Tài liệu Sự phát sinh sự sống (tiến hoá của các gen) doc

Sự phát sinh sự sống
(tiến hoá của các gen)


Sự tiến hoá của các gen :
a/ Tiến hoá liên quan tới sự xuất hiện các
đen mới và các chức năng mới
Ngày nay đã biết rất rõ trong thực tế
thiên nhiên có những đổi mới rất cơ bản
của các loài, ví dụ sự xuất hiện các sinh
vật đa bào hoặc sơ đồ cấu trúc hoàn thiện
của cơ thể động vật có xương sống,...đó
là những đổi mới rất cơ bản, nhưng
không thể nhìn thấy bước “nhảy vọt”
bằng mắt trần. Thực chất đó là những
thay đổi, dẫn tới tiến hoá ở cấp độ phân
tử (xuất hiện trên mới). Xét ở cấp độ
phân tử, động vật có xương sống thể hiện
hàng loạt đổi mới, như phân tử
haemoglobin có đổi mới rõ rệt, đảm bảo
cho sự cố định và giải phóng oxi đạt hiệu
quả cao, các globulin miễn dịch tạo ra
kháng thể có tác dụng trung hoà các “thể
lạ” từ bên ngoài xâm nhập vào cơ thể,
các phân tử miệng bao quanh sợi thần
kinh cho phép các xung thần kinh dẫn
truyền rất nhanh,... Trong khi đó, ở động
vật không xương sống thì các đặc điểm
nói trên không hề thể hiện hoặc không hề
có các quá trình như thế. Nói cách khác,

những đổi mới của động vật có xương
sống có liên quan tới sự tạo ra các gen
mới đã quyết định các đặc điểm vốn
không hề có ở các loài động vật không
xương sống tổ tiên. Những đổi mới di
truyền như thế là một loại biến đổi di
truyền quan trọng hơn nhiều so với các
biến đổi chỉ tạo ra một dãy alen tương
ứng với từng đặc điểm quan sát được.
Đôi khi người ta cho rằng khi xem xét
tính di truyền và các chức năng sinh học
ở cấp độ phân tử thì chọn lọc tự nhiên
không thể xem là “nhân tố sáng tạo” của
sự tiến hoá, mà nó chỉ là nhân tố duy trì
hoặc đào thải. Theo cách lý luận suy
diễn, có thể nói nếu tiến hoá thực sự là sự
xuất hiện các chức năng sinh học mới, thì
chắc chắn các gen mới phải được tạo ra.
Đó chính là quan điểm của Susumu
Ohno, người đã bênh vực lý thuyết tiến
hoá cho rằng tiến hoá là do sự nhân đôi
các gen và là cơ chế tạo ra gen mới.
b/ Chọn lọc tự nhiên bảo tồn các cấu trúc
và chức năng quan trọng đạt được trong
quá trình tiến hoá.
Từ những năm 1960, khi phân tích cấu
trúc protein, người ta đã có quan niệm về
cơ chế tiến hoá ở cấp độ phân tử. Các
protein có hoạt tính sinh học, như các
enzime xúc tác cho các quá trình sinh

học xảy ra trong tế bào sống, thực chất là
do các chuỗi axit amin cấu tạo nên, trong
đó các cấu trúc không gian và mối tương
tác giữa các axit amin xác định. Trong
cấu trúc không gian ba chiều của một
protein có vị trí hoạt động cẩu enzime, đó
là vị trí chính xác của phân tử, mà ở đó
chất nền chịu tác dụng bởi enzime. Hình
thái cấu trúc không gian của vị trí hoạt
động có tầm quan trọng đặc biệt đối với
chức năng xúc tác của enzime, do đó mà
phân tử nhận ra chất nền phù hợp của
mình. Nhờ phát minh về chuỗi xoắn kép
của phân tử ADN công bố vào năm 1953,
người ta biết chuỗi các axit amin
(polypeptide) của một protein là do
chuỗi các nucleotid quy định. Các
nucleotid là đơn phân (monomer) cấu tạo
nên phân tử ADN (còn chất hoá học
của gen). Thực chất đột biến trên là
sự thay đổi trình tự các nucleotid của
gen đó. Biến đổi này dẫn tới biến đổi
trong trình tự các axit quan cấu tạo nên
enzime do được trên mã hoá. Chỉ cần
một biến đổi nào đó trong đoạn ADN mã
hoá trình tự các axit amin thuộc vị trí
hoạt động của một enzime sẽ làm thay
đổi một axit amin trong trình tự này. Tiếp
theo, sẽ dẫn tới vị trí hoạt động thay đổi
và chức năng xúc tác của enzime sẽ mất

đi. Mặc dầu các enzime đôi khi có vai trò