Ewolucja genów – szybka czy powolna?

Sposób, w jaki mutacje wpływają na przeżycie komórki, zależy w dużej mierze od lokalizacji zmiany genetycznej. W regionach genomu, które nie kodują genów lub regionów regulatorowych, mutacje mogą mieć niewielki wpływ, tak że komórka często może działać normalnie.

Ogólny efekt jest taki, że sekwencje niekodujące mogą zmieniać się dość szybko w kategoriach ewolucyjnych, co oznacza, że te regiony genomu mogą być prawie nierozpoznawalne nawet u dwóch blisko spokrewnionych gatunków.

Jednak w sekwencjach kodujących mutacje nie są tak swobodnie przyjmowane. Chociaż w bardzo rzadkich przypadkach mogą być korzystne, takie jak mutacja w genie enzymu tworząca lepsze powinowactwo wiązania do substratu; Większość z nich będzie szkodliwa.

Spójrzmy na przykład na gen 16s rRNA. Koduje strukturalny RNA wchodzący w skład rybosomu. Niektóre regiony tego RNA mają kluczowe znaczenie dla funkcji rybosomów, a zmiany w tych segmentach są wyjątkowo rzadkie. Te wysoce konserwatywne regiony zmieniają się tak wolno, że można je wykorzystać do badania homologii sekwencji między typami, królestwami, a nawet wszystkimi żyjącymi gatunkami - co czyni je cennym narzędziem do badania relacji między nawet daleko spokrewnionymi organizmami.

Jednak nadal istnieją sekcje sekwencji 16s rRNA mniej krytyczne dla funkcjonowania, które mogą ewoluować nieco szybciej. Te "zmienne regiony" mogą być przydatne do wyjaśniania relacji między bliżej spokrewnionymi gatunkami – takimi jak rodzaje, a nawet szczepy bakterii.

Ogólnie rzecz biorąc, prowadzi to do zjawiska, że różne regiony genomu mogą ewoluować w bardzo różnym tempie, nawet w regionach kodujących pojedynczy gen.