結構生物化學/分子進化

概述

分子進化在一定程度上是 DNA、RNA 和蛋白質尺度上的進化過程。分子進化作為一門科學領域在 20 世紀 60 年代興起，當時來自分子生物學、進化生物學和群體遺傳學的科學家們試圖瞭解關於核酸和蛋白質結構和功能的最新發現。一些推動該領域發展的重要課題包括酶功能的進化、核酸差異作為研究物種分化的“分子鐘”的使用以及非編碼 DNA 的起源。基因組學方面的最新進展，包括全基因組測序、高通量蛋白質表徵和生物資訊學，導致了對該主題研究的顯著增加。在 2000 年代，一些活躍的課題包括基因重複在新型基因功能出現中的作用、適應性分子進化與突變和漂移的中性過程的程度以及負責各種人類特徵的分子變化的識別，特別是那些與感染、疾病和認知有關的特徵。

為了使進化發生，需要滿足三個不同的過程。

1. 產生多樣化的群體

2. 根據適應性標準選擇成員

3. 繁殖以使適應性更強的成員在群體中富集

核酸是可以進行所有三個過程的分子。組合化學是快速生產大量特定感興趣分子的概念。由於這個過程，可以合成大量的核酸分子群體。該過程的一個常見示例涉及嘗試建立特異性結合 ATP 和其他核苷酸的 RNA 分子。首先，將稱為 apimers 的隨機 RNA 序列池放入 ATP 親和柱中。然後發現一些 RNA 分子與 ATP 結合。透過新增過量的 ATP，這些分子從親和柱中釋放出來。允許這些分子使用逆轉錄酶複製成 DNA。一旦轉錄成 DNA，這些分子就會進行 PCR，並最終轉錄回 RNA。