
Dom mesta livsformer vi känner till är väldigt lika på ett grundläggande plan:
|
||||
1. Arvsmassan är alltid kodad i nukleotidpolymerer (RNA eller DNA)
|
||||
2. Arvsmassan är alltid översatt från tre kvävebas-kodoner i RNA till
|
||||
polypeptider med olika aminosyror
|
||||
3. Den grundläggande metabolismen är nästan identisk i alla livsformer
|
||||
|
||||
4. ATP är den cellulära energivalutan i alla livsformer
|
||||
5. Alla organismer använder co-faktorer i sina enzymer
|
||||
|
||||
Livets ursprung på jorden hände en gång i tiden och
|
||||
alla livsformer är släkta med varandra.
|
||||
|
||||
Man is but a worm
|
||||
|
||||
Source: wikipedia
|
||||
|
||||
Historien bakom Evolution som Koncept
|
||||
Två huvudprincipier:
|
||||
• Variation i en population skapas genom processer som ökar
|
||||
mångfalden i en gen pool.
|
||||
|
||||
• Naturligt urval. Individer har olika sannolikhet att överleva och
|
||||
att fortplanta sig beroende på vilka ärftliga egenskaper de har.
|
||||
‘Survival of the fittest’.
|
||||
|
||||
Variation i en genpool:
|
||||
-
|
||||
|
||||
Mutationer i gameter (~2.5×10−8 per bas per
|
||||
generation, ungefär 60 mutationer per generation)
|
||||
|
||||
a. feler på replikationen
|
||||
b. kemisk modifiering
|
||||
c. transposon flytt, translokation
|
||||
d. etc.
|
||||
-
|
||||
|
||||
Genetisk rekombination
|
||||
a. interchromosomal
|
||||
b. intrachromosomal
|
||||
|
||||
-
|
||||
|
||||
Förändringarna i ploiditet
|
||||
|
||||
Alla dessa variationer är inte riktade
|
||||
|
||||
Naturligt urval:
|
||||
Naturligt urval innebär att
|
||||
individer/celler/organismer/etc med
|
||||
egenskaper som gör att de är bättre
|
||||
anpassade till den aktuella miljön oftare
|
||||
överlever och kan fortplanta sig, vilket gör att
|
||||
dessa egenskaper tenderar att vara de som
|
||||
sprider sig till kommande generationer.
|
||||
Detta möjliggör att nya nischar utnyttjas och
|
||||
att organismer får en selekterbar fördel
|
||||
gentemot andra (celler/organismer/etc.).
|
||||
|
||||
Survival of the fittest
|
||||
|
||||
Livets utveckling “origin of life” - hur gick det till?
|
||||
|
||||
Miller-Urey-experimentet:
|
||||
Enkla organiska molekyler kan
|
||||
bildas från enkla reaktanter
|
||||
|
||||
Man har vissa rön som tyder på att
|
||||
livets evolution kan ha ägt rum kring
|
||||
hydrotermala öppningar på havets
|
||||
botten.
|
||||
|
||||
Endosymbiosis och mitokondrierna
|
||||
|
||||
Nyttjan för en biokemist att förstå
|
||||
|
||||
principier bakom evolution
|
||||
- Fylogenetisk systematik: Nya sekvenseringsmetoder leder till att
|
||||
man förstår bättre hur organismer/proteiner är släckt med
|
||||
varandra och hur funktioner/celler/etc har utvecklats
|
||||
- Strukturbiologi: Storskalig analys av aminosyrasekvens mot kända
|
||||
proteinstruktur möjliggör att förutsäga med hög precision
|
||||
strukturen från nya proteinsekvenser
|
||||
- Storskalig sekvensering leder till upptäckt av släktträd och länge
|
||||
sedan utdöda arter
|
||||
|
||||
- o.s.v………
|
||||
|
||||
Fylogenetisk systematik
|
||||
• Kladistik, även fylogenetisk
|
||||
systematik, är en vetenskaplig
|
||||
metod som används främst vid
|
||||
studier av evolutionära
|
||||
frågeställningar om släktskap
|
||||
och utveckling av arter och
|
||||
egenskaper inom biologin.
|
||||
|
||||
A och B är fylogenetiskt ”närmare” än C
|
||||
|
||||
Willi Hennig, 1950
|
||||
|
||||
Grenens längd och position visar de statistiskt
|
||||
mest sannolika sambanden mellan de olika
|
||||
organismer
|
||||
Varje gren indicerar en ny karaktär
|
||||
Source: wikipedia
|
||||
|
||||
Sekvensanalys för Cytochrom c
|
||||
MGDVEKGKKI FIMKCSQCHT VEKGGKHKTG PNLHGLFGRK TGQAPGYSYT
|
||||
AANKNKGIIW GEDTLMEYLE NPKKYIPGTK MIFVGIKKKE ERADLIAYLK
|
||||
KATNE
|
||||
|
||||
Macaca mulatta
|
||||
99% sekvensidentitet
|
||||
I59T
|
||||
|
||||
Rattus norvegicus
|
||||
91.4% sekvensidentitet
|
||||
I12V
|
||||
M13Q
|
||||
S16A
|
||||
P45A
|
||||
Y47F
|
||||
A51D
|
||||
I59T
|
||||
V84A
|
||||
E90G
|
||||
|
||||
Callorhinchus milii
|
||||
91.4% sekvensidentitet
|
||||
I12V
|
||||
M13Q
|
||||
S16A
|
||||
P45A
|
||||
Y47F
|
||||
A51D
|
||||
I59T
|
||||
V84A
|
||||
E90G
|
||||
|
||||
Sekvens Cyt c hos oss
|
||||
(105 amino acids)
|
||||
|
||||
Otolemur garnettii
|
||||
86.7% sekvensidentitet
|
||||
I12V
|
||||
G2S
|
||||
M13Q V4I
|
||||
S16A E22D
|
||||
P45A I86V
|
||||
Y47F A97D
|
||||
A51D
|
||||
I59T
|
||||
V84A
|
||||
E90G
|
||||
|
||||
Multiple sequence
|
||||
alignments (MSA)
|
||||
|
||||
Chymotrypsin
|
||||
|
||||
(A) Spodoptera exigua, (B)
|
||||
Tenebrio molitor, (C) Lygus
|
||||
hesperus, (D) Periplaneta
|
||||
americana, (E) Aedes aegypti
|
||||
and (F) Mus musculus.
|
||||
|
||||
Tree of life
|
||||
DOMAIN: EUKARYOTA
|
||||
|
||||
DOMAIN: ARCHAEA
|
||||
|
||||
DOMAIN: BACTERIA
|
||||
|
||||
DOMAIN: EUKARYOTA
|
||||
DOMAIN: EUKARYOTA
|
||||
Pennisi E. 2015. Science doi: 10.1126/science.aad4597
|
||||
|
||||
Multiple sequence alignments hjälper
|
||||
proteinstrukturbiologi
|
||||
Highly accurate protein structure prediction with AlphaFold. Nature 2021, Nobelpris I kemi 2025
|
||||
|
||||
Fylogenetik inom cancerbehandling
|
||||
• Cancerceller har utvecklats från
|
||||
en normal cell
|
||||
• ”Somatic evolution in cancer”
|
||||
• Man kan följa dessa steg på
|
||||
DNA-sekvensnivå
|
||||
|
||||
Fylogenetisk systematik inom arkeologin
|
||||
|
||||
Denisova Cave bone fragment
|
||||
DNA-extraktion från fingerbensfragment av
|
||||
en ung kvinna som levde för cirka 41 000 år sedan
|
||||
Sekvensering
|
||||
Sammansättning av genom
|
||||
Analys
|
||||
|
||||
DNA-sekvenserna visade att denna individ kom från en tidigare okänd grupp av en utdöd
|
||||
människoart som nu kallas Denisovan. Tillsammans med sin systergrupp neandertalarna är
|
||||
denisovaner de närmaste, men utdöda, släktingarna till oss människor.
|
||||
Reich , D. et al.: Genetic history of an archaic hominin group from Denisova Cave in Siberia. Nature 2010 23;468(7327):1053-60.
|
||||
|
||||
Source: wikipedia
|
||||
|
||||
https://www.youtube.com/watch?v=FXgW1WZV0rc
|
||||
|
||||
Vart kommer vi från?
|
||||
|
||||
Homo sapiens’ evolution och begränsningar i den
|
||||
centrala evolutionsteorin enligt Darwin
|
||||
Varför dog Neanterthaler och Denisovaner ut, eller
|
||||
varför tog Homo sapiens över?
|
||||
Vår art hade en särskilt väg i evolutionen:
|
||||
- Neanterthaler hade överlägsen kraft och större hjärnor än
|
||||
Homo sapiens!
|
||||
- Men Homo sapiens slutliga utveckling hände inte med
|
||||
mekanismer enligt darwinistiska principer (”Survival of the
|
||||
fittest”), tvärtom tyder nyaste rön på att vi utvecklades
|
||||
med mekanismer som man kan sammanfatta med
|
||||
självdomesticering, då individernas samarbetsförmåga
|
||||
var allra viktigast (” Survival of the Friendliest”)
|
||||
- Vår samlade förmåga blev starten för alla kulturella
|
||||
revolutioner, där andra människoarter inte kunde hänga
|
||||
med.
|
||||
Survival of the Friendliest: Homo sapiens Evolved via Selection for Prosociality. Hare B.
|
||||
Annu Rev Psychol. 2017 Jan 3;68:155-186. doi: 10.1146/annurev-psych-010416-044201.
|
||||
The Origins and Psychology of Human Cooperation. Henrich J, Muthukrishna M. Annu
|
||||
Rev Psychol. 2021 Jan 4;72:207-240. doi: 10.1146/annurev-psych-081920-042106.
|
||||
|
||||
Evolution ur ett
|
||||
biokemisk perspektiv
|
||||
-
|
||||
|
||||
Historien bakom evolution som koncept
|
||||
Mekanismer och drivkrafter för evolutionen
|
||||
Livets utveckling
|
||||
Tillämpningar (Fylogenetik, multiple sequence alignements,
|
||||
strukturbestämning, förstå karcinogenes, metagenomik, etc..)
|
||||
|
||||
|
||||
Reference in New Issue
Block a user