Биология поведения человека: Лекция #5. Молекулярная генетика, II [Роберт Сапольски, 2010. Стэнфорд]

YOUTUBE · 16.11.2025 08:53

Ключевые темы и таймкоды

Введение и организационные моменты

0:09

Приветствие на курсе «Биология поведения человека» в Стэнфорде.
Отмена консультаций из-за отсутствия преподавателя в городе.
Упоминание о путанице с положительным и стабилизирующим отбором и ссылка на справочник для курса.
Замечание о татуировке студента, иллюстрирующей центральную догму всего живого.

Концепции эволюции поведения

1:16

Обсуждение двух концепций: адаптации и градуализма.
Акцент на постепенных эволюционных изменениях и молекулярных механизмах.
Рассмотрение микроэволюции и точечных мутаций.

Влияние микромутаций

2:14

Микромутации влияют на эффективность и скорость работы белков.
Эти изменения являются сырьём для микроэволюционных изменений.

Критика градуализма

2:34

Введение понятия прерывистого равновесия, предложенного Гулом.
Вывод о том, что если большую часть времени ничего не происходит, то градуализм теряет смысл.
Подчёркивание различий между взглядом палеонтолога и эволюционного биолога.

Молекулярные механизмы макроэволюционных изменений

3:29

Палеонтологи наблюдают эволюцию морфологии, упуская внутренние процессы.
Вопрос о молекулярных механизмах макроэволюционных изменений остаётся открытым.

Неверность традиционного представления о структуре генов

3:46

Встроенные последовательности и экзонно-интронная организация генов позволяют комбинировать возможности одного гена.
Ферменты сплайсинга определяют разнообразие белков в зависимости от условий.
Около 95% ДНК не кодируют белки, а являются инструкциями по эксплуатации — промоторами.

Роль факторов транскрипции и промоторов

4:46

Факторы транскрипции преобразуют внешние события в изменения ДНК.
Микроэволюционные изменения связаны с функциями белков, а макроэволюционные — с окружением, в котором белки функционируют.
Среда регулирует активность генов через эпистатические и эпигенетические изменения.

Влияние мутаций в ферментах сплайсинга

6:43

Мутации в ферментах сплайсинга могут привести к созданию новых белков.
Новые условия, созданные мутациями, могут привести к значительным макроэволюционным изменениям.

Рекурсивная регуляция и мутации в промоутерах

8:37

Мутации в промоутерах могут изменить экспрессию целой сети белков.
Изменение промоутера создаёт новое условие для экспрессии генов.

Примеры влияния промоутеров на поведение

11:11

Промоторы гена вазопрессина у полевок влияют на социальное поведение.
Модификация промотора может изменить поведение животного.
Количество копий промоутера динорфина у крыс предсказывает скорость развития зависимости от наркотиков.

Эволюционные различия между людьми и шимпанзе

15:20

98% генов человека и шимпанзе общие, но различия в генах, кодирующих факторы транскрипции, значительны.
Эволюционные изменения происходят в регулирующих элементах ДНК, а не в генах, кодирующих белки.
Исследования Кинга и Уилсона подтвердили важность регулирующих элементов ДНК в эволюции.

Эволюция и регуляция генов

17:13

Изменения в регуляции генов, факторах транскрипции и промоторах могут значительно повлиять на эволюцию.
Макроэволюционные изменения в сетях генной экспрессии могут усиливаться.
Хантер Фрейзер исследует, как эволюционные изменения обусловлены изменениями в регулирующих элементах ДНК.

Длина генома и факторы транскрипции

18:13

Чем больше генов в геноме, тем больше факторов транскрипции требуется для их экспрессии.
Экспоненциальный рост количества факторов транскрипции с увеличением числа генов.
Мельчайшие изменения в элементах ДНК, кодирующих факторы транскрипции, могут иметь значительные последствия.

Барбара Мак-Клинток и мобильные гены

20:08

Барбара Мак-Клинток, генетик растений, открыла мобильные генетические элементы.
Её открытие было воспринято как безумие, но она продолжала свои исследования.
В 1980-х годах её открытие было подтверждено, и она получила Нобелевскую премию.

Реакция растений на стресс

26:29

Растения используют мобильные генетические элементы как защитный механизм против стресса.
Фермент транспозаза активируется при стрессе, перемещая генетические элементы.
Этот процесс помогает растениям адаптироваться к новым условиям.

Мобильные генетические элементы у животных

28:28

У позвоночных животных также обнаружены мобильные генетические элементы.
Иммунная система использует сплайсинг генов для создания новых антител против новых патогенов.
Перемещение генов в иммунной системе позволяет создавать миллионы новых видов антител.

Патогены и мобильные генетические элементы

29:24

Патогены, такие как трипаносома, также используют мобильные генетические элементы для адаптации.
Эти элементы помогают патогенам создавать новые формы для борьбы с host-организмом.

Трипаносомоз и иммунная система

30:18

Трипаносомоз — воспалительное заболевание, вызываемое паразитом.
Организм производит антитела для атаки паразита, но трипаносомы мутируют, изменяя свои поверхностные белки.
Иммунная система должна постоянно адаптироваться, чтобы эффективно бороться с паразитом.

Мобильные генетические элементы в мозге

31:12

У приматов есть мобильный элемент, который активно перемещается в нервных прогениторных клетках.
Перемещение генетических элементов позволяет создавать новые нейроны с уникальными функциями.
Это делает нейроны менее ограниченными генетическим детерминизмом.

