دانشمندان تئوری جدید تکامل مولکولی را ارائه می‌دهند.
محققان از دانشگاه کلرادو و کالج لندن تئوری تکامل مولکولی جدیدی ارائه داده‌اند که افق‌های جدیدی را برای چگونگی عملکرد ژن‌ها، چگونگی پیش‌بینی نسبت تفاوت تکاملی و میزان جهش‌های آسیب‌زا در سطح پایه بر روی ما می‌گشاید.
مؤلف دوم این پژوهش، دیوید پولوک، استاد بیوشیمی و ژنتیک مولکولی دانشکده پزشکی CU، گفت:
مولکولها پایه‌ی تمامی حیات را تشکیل می‌دهند و ما خواستیم تا به این مورد پی ببریم که چرا آنها به نحو مشخصی تکامل می‌یابند.
پولوک و دستیارش ریچارد گلدشتاین، استاد ایمنی کالج لندن، پژوهش را در تاریخ ۲۳ اکتبر ۲۰۱۷ در نشریه Nature Ecology and Evolution منتشر کردند. تئوری مکانیک تکاملی آنها، سیستمهای مولکولی تکاملی را به چارچوبی که ابزارهای مکانیک آماری می‌توانند در آن اعمال شوند، تبدیل می‌کند؛ و این تئوری پنجره‌ای جدید بر نحوه فعالیت تکاملی پروتئین می‌گشاید.
گلدشتاین اذعان داشت:
این رویکرد بر پایه فهم پروتئینها بعنوان سیستم یکپارچه استوار است. ما اغلب اثر متقابل قسمتهای مختلف یک پروتئین را نادیده می‌گیریم، ولی می‌دانیم تغییرات یک قسمت از پروتئین، تغییرات متعاقب در دیگر قسمتهای آن را باعث می‌شود. معلوم است که فهم نحوه تکامل این مولکولها بطریق مشخص، بسیار بااهمیت است.
مقاله مرتبط: تکامل؛ شانس یا سرنوشت؟
پروتئینها با ثابت شدن جهش‌ها بطور متناوب تغییر می‌کنند و یا بر اساس ساختار، عملکرد و پایداری از بین می‌روند. این مورد برپایه اثر متقابل آمینواسیدهای پروتئین است که باعث می‌شود تکامل یک قسمت باعث تغییر شانس تکامل قسمت دیگر شود.
دانشمندان نشان دادند که قادرند براساس ویژگی‌های بیوشمیایی این مولکولها، نسبت تکامل پروتئین را پیش‌بینی کنند. پولوک گفت:
این یک سورپرایز واقعی بود. تئوری ما برای ژنتیک جمعیت شناخته‌شده، بر روی مواردی چون قدرت انتخاب و اندازه موثر و کارآمد جمعیت تاثیر می‌گذارد ولی آنها از معادلات نهایی که میزان تکامل مولکولی را محاسبه می‌کنند، کنار گذاشته می‌شوند.
برای سالیان، محققان از مدلهای استاندارد تکامل مولکولی مورد استفاده در مطالعه ارتباطات تکاملی میان نمونه‌ها، در مقابل مشکلات بهره جسته‌اند. این مورد منجر به مشکلاتی در بازسازی رخدادهای مهم تکاملی ارگانیسمهای اجدادی می‌شود.
این الگوهای همگرایی مولکولی اینگونه بودند که بطور منظم طی زمان تکامل تغییر می‌کردند. این تغییر بصورتی رخ می‌داد که محدودیتهای نوسانی را در قسمتهای مختلف پروتئینها نشان می‌داد. گلدشتاین همچنین گفت:
این تقریبا با ایده متداول مرتبط است که آمینواسیدها براساس نیازهای دیگر قسمتهای پروتئین تنظیم می‌شوند. ولی قادر نبودیم تا نحوه رخداد دقیق آن را شرح دهیم یا نشان دهیم که آیا در این فرآیند نظمی حاکم است.
ولی زمانیکه سیستم درون یک چارچوب مکانیک آماری قرار داده شد. برای درک نرخ واگرایی تکاملی این بزرگی تثبیت آمینواسید، اساسی به نظر می‌رسد. قدرت انتخاب در تکامل پروتئین با آنتروپی قطعه‌ای تاخوردگی (تعداد قطعه‌هایی که درجه پایداری پروتئین را فراهم می‌کنند) به تعادل می‌رسد. پولوک درنهایت گفت:
ما دوست داریم تا دیگر آمینواسیدها را مانند کودکانی درنظر بگیریم که بر روی تشک نرمی بالا و پایین می‌پرند. اغلب پاهای شما درون تشک فرو می‌روند و نمی‌توانید به جلو قدم بردارید ولی هر از چند گاهی کودکان گودالی را فراهم می‌کنند که شما را قادر می‌سازد تا به جلو قدم بردارید.
