Бесполезная сложность: ее развитию способствует простое правило биохимии

Бесполезная сложность: ее развитию способствует простое правило

Удивительное открытие сделали исследователи. Они выяснили, что одно из самых простых правил биохимии способствует развитию бесполезной сложности. Другими словами – белки становятся биохимически зависимыми от сложных взаимодействий без адаптации. Это открытие сделано в Чикагском Университете. Ученые доказали, что сложные белковые структуры могут с течением времени накапливаться.

Это происходит даже в том случае, если нет никакой цели. Они просто следуют своим биохимическим свойствами и генетическому коду, призывая естественный отбор к их сохранению.


Большая часть белков в клетках организма человека представляет собой комплексы, в которые входят различные белки. Этот процесс называется мультимеризацией. Принято считать, что мультимеры сохраняются в течение всего эволюционного процесса. Они дают определенные функциональные преимущества, чему способствует естественный отбор.

Генетик Джозеф Торнтон отмечает, что развитие сложности – один из самых проблемных вопросов в эволюционной биологии. Одно из объяснений состоит в том, что сложные структуры существуют только потому, что приносят определенную функциональную пользу всему организму.

Естественный отбор приводит их в постоянное движение, при этом создаются их сложные состояния. На молекулярном уровне обнаружено, что есть и простые механизмы, но и они постоянно приводят к нарастанию сложности. Ученые использовали методику реконструкции предковых белков, и таким образом осуществили своеобразное путешествие во времени. Оно помогло им воссоздать в лабораторных условиях древние белки.


Изучив их, исследователи выяснили влияние мутаций на белки. Они также обнаружили, что древние белки, собираемые в димер, вообще никак не эволюционировали. Они формировали комплекс, но в этом не было ничего полезного и не было никакого вреда.

Эта димерная форма рецептора сохраняется уже на протяжении 450 миллионов лет. В результате в комплексе накопились белки, которые действительно не несут организму никакой пользы. Они просто есть, и их бесполезная функция укоренилась навсегда.

Ссылка: «Гидрофобный храповик закрепляет молекулярные комплексы» Георга К.А. Хохберга, Янга Лю, Эрика Г. Марклунда, Брайана П.Х. Метцгера, Артура Лагановски и Джозефа В. Торнтона, 9 декабря 2020 г., Nature. DOI: 10.1038 / s41586-020-3021-2