Společná evoluce - Concerted evolution

Společná evoluce je fenomén kde paralogní geny v jednom druh jsou si bližší navzájem než s jejich členy genová rodina u blízce příbuzných druhů. Je možné, že k tomu může dojít, i když genová duplikace událost předcházela speciace událost[Citace je zapotřebí ]. Vysokou podobnost sekvence mezi paralogy lze udržovat pomocí homologní rekombinace události, které vedou k genová konverze, efektivně kopírující určitou sekvenci z jedné a přepisující homologní oblast ve druhé. Další možnou hypotézou, kterou je ještě třeba vyvrátit, jsou rychlé vlny genová duplikace jsou zodpovědní za zjevně „soustředěnou“ homogenitu tandemu a nepřipojených opakování, které jsou vidět ve vzájemné evoluci.

Příklad

Příklad lze vidět v bakteriích: Escherichia coli má sedm operony kódování různých Ribozomální RNA. Pro každý z těchto genů rDNA sekvence jsou v podstatě identické mezi všemi sedmi operony (divergence sekvence pouze 0,195%). U blízce příbuzných druhů Haemophilus influenzae jeho šest operonů ribozomální RNA je zcela identických. Pokud jsou však tyto 2 druhy porovnány společně, je divergence sekvence genu 16S rRNA mezi nimi 5,90%.[1]

Hypotézy vysvětlující společnou evoluci

  1. Rychlá amplifikace genu, obvykle podporovaná událostmi rekombinace v Prvky IS, v bakteriích nebo v jiných opakujících se genetických prvcích (ERV, ČÁRA, SINUS atd.), například v eukaryotech. Nekontrolované události provedení transponovatelné prvky Předpokládá se, že jsou spojeny se zvýšením počtu kopií genu.
  2. U pohlavně se množících organismů může za zesílení v důsledku nesprávného zarovnání opakovaných sekvencí zodpovědný nerovný přechod během meiózy.
  3. Redistribuce genů vyžaduje transpozice, pravděpodobně za pomoci stejných opakujících se genetických prvků jako v 1).
  4. Homogenizace alel pomocí genová konverze může také hrát roli v pohlavně se množících organismech. Některé geny mohou být náchylnější genová konverze Než ostatní[Citace je zapotřebí ], čímž se posiluje jednota genů v genové rodině druhu.

Evoluce a speciace

Zjištění společného vývoje, zejména v roce 2006 ribozomální DNA genů, vedl cambridgeský molekulární genetik Gabriel Dover na jeho kontroverzní návrh molekulární pohon, což byl podle jeho názoru evoluční princip odlišný jak od přirozeného výběru, tak od genetický drift. Blízce příbuzné druhy nebo dokonce populace se mohou lišit regiony organizující nukleolus (NOR), což jsou genomové oblasti, které obsahují mnoho kopií ribozomální RNA geny v eukaryotech, obvykle se vyskytující uvnitř nebo v sousedství vysoce opakujících se částí genomu, jako jsou centromery nebo telomery u savců, jako je domácí myš Mus musculus [2] nebo hmyz, jako je kobylka Podisma pěší.[3]

To si tedy klade otázku: jsou NOR a ribozomální geny umístěny na různých genomových pozicích u různých druhů v důsledku přirozeného výběru pro dobro genomů, které je nesou? Nebo jsou tyto změny pouze vedlejším produktem sobecká DNA, jako transponovatelný prvek zesílení? Pokud jsou repetice přemístěny do různých částí genomu u příbuzných druhů, co se stane s kopiemi předků? Jak se rodí tandemová pole nových ribozomálních genů a jak se stávající tandemová pole ztratí? Dosud neznáme odpovědi, ale úkolem budoucích evolučních studií genomiky a molekulární genetiky bude pochopit mechanismy společné evoluce.

Hraje ve speciaci roli společná evoluce nebo molekulární pohon? Zatím nevíme, ale zdá se možné, že například některé hybridy nebo zpětné křížení mezi druhy s různými nukleolární organizující regiony /ribozomální DNA opakované oblasti mohou mít sníženou kondici v důsledku nadměrné nebo nedostatečné exprese ribozomální RNA.

Reference

  1. ^ Liao, D (1999). „Společná evoluce: molekulární mechanismus a biologické důsledky“. Jsem J Hum Genet. 64 (1): 24–30. doi:10.1086/302221. PMC  1377698. PMID  9915939.
  2. ^ Britton-Davidian, J (2012). „Chromozomální dynamika oblastí nukleolárních organizátorů (NOR) v domácí myši: mikroevoluční poznatky“. Dědičnost. 108: 68–74. doi:10.1038 / hdy.2011.105.
  3. ^ Bella, JL (1991). "Rozdíly pohlavních chromozomů a autozomů v Podisma (Orthoptera) v západní Evropě ". Evoluce výběru genetiky. 23: 5–13. doi:10.1186/1297-9686-23-1-5.