Tasowanie eksonów

duplikacja DNA Wytwarzanie nowych genów w czasie ewolucji może zachodzić w rozmaity sposób. Jednym z najważniejszych mechanizmów jest duplikacja DNA, która może obejmować cały genom, konkretny chromosom lub jego część, wreszcie duplikacji mogą ulegać poszczególne geny lub ich fragmenty. pseudogenyDuplikowane sekwencje DNA mogą ulec konwersji do tzw. pseudogenów, czyli genów nieaktywnych, w których w wyniku braku presji selekcyjnej nagromadzają się rozmaite mutacje i które nie mogą kodować funkcjonalnych białek. Obecnie daje się wykrywać liczne pseudogeny u roślin oraz zwierząt i ta droga wydaje się być ślepym zaułkiem ewolucji. Z drugiej strony duplikowane sekwencje dzięki mutacjom mogą nabywać nowe funkcje i utrwalać się w populacji jako nowe geny. Geny u organizmów eukariotycznych składają się z odcinków kodujących białko (eksonów) rozdzielonych odcinkami niekodującymi (intronami). Jednym z ważnych mechanizmów tworzenia genów o nowych funkcjach jest tzw. tasowanie eksonów. hipoteza Gilberta Hipotezę tę wysunął w 1977 r. W. Gilbert na podstawie obserwacji, że dla wielu białek poszczególne domeny, odpowiedzialne za określone funkcje, są kodowane przez odrębne eksony. Tak więc tworzenie nowych genów mogłoby polegać na tasowaniu domen. Introny pełniłyby rolę łączników, zaś różne kombinacje domen dawałyby w efekcie białka o różnych funkcjach. Hipoteza tasowania eksonów (ang. exon shuffling) ma zasadnicze znaczenie dla wyjaśnienia tempa ewolucji — oznacza bowiem, że ewolucja korzystała z "cegiełek" czy też podzespołów.

Hipoteza Gilberta w części dotyczącej roli intronów w ewolucji nie jest w pełni potwierdzona, nie we wszystkich bowiem genach introny rzeczywiście rozdzielają domeny białkowe. Jednak tasowanie domen i tworzenie w wyniku tego procesu nowych genów w dalszym ciągu wydaje się być podstawowym mechanizmem ewolucji. Hipoteza wyjaśnia również w jaki sposób ewolucja zdołała w stosunkowo niedługim czasie wytworzyć tak różnorodne białka, a co za tym idzie różne organizmy. Mutowanie poszczególnych nukleotydów w genach nie mogło być motorem przemian — ilość możliwych kombinacji jest zbyt wielka i zajęłoby to zbyt wiele czasu. Oczywiście pojedyncze substytucje nukleotydowe także grają rolę w ewolucji genów, mechanizm ten jednak wydaje się pełnić rolę uzupełniającą.

Copyright © 1997-2022 Wydawnictwo Naukowe PWN