Vznik nových genů v evoluci
Nové geny se vyvíjejí z genů stávajících. Duplikacemi a postupnými diverzifikacemi genů docházelo ke vzniku vzájemně podobných skupin, které nazýváme genové rodiny a nadrodiny. Typickým příkladem genové rodiny jsou geny kódující globinové jednotky, kdy z pravděpodobného společného předka, kódujícího "jednoduchý globin", vznikly geny specializovanější, kódující zejm. hemoglobin a myoglobin.
Geny mohou vznikat těmito mechanismy:
- přeskupování exonů
- duplikace genů
- retrotranspozice
- fúze a štěpení genů
Přeskupování exonů[upravit | editovat zdroj]
Exony různých genů mohou být spojeny za vzniku nového genu.
Duplikace genů[upravit | editovat zdroj]
Duplikace genů je základem diverzifikace. Duplikován může být celý gen, jeho část nebo i cluster genů. Pokud je gen v genomu jenom ve dvou kopiích (na chromosomu od otce a od matky), pak mutace v něm obvykle způsobí ztrátu jeho funkce, a tudíž jsou pro svého nositele nevýhodné. V takovémto případě může nanejvýš nastat mutace, která původní funkci vylepší, ale nemůže vzniknout funkce nová, protože tím by se ztratila ta stará. Pokud je však gen duplikován, a to třeba i mnohonásobně, mohou vést mutace v jeho kopích ke vzniku nové funkce, což může být evolučně výhodné a proto preferované. Tak se mutace v duplikovaném genu rozšíří v populaci. Duplikace genů tedy mění mutace zakázané na tolerované.
K duplikaci genů může dojít následkem nerovnoměrného crossing-overu, nerovnoměrné výměna mezi sesterskými chromatidami či sklouznutím DNA-polymerázy
Retrotranspozice[upravit | editovat zdroj]
Retrotranspozice je uskutečňována metodou "kopíruj a vlož". Dochází tedy k přemisťování úseku DNA v genomu. To může mít za následek ztrátu funkce, poruchu funkce či vznik nové funkce. Některý gen může taky dostat do transkripčně aktivního místa. To se děje např. u Burkittova lymfomu.
Původ chromosomů XY[upravit | editovat zdroj]
Lidské pohlavní chromosomy XY vznikaly postupnými mutacemi z páru klasických autosomů, které se vyskytovaly před stamiliony let v předcích savců. V určitém bodě vznikl gen SRY, determinující mužské pohlaví, na chromosomu dnes známém jako Y. Aby určování pohlaví zůstalo sjednocené (tedy aby se gen SRY nepřenesl na X chromosom), bylo evolučně výhodnější zamezit rekombinaci mezi X a Y - to také vedlo k postupné specializaci a mizení genů z chromosomu Y. Vlivem této skutečnosti si dnes ch. X zachovává svoji původní velikost*, kdežto ch. Y ztratil většinu svých genů, zbývá jich celkem okolo padesáti. Ačkoliv nelze vyvrátit hypotézu o možném budoucím vymizení chromozomu Y, je nutné holdovat faktu, že si ch. Y zachovává již několik desítek milionů let stabilní stav. Pokračující degenerace by totiž vedla ke ztrátě nepostradatelných genů, např. genů řídících spermatogenezi, což by znemožnilo reprodukci druhu.
*chromosom X totiž rekombinuje v ženském karyotypu XX, tudíž si zachovává svoji variabilitu
Odkazy[upravit | editovat zdroj]
Zdroj[upravit | editovat zdroj]
- přednášky Biologie a genetika, 1.LF UK
