Сейчас я читаю главу 15 «Принципов жизни», 2-е издание:
Многие дупликации генов затрагивают только один или несколько генов одновременно, но в некоторых случаях могут дублироваться целые геномы. Когда все гены дублируются, появляются огромные возможности для развития новых функций. Похоже, именно это и произошло в ходе эволюции позвоночных. Геномы челюстных позвоночных имеют четыре диплоидных набора многих основных генов, что приводит биологов к выводу, что у предка этих видов произошло два события полногеномной дупликации. Эти дупликации сделали возможной значительную специализацию отдельных генов позвоночных, многие из которых в настоящее время очень тканеспецифичны в своей экспрессии.
У меня вопрос: как именно дублирование генома делает возможной специализацию генов? Другими словами, после того, как позвоночные подверглись дупликации генома, как одна копия генома стала «высокоспецифичной для ткани»?
В случае единственного гена мутации могут повлиять на некоторые жизненно важные функции и, следовательно, часто вредны и вызывают отрицательный отбор. Сразу же после события дупликации существует определенный уровень избыточности функции гена, и мутации в одной копии, приводящие к возникновению новых фенотипов, переносятся легче, поскольку наследственная функция сохраняется за паралогичным геном .
Некоторые материалы для чтения, если вы чувствуете себя так склонны:
Википедия:
Функциональная дивергенция — это процесс, при котором гены после дупликации меняют свою функцию от функции предков. Функциональная дивергенция может привести либо к субфункционализации, когда паралог специализируется на одной из нескольких наследственных функций, либо к неофункционализации, когда развивается совершенно новая функциональная способность.
После дупликации гена появляются две идентичные копии наследственного гена, выполняющие точно такую же функцию. Эта избыточность позволяет одной из копий взять на себя новую функцию.
Специализация — это уникальная модель субфункционализации, в которой паралоги делятся на различные области специализации, а не функции. В этой модели обе копии гена выполняют одну и ту же наследственную функцию. Например, в то время как предковый ген мог выполнять свою функцию во всех тканях, стадиях развития и условиях окружающей среды, паралогичные гены становятся специализированными, разделяясь между различными тканями, стадиями развития и условиями окружающей среды.
Наиболее широко распространенная модель состоит в том, что ортологи расходятся медленнее, а образование паралогов путем дублирования приводит к сильному расхождению и даже изменению функции.
Поскольку гены могут быть ограничены отбором более чем на одном фенотипическом уровне, ослабление ограничений после дупликации генов делает возможной функциональную дивергенцию (FD) по нескольким фенотипическим осям.