
сервативных заменах сохраняются химические свой-
ства боковых цепей; например, во всех глобинах ос-
татки в положении F6 имеют полярные боковые це-
пи. Боковые цепи, находящиеся во внутренней части 
белковой глобулы, почти всегда неполярны, и эта не-
полярность сохраняется на протяжении всей эволю-
ции белков. Остатки, расположенные на поверхности 
белков, подвергаются более частым и разнообразным 
заменам, поскольку в большинстве случаев на хими-
ческие свойства их боковых цепей не налагается жест-
ких ограничений. 
Число  различий  в  аминокислотных  остатках  для 
любой пары глобинов определяют, совмещая соответ-
ствующие  последовательности,  а  результаты  таких 
подсчетов  для  всего  семейства  глобинов могут  быть 
представлены  в  виде  таблицы.  Для  простоты  часто 
считают, что каждый единичный пропуск эквивален-
тен одной замене. К примеру, при совмещении после-
довательностей миоглобина и α- и β-цепей гемогло-
бина сравнивают 155 положений и найденное число 
различий заносят в таблицу (рис. 16.1). 
Древо родственных связей для глобинов строится на 
основе  математического  анализа  числа  различий  в 
аминокислотных остатках. В результате длина «пути» 
от белка из одного вида до общего предшественника 
(точка разветвления) и затем до белка из другого вида 
оказывается  пропорциональной  числу  аминокислот-
ных  различий в сравниваемых последовательностях, 
которое, например, в случае пары р-цепь гемоглобина 
цыпленка/р-цепь гемоглобина лошади равно 47, а для 
пары  р-цепь  гемоглобина  человека/р-цепь  гемогло-
бина лошади составляет 24. 
Мутацией называется любое изменение в нуклео-
тидной  последовательности  определенного  гена 
(гл. 27). Наиболее часто происходят так называемые 
точковые мутации, связанные с изменением одного 
азотистого основания, что влечет за собой измене-
ние  типа  аминокислотного  остатка  в  одном  поло-
жении  полипептидной  цепи.  Другие  мутации  при-
водят  к  вставкам  или  удалению  одного  или  более 
аминокислотных остатков. Особым типом мутации 
является удвоение гена, в результате чего в организ-
ме  появляются  две  копии  одного  и  того  же  гена. 
Согласно теории  естественного отбора, в популя-
ции фиксируются предпочтительно выгодные мута-
ции, т. е. мутации, дающие организму какое-то пре-
имущество. 
Дивергентная эволюция белков семейства глобинов. 
Все глобины имеют сходные последовательности. Этот 
факт  объясняется  происхождением  их  от  одного 
общего  предка.  Эволюция  глобинов  происходила, 
очевидно, по дивергентному пути с помощью мута-
ций.  Число  различий  в  аминокислотных  последова-
тельностях между любыми двумя белками непосред-
ственно связано с числом мутаций, зафиксированных 
после того, как эти два белка разошлись от своего об-
щего предка. Поэтому древо родственных связей слу- 
жит  схематическим  изображением  эволюционного 
процесса и является филогенетическим древом. 
Предковый  глобин  как  полагают,  представлял  собой 
мономерный белок с включенной в него гемогруппой и 
уже  обладал  некоторой  способностью  переносить 
кислород. В результате удвоения гена появились две 
его  идентичные  копии,  которые,  последовательно 
подвергаясь мутациям, дали начало двум разным бел-
кам. Поскольку между αα- и β-цепями гемоглобина су-
ществует меньше различий , чем между каждым из этих 
полипептидов  и  миоглобином,  предполагают,  что 
первоначальное удвоение гена привело к возникнове-
нию примитивных миоглобина и гемоглобина, а раз-
деление на α- и β-цепи произошло позднее, после уд-
воения гена примитивного гемоглобина. 
Видообразование.  С  помощью  целого  ряда  методов 
удается  проследить пути  развития различных  биоло-
гических видов от их общего предка. Рассмотрим с 
этой точки зрения ту часть филогенетического древа 
глобинов, которая касается β-цепей. Видно, что β-це-
пи лошади и человека различаются меньше, чем β-це-
пи цыпленка и человека. Это означает, что в эволюци-
онном отношении человек находится ближе к лоша-
ди, чем к цыпленку. В общем случае эволюционные 
связи между видами, установленные на основе анализа 
β-цепей,  довольно  хорошо  согласуются  с  соответст-
вующими данными классической биологической так-
сономии. Фактически число аминокислотных разли-
чий между двумя видами может служить мерой време-
ни,  прошедшего  после  дивергенции  их  об  общего 
предка.  Значения  времени,  оцененные  подобным 
способом, находятся в неплохом соответствии с ана-
логичными  результатами,  полученными  с  помощью 
других методов, таких, например,  как палеонтологи-
ческое датирование. 
Скорость  эволюции  белков    можно  определить  как 
время, за которое происходит накопление в среднем 
1% различий в аминокислотных последовательностях 
между двумя белками, дивергировавшими от общего 
предка. Скорость эволюции белков в пределах одного 
семейства постоянна (прямые на рис. 16.2), однако 
она сильно варьирует для белков, принадлежащих к