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:

1. přeskupování exonů
2. duplikace genů
3. retrotranspozice
4. fúze a štěpení genů

Přeskupování exonů

• exony různých genů mohou být spojeny za vzniku nového genu

Duplikace genů

• nerovnoměrný crossing-over, nerovnoměrná výměna mezi sesterskými chromatidami, sklouznutí DNA-polymerázy
• 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 mění mutace zakázané na tolerované

Retrotranspozice

• "kopíruj a vlož"
• přemisťování úseků DNA v genomu

Původ chromosomů XY

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

Zdroj

• přednášky Biologie a genetika, 1.LF UK

			Článek neobsahuje vše, co by měl.
			Můžete se přidat k jeho autorům a doplnit jej.
			O vhodných změnách se lze poradit v diskusi.

			Tady musí proběhnout stylistická úprava.
			Články ve WikiSkriptech by měly připomínat kapitoly v učebnici, ne bodové poznámky.
			V nápovědě můžete se podívat jak vypadá ideální članek. O vhodných změnách se lze poradit v diskusi.