Duplication et divergence des gènes

La duplication de gènes est un processus par lequel une région de l’ADN codant pour un gène se duplique, faisant des copies supplémentaires d’elle-même au sein du même génome. Ces copies dupliquées du gène - appelées paralogues - peuvent ensuite muter et diverger de l’une des manières suivantes.

La première est la formation des pseudogènes. Ici, l’un des paralogues du gène peut acquérir des mutations délétères et se transformer en une copie non fonctionnelle appelée pseudogène.

La seconde est la sous-fonctionnalisation où les deux paralogues acquièrent des mutations dans différents domaines codant pour des protéines ou des exons, répartissant ainsi la fonction génique d’origine entre eux. Cependant, les produits protéiques des deux gènes paralogues se complètent et présentent la fonction génique d’origine.

Par exemple, chez les poissons primitifs et les animaux marins, une protéine de globine à chaîne unique servait de molécule transportant l’oxygène dans le sang.

Au cours de l’évolution, le gène de la globine s’est dupliqué et sous-fonctionnalisé en deux gènes légèrement différents codant pour les protéines de la globine α et β, qui s’associent pour former la molécule d’hémoglobin