Закономерности нуклеотидных отношений

Вопросы взаимосвязи систематики с химическим составом организмов стали решаться на новой основе, после того как в начале 50-х годов Э. Чаргафф доказал, что ДНК обладает видовой специфичностью, и установил закономерности нуклеотидных отношений.

Если раньше специфика живых организмов связывалась только с белками, то теперь оказалось, что оча связана также со специфичностью нуклеиновых кислот.

В середине 50-х годов группа советских ученых под руководством А. Н. Белозерского провела исследования нуклеотидного состава ДНК у различных групп высших и низших животных и растений. Независимо от иностранных ученых, исследовавших нуклеотидный состав у бактерий (К. Ионг Ли, К. Валь, Е. Барбю), советские исследователи пришли к заключению, что у микроорганизмов (бактерий, водорослей, грибов, некоторых простейших) нуклеотидный состав ДНК действительно связан с видовой принадлежностью, т. е. сильно варьирует от вида к виду (Спирин и др., 1957; Серенков, Пахомова, 1959; Белозерский, Спирин, 1960; Ванюшин, Белозерский, Богданова, 1960; Урысон, Белозерский, 1960, и др.).

Но у высших растений и животных обнаружилась иная картина; оказалось, что показатель специфичности состава ДНК варьирует у них в очень малых пределах (Урысон, Белозерский, 1959; Ванюшин, Белозерский, 1959а; Ванюшин, 1965; Антонов, Белозерский, 1961). У высших организмов варьирование нуклеотидного состава ДНК имеет место в пределах таксонов высокого ранга — семейства, отряда, класса (Белозерский, Медников, 1972). Нуклеотидный состав РНК обнаружил еще меньшую вариабельность. На основе этих исследований было сделано заключение, что для изучения видовой специфичности ДНК анализ нуклеотидного состава обладает слишком малой разрешающей способностью, нужны более тонкие и глубокие подходы. К их числу относится метод гибридизации ДНК.

Процент гибридизации нуклеотидных пар пропорционален филогенетической близости — это было показано зарубежными авторами (Хойер и соавторы) и подтверждено у нас на ДНК птиц, пресмыкающихся (Антонов, 1972) и на рыбах (Медников, Ахундов, 1975; Медников, 1976). Для анализа генетического родства близких видов метод молекулярной гибридизации ДНК-ДНК стал дополняться рядом других более тонких исследований (определение термостабильности гибридных нуклеотидных последовательностей, процента образования термостабильных пар, характера теплоустойчивости гибридных молекул), которые обладают гораздо большей разрешающей способностью и могут применяться как критерий степени дивергенции на уровне близких видов (Медников, Решетников, Шубина, 1977).