Sequências conservadas multiespécies

As sequências de nucleotídeos que são conservadas entre muitas espécies diferentes são chamadas de sequências conservadas de várias espécies.

Por exemplo, existem milhares de segmentos de DNA entre humanos, ratos e camundongos que permaneceram inalterados desde a divergência dessas três espécies de seu ancestral mamífero comum.

Embora uma pequena proporção dessas sequências conservadas codifique RNA ou proteínas, a maioria são sequências de DNA não codificantes, também chamadas de sequências não gênicas conservadas ou CNGs. Por exemplo, entre as sequências conservadas do genoma humano e de camundongo, apenas um terço delas produz um transcrito funcional, enquanto os dois terços restantes são CNGs.

Os CNGs têm aproximadamente 50 a 200 nucleotídeos de comprimento e podem ser encontrados em regiões intergênicas do genoma, íntrons dentro de um gene ou regiões não traduzidas do transcrito de RNA.

Algumas dessas sequências são extremamente conservadas em todas as linhagens e, portanto, são chamadas de sequências ultraconservadas. Existem mais de 5000 sequências ultraconservadas entre genomas humanos, ratos e camundongos, cada uma com cerca de 100 bases de comprimento.

A conservação de sequências ao longo de milhões de anos em todas as linhagens indica que sequências conservadas em várias espécies devem ser críticas para a sobrevivência. No entanto, como a maioria das sequências conservadas não codifica uma proteína, sua função ainda permanece um mistério.

Especula-se que essas sequências conservadas tenham as seguintes funções. Primeiro, essas sequências podem atuar como intensificadores ou silenciadores que se ligam à maquinaria de transcrição e controlam o nível de expressão gênica.

Em segundo lugar, as sequências conservadas podem ser transcritas em RNAs longos não codificantes que regulam a maturação e a estabilidade do pré-mRNA.

Em terceiro lugar, essas sequências podem permitir a interação funcional entre os cromossomos e ajudar a definir territórios cromossômicos com padrões distintos de expressão gênica dentro do núcleo.
Mutações raras em sequências conservadas de várias espécies geralmente representam um passo crítico na evolução de novas espécies.

Por exemplo, os genomas dos primatas abrangem sequências específicas altamente conservadas próximas aos genes de desenvolvimento neural. Cerca de 6 milhões de anos atrás, essas sequências conservadas sofreram mudanças de nucleotídeos em taxas excepcionais, levando à evolução da linhagem humana.

Essas regiões, chamadas Regiões Aceleradas Humanas ou HARs, estão envolvidas em estágios críticos do desenvolvimento do cérebro e funções cognitivas aprimoradas.