Функциональное расхождение
Функциональная дивергенция — это процесс, при котором гены после дупликации генов смещают свою функцию по сравнению с наследственной функцией. Функциональное расхождение может привести либо к субфункционализации , когда паралог специализируется на одной из нескольких наследственных функций, либо к неофункционализации , когда развивается совершенно новая функциональная способность. Считается, что этот процесс дупликации генов и функциональной дивергенции является основным источником молекулярных новинок и привел к появлению множества крупных семейств белков , существующих сегодня. [ 1 ] [ 2 ]
Функциональная дивергенция — лишь один из возможных результатов событий дупликации генов . Другие судьбы включают дефункционализацию , когда один из паралогов приобретает вредные мутации и становится псевдогеном , и суперфункционализацию (подкрепление), [ 3 ] где оба паралога сохраняют исходную функцию. Хотя события дупликации генов, хромосом или всего генома считаются каноническими источниками функциональной дивергенции паралогов , ортологи ( гены, произошедшие в результате событий видообразования) также могут подвергаться функциональной дивергенции. [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] а горизонтальный перенос генов также может привести к появлению нескольких копий гена в геноме, открывая возможность функциональной дивергенции.
Многие хорошо известные семейства белков являются результатом этого процесса, например, древние события дупликации генов, которые привели к расхождению гемоглобина и миоглобина , более поздние события дупликации, которые привели к различным расширениям субъединиц (альфа и бета) гемоглобинов позвоночных . [ 8 ] или расширение альфа-субъединиц G-белка [ 9 ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Гу, X (июль 2003 г.). «Функциональное расхождение в эволюции последовательностей белков (семейств)». Происхождение и эволюция новых функций генов . Современные проблемы генетики и эволюции. Том. 118. стр. 133–41. дои : 10.1007/978-94-010-0229-5_4 . ISBN 978-94-010-3982-6 . ПМИД 12868604 .
{{cite book}}:|journal=игнорируется ( помогите ) - ^ Фэй, Джей Си; Ву, CI (2003). «Расхождение последовательностей, функциональные ограничения и отбор в эволюции белков» . Анну Рев Геном Хум Генет . 4 : 213–35. дои : 10.1146/annurev.genom.4.020303.162528 . ПМИД 14527302 .
- ^ Дворник, В; Виноградова О.Н.; Нево, Э (2002). «Длительный микроклиматический стресс вызывает быструю адаптивную радиацию семейства часовых генов kaiABC у цианобактерии Nostoc linckia из «Каньонов эволюции» I и II, Израиль» . Proc Natl Acad Sci США . 99 (4): 2082–2087. Бибкод : 2002PNAS...99.2082D . дои : 10.1073/pnas.261699498 . ПМЦ 123721 . ПМИД 11842226 .
- ^ Студер, РА; Робинсон-Речави, М (2009). «Насколько мы можем быть уверены в том, что ортологи похожи, а паралоги различаются?» . Тенденции в генетике . 25 (5): 210–6. дои : 10.1016/j.tig.2009.03.004 . ПМИД 19368988 .
- ^ Штудер; Робинсон-Речави, М (2010). «Крупномасштабный анализ ортологов и паралогов в рамках коварионоподобных и постоянных, но разных моделей эволюции аминокислот» . Молекулярная биология и эволюция . 27 (11): 2618–2627. дои : 10.1093/molbev/msq149 . ПМЦ 2955734 . ПМИД 20551039 .
- ^ Гариб, штат Вашингтон; Робинсон-Речави, М (2011). «Когда ортологи расходятся между человеком и мышью» . Брифинги по биоинформатике . 12 (5): 436–441. дои : 10.1093/нагрудник/bbr031 . ПМК 3178054 . ПМИД 21677033 .
- ^ Нерт, Нидерланды; Кларк, WT; Радивояк, П; Хан, М.В. (2011). «Проверка гипотезы об ортологе с помощью сравнительных функциональных геномных данных млекопитающих» . PLOS Вычислительная биология . 7 (6): e1002073. Бибкод : 2011PLSCB...7E2073N . дои : 10.1371/journal.pcbi.1002073 . ПМК 3111532 . ПМИД 21695233 .
- ^ Сторц, Джей Ф.; Хоффманн, Федерико Г.; Опазо, Хуан К.; Морияма, Хидеаки (март 2008 г.). «Адаптивная функциональная дивергенция среди триплицированных генов α-глобина у грызунов» . Генетика . 178 (3): 1623–1638. doi : 10.1534/genetics.107.080903 . ПМК 2278084 . ПМИД 18245844 .
- ^ Чжэн, Ю; Сюй, Д; Гу, Х (2007). «Функциональное расхождение после дупликации генов и взаимосвязи последовательности и структуры: тематическое исследование альфа-субъединиц G-белка» . Журнал экспериментальной зоологии, часть B: Молекулярная эволюция и эволюция развития . 308 (1): 85–96. дои : 10.1002/jez.b.21140 . ПМИД 17094082 .
- Гу, X (октябрь 2006 г.). «Простой статистический метод оценки функционального расхождения белковых последовательностей типа II (кластерспецифического)» . Мол Биол Эвол . 23 (10): 1937–45. дои : 10.1093/molbev/msl056 . ПМИД 16864604 .