Zegar molekularny
można go użyć do określenia czasu, w którym nastąpiła dywergencja wyjściowej sekwencji (czasu rozdziału dwóch gatunków);
ponieważ uniwersalny zegar nie istnieje, bardzo ważna jest kalibracja;
Hipoteza zegara molekularnego (lata 60):
'Podstawienia nukleotydowe (lub aminokwasowe) zachodzą w stałym tempie.' Oznacza to,
że stopień zróżnicowania dwóch sekwencji może być użyty do wyznaczenia czasu dywergencji sekwencji wyjściowej.
Trzeba wykalibrować zegar: należy określić jakiej liczby podstawień nukleotydowych spodziewamy się dla okresu miliona lat. Kalibracji dokonuje się zwykle na podstawie materiału kopalnego.
Przykład:
Ostatni wspólny przodek człowieka i orangutana żył 13 mln lat temu. Aby skalibrować zegar musimy porównać sekwencje człowieka i orangutana, określić liczbę podstawień nukleotydowych, które przez ten czas nastąpiły i podzielić przez 13 (mln lat), następnie przez 2 (podstawienia następowały niezależnie w obu liniach). Otrzymujemy tempo mutacji na mln lat.
Nie istnieje uniwersalny zegar molekularny.
Zegary różnych organizmów mają różne tempo, zmienne nawet dla jednego gatunku.
Wynika to z niejednakowego czasu życia pokolenia. Gatunki o krótkim czasie życia pokolenia prawdopodobnie gromadzą błędy replikacyjne w DNA w szybszym tempie niż gatunki o długim czasie życia.
Filogenetyka w badaniu prehistorii człowieka.
Analiza filogenetyczna
należy użyć najbardziej zmiennych sekwencji DNA:
geny o wielu allelach np. HLA
mikrosatelity
mitochondrialny DNA
Hipotezy powstania człowieka
Ewolucja policentryczna:
Homo erectus wyemigrował z Afryki milion lat temu i dotarł do wszystkich zakątków Starego Świata. Populacje H. erectus umiejscowione w różnych częściach Starego Świata dały początek populacjom współczesnych ludzi.
Hipoteza 'Pożegnanie z Afryką':
Teoria zakłada, że populacje Homo erectus w Starym Świecie zostały zastąpione przez nowe populacje ludzi współczesnych podążających za nimi z Afryki.
Powstanie:
Drzewo filogenetyczne z 1987 r., skonstruowane na podstawie danych o mitochondrialnym RFLP. Na podstawie zegara molekularnego stwierdzono, że przodkowie współczesnych ludzi przebywali w Afryce jeszcze 150 tys. lat temu.
Wykazano, że DNA z którego wywodzą się wszystkie współczesne mitochondrialne DNA
(mt DNA) istniał między 290 tys. a 140 tys. lat temu. Ponieważ genom ten można umiejscowić w Afryce, osoba, która go miała, tak zwana 'mitochondrialna Ewa', musiała żyć w Afryce. Odkrycie 'mitochondrialnej Ewy' zaowocowało nowym modelem pochodzenia współczesnego człowieka. wg teorii 'Pożegnanie z Afryką' Homo sapiens pochodzi z Afryki. Gatunek ten zaludnił resztę Starego Świata między 100 tys. a 50 tys. lat temu, wypierając napotkane populacje Homo erectus.
Genomy
Mitochondrialna Ewa
Materiał genetyczny obecny w mitochondriach dziedziczy się inaczej niż ten zawarty w jądrach komórkowych. DNA mitochondrialny dziedziczymy tylko po matce. Tylko kobieta przekazuje swój mtDNA potomkom (w komórce jajowej). W plemniku znajduje się jedynie DNA genomowy, zatem mężczyzna nie przekazuje następnym pokoleniom mtDNA.
Taki sposób przekazywania genów mitochondrialnych sprawia, że powstała teoria mówiąca, że prawdopodobnie obecnie żyjący ludzie dziedziczą mitochondrialne DNA po istniejącej kiedyś jednej kobiecie - mitochondrialnej Ewie.
(biotechnolog.pl)