Дупликация генов ведет к возникновению конфликта между копиями гена и избыточному усложнению генно-регуляторных сетей

Генетики из Калифорнийского университета опубликовали результаты масштабной работы, освещающей несколько важных аспектов процесса удвоения генов, как одного из основных путей появления новых качеств.

Генно-инженерные изыскания, направленные на воссоздание «предковых» белков, неожиданно привели к расшифровке последовательности процессов, которые в итоге привели к усложнению генной регуляторной системы.

На примере регуляторного белка Mcm1 генетики выяснили, что дупликация гена привела к тому. Что между двумя копиями появился конфликт, и каждая из копий утратила какую-то часть функциональности. Так как функции в разных копиях утрачивались разные, то в результате образовалось два гена, имеющие разную специализацию и оба в равной степени оказались необходимыми для организма. Для каждого гена появился свой белок-регулятор, генно-регуляторная сеть усложнилась.

Сам механизм удвоения генов происходит случайно и не обусловлен очевидной необходимостью, материнский организм зачастую вполне может обходиться более простыми механизмами регуляции.

Второй важный момент, замеченный генетиками, - копиям генов (паралогам) не всегда удается быстро разделить функции, возникает конфликт, ведущий к очередным мутациям, в результате появляются два абсолютно разных специфических белка с собственными механизмами регуляции и областями применения.

Работа послужила подтверждением многих теоретических выводов о способах появления новых функциональных белков и наглядно продемонстрировала один из эволюционных инструментов: дупликацию генов, как механизм формирования эволюционных новшеств.

Подготовлено по материалам публикации ЭлементыРу.

Похожие материалы:
Генетическая ошибка стала причиной появления человечества. Было установлено, что более 500 миллионов лет назад произошло несколько последовательных удвоений ДНК в организме существа жившего на дне океана. Именно это явление и стало причиной появления человека и многих других существ.

Похожие материалы:
Такс и бассет-хаусов покалечил всего один, но очень необычный ген. Эта мутация связана с удвоением гена FGF4, ответственного за рост организмов. Изучив характер повторного гена (а «клон» воспроизведен не полностью — в нем отсутствуют участки, не кодирующие белки), исследователи пришли к выводу, что этот повтор — так называемый ретроген.