Évolution des gènes – rapide ou lente ?

La façon dont les mutations affectent la survie d'une cellule dépend beaucoup de l'emplacement du changement génétique. Dans les régions du génome qui ne codent pas pour les gènes ou régions réglementaires, les mutations peuvent avoir si peu d'effets, que la cellule peut souvent fonctionner normalement. L'effet global signifie que les séquences non-codantes sont libres de changer assez rapidement en termes évolutif, ce qui signifie que ces régions d'un génome peuvent presque s'avérer méconnaissables même au sein de deux espèces étroitement liées.

Cependant, dans les séquences de codage, les mutations ne sont pas adoptés librement. Bien que dans de très rares cas, ils peuvent être bénéfiques, comme une mutation dans un gène pour une enzyme ayant une meilleure affinité de liaison pour un substrat, la majorité sera préjudiciable. Examinons l'exemple du gène de l'ARNr 16S.

Il code un ARN structural faisant partie du ribosome. Certaines régions de cet ARN sont essentielles à la fonction du ribosome. Et les changements dans ces segments sont exceptionnellement rares.

Ces régions fortement conservées changent si lentement qu'elles peuvent être utilisées pour examiner l'homologie de séquence à travers le phylum, règnes, et même toutes les espèces vivantes, ce qui en fait un outil précieux pour étudier les relations entre des organismes même distalement liés. Cependant, il existe encore des sections de la séquence de l'ARNr 16S moins critique à la fonction, qui peuvent évoluer légèrement plus rapidement. Ces régions variables peuvent être utiles pour élucider les relations entre des espèces plus étroitement liées, comme les genres ou même les souches de bactéries.

Dans l'ensemble, cela conduit au phénomène où les différentes régions génomiques peuvent évoluer à des vitesses très différentes, même dans les régions codant un seul gène.