1.7: التطور الجينى , سريع ام بطىء ؟
تتخلل جينومات حقيقيات النوى امتدادات طويلة من التسلسل لا ترمز للبروتينات أو الحمض النووي الريبي RNA. وعلى الرغم من أن بعض هذه المناطق تحتوي على تسلسلات تنظيمية حاسمة، فإن الغالبية العظمى من هذا الحمض النووي لا تؤدي وظيفة معروفة. عادةً، هذه المناطق من الجينوم هي تلك التي لوحظ فيها التغيير الأسرع، من الناحية التطورية، لأنه عادةً ما يكون هناك ضغط اصطفاء ضئيل أو معدوم يعمل على هذه المناطق للحفاظ على تسلسلها.
في المقابل، قد تتعرض المناطق التي ترمز للبروتين لضغط اصطفاء مرتفع، لأن أي تغييرات في تسلسلها من المحتمل أن تؤدي إلى بروتين أقل قدرة على أداء وظيفته على النحو الأمثل. ومع ذلك، في بعض الأحيان، يؤدي حدوث طفرة في إحدى هذه المناطق إلى نتيجة مفيدة تساهم في اللياقة العامة للكائن الحي، وغالباً ما تستمر هذه الطفرات وقد تصبح ثابتة في المجموعات السكانية. عند مقارنة تواتر أحداث الطفرات هذه بالتغييرات المنتظمة نسبياً التي تظهر في التسلسلات غير المشفرة، فإن هذا نادر جداً، ولذلك تعتبر مناطق التشفير بشكل عام تتطور ببطء.
صحيح أيضاً أن هناك قدراً قابلاً للقياس من التباين في مستويات حفظ التسلسل ضمن تسلسلات الترميز، ويمكن رؤية ذلك في جميع الكائنات الحية. على سبيل المثال، خذ مثالاً على بروتين المستقبل. تحتوي هذه البروتينات عادةً على مناطق مختلفة قد تؤدي وظائف مثل الارتباط بالرابط، أو الإشارات داخل الخلايا، أو تكامل الغشاء. في هذه الحالة، قد ينتج عن طفرة في المنطقة المتورطة في الارتباط بالرابط بروتيناً أقل كفاءة في الارتباط بالرابط. لذلك، من المحتمل أن يكون ضغط الاصطفاء مرتفعاً على ترميز النيوكليوتيدات المعين لهذا الجزء من البروتين. ومع ذلك، في قسم البروتين الذي يمتد على الغشاء، قد يكون هناك تأثير أقل يمكن ملاحظته في حالة حدوث استبدال للأحماض الأمينية، وبالتالي انخفاض مستويات ضغط الاختيار. في ظل هذه الظروف، قد نرى أن منطقتين من نفس جين ترميز البروتين قد يكون لهما معدلات تطور مختلفة.
ترتيب الجينات أو المناطق الجينومية لبناء الأنساب
يمكن دراسة هذا التباين في سرعة تطور الجينوم عبر مناطق مختلفة للإجابة عن أسئلة حول العلاقات التطورية. يمكن اختيار الجينات ومناطق الجينات وتسلسلها عبر مجموعات من الأفراد للإجابة على أسئلة ضيقة مثل “؛ هل من المحتمل أن تكون هذه المجموعات أنواعًا مختلفة؟”؛ أو على نطاق واسع مثل “؛ كيف تضع هذه الشعب في شجرة الحياة؟ ”؛. بالنسبة للأولى، فإن اختيار الجين الذي يحتوي على منطقة محمية بشكل خفيف نسبياً من شأنه أن يساعد في تحديد الاختلافات على مستوى السكان. على العكس من ذلك، للإجابة على أسئلة حول مجموعات متنوعة مثل الشعبة، قد توفر منطقة الجينات المحفوظة بشكل كبير تجانساً كافياً لإنتاج نسالة من هذه المجموعات. المناطق المستخدمة بشكل شائع لتحليلات النشوء والتطور الجزيئي مثل هذه تشمل جينات الرنا الريباسي rRNA (مثل الرنا الريباسي 16س، الرنا الريباسي 18س، أو الرنا الريباسي 28س)، أو المناطق الجينومية المعروفة باسم ITS (الفواصل الداخلية المترجمة، 1 أو 2) التي تقع بين جينات الوحدة الفرعية للرنا الريباسي rRNA الريبوسومي.