Последствия перемещения генетических элементов

32:45

Перемещение генетических элементов может иметь как положительные, так и отрицательные последствия.
Произвольная перетасовка ДНК может привести к значительным макропоследствиям.
Пример с обезвоживанием показывает, как перемещение элементов может влиять на репродуктивные функции.

Влияние обезвоживания на репродукцию

33:33

Обезвоживание может активировать гены, связанные с овуляцией.
Это позволяет организмам адаптироваться к сезонным изменениям и выживать в экстремальных условиях.
Сезонная периодичность спаривания помогает потомству иметь больше шансов на выживание.

Родственный отбор и сотрудничество

37:04

Запах особи может служить сигналом для определения родства и активации генов сотрудничества.
Перемещение генетических элементов может изменять степень сотрудничества между особями.
Это позволяет регулировать степень самопожертвования в зависимости от родства.

Стероидные гормоны и их рецепторы

39:56

Стероидные гормоны, такие как эстроген и прогестерон, связываются с рецепторами в клетках-мишенях.
Рецепторы активируют определённые промоторы на ДНК, регулируя геномные эффекты.
Перемещение гормон-связывающих доменов может изменять действия гормонов.

Влияние глюкокортикоидов и прогестерона на иммунную систему

42:48

Глюкокортикоиды подавляют иммунную систему, связываясь с глюкокортикоидными рецепторами.
Вставка гормон-связывающего домена рецептора прогестерона может изменить действие гормонов.
Прогестерон подавляет иммунную систему во время беременности, что имеет эволюционное значение.

Подавление иммунитета во время беременности

44:01

Подавление иммунитета необходимо, чтобы организм не атаковал плод.
Геномный импринтинг отцовских генов помогает плаценте.
После родов прогестерон исчезает, и иммунитет может стать слишком активным.

Риски послеродового периода

45:10

Повышается риск аутоиммунных заболеваний.
Некоторые аутоиммунные болезни, например, волчанка, могут обостриться после родов.
Важно не переусердствовать с подавлением иммунитета.

Дубликация генов и её последствия

46:41

Дубликация генов может привести к значительным изменениям.
Вариация числа копий генов связана с различными заболеваниями, включая шизофрению.
Дублированные гены могут служить запасными вариантами.

Эволюция дублированных генов

49:07

Дублированные гены эволюционируют быстрее.
Пример эволюции стероидных рецепторов показывает, как один ген может найти новое применение.
Дублированные гены помогают объяснить промежуточные этапы эволюции.

Макроэволюционные изменения

52:42

Изменения в ферментах сплайсинга, промоутерах и факторах транскрипции могут привести к значительным изменениям в геноме.
Большинство макроэволюционных изменений не приносят пользы, часто действуя против них.
В экстремальных условиях могут произойти резкие изменения.

Эффект бутылочного горлышка

55:19

Эффект бутылочного горлышка приводит к выживанию узкой группы особей с редкими чертами.
Гепарды и гоминиды являются примерами этого эффекта.
Резкие изменения могут длиться тысячи поколений.

Сочетание микро- и макроэволюции

58:52

Микроэволюционные изменения улучшают функции существующих белков.
Макроэволюционные изменения создают новые белки и сети.
Различия в иммунной системе между человеком и шимпанзе связаны с микроэволюционными изменениями.

Микро- и макроэволюция

59:49

Микроэволюционные генетические изменения объясняют различия между людьми и шимпанзе.
Эволюция некоторых систем сильнее определяется микроэволюционными изменениями.
Модель прерывистого равновесия подтверждается большинством изученных родословных ископаемых.

Примеры эволюционных изменений

1:00:48

Геномы крыс из Чикаго конца XIX века значительно изменились за век.
На Галапагосских островах у вьюрков распределение генов изменяется в ответ на изменение окружающей среды.

Эволюция устойчивости к диабету

1:02:47

Диабет возникает из-за перехода на вестернизированный рацион.
Среди американских индейцев пима в Аризоне доля диабетиков выросла до 90% после перехода на западные продукты.
Аналогичные изменения произошли на тихоокеанских островах и среди евреев, вернувшихся в Израиль.

Эксперимент с черно-бурыми лисицами

1:06:06

Советский генетик выводил приручаемых лисиц, отбирая особей, которые позволяли человеку подходить к ним.
За 35 поколений лисицы стали приручаемыми и изменили своё поведение и внешний вид.
Селекция привела к появлению инфантильных черт и изменению окраса шерсти.

Устойчивость бактерий к антибиотикам

1:09:52

Бактерии эволюционируют, становясь устойчивыми к антибиотикам.
Эти изменения не отражаются на ископаемых остатках.
Эволюция может происходить быстро, влияя на продолжительность жизни.

Сочетание микро- и макроэволюции

1:11:37

Микроэволюционные изменения могут происходить одновременно с макроэволюционными.
Точечные изменения в разных чертах могут привести к грауализму.
Оба вида эволюции, вероятно, происходят одновременно.

Генетика поведения

1:13:26

Генетика поведения изучает влияние биологических и приёмных родителей на черты ребёнка.
Сравниваются однояйцевые и разнояйцевые близнецы, а также близнецы, усыновлённые разными семьями.
Социобиология служит отправным пунктом для изучения генетики поведения.