Дупликация и дивергенция генов

Дупликация генов — это процесс, при котором участок ДНК, кодирующий ген, дуплицируется, создавая дополнительные копии самого себя в том же геноме. Эти дублированные копии гена, называемые паралогами, могут впоследствии мутировать и расходиться одним из следующих способов.

Первый – это формирование псевдогенов. В этом случае один из генных паралогов может приобрести вредные мутации и превратиться в нефункциональную копию, называемую псевдогеном.

Второй — субфункционализация, при которой оба паралога приобретают мутации в различных кодирующих белки доменах или экзонах, тем самым разделяя исходную функцию гена между ними. Тем не менее, белковые продукты двух паралогичных генов дополняют друг друга и проявляют исходную функцию гена.

Например, у примитивных рыб и морских животных одноцепочечный белок глобина служил молекулой, переносящей кислород в крови.

В ходе эволюции ген глобина дуплицировался и субфункционализировался в два немного отличающихся гена, кодирующих белки α- и β-глобина, которые объединяются, образуя молекулу гемоглобина с 4 субъединицами, обнаруженную у большинства современных позвоночных.

Третий – неофункционализация. Здесь один из паралогов приобретает новые, выгодны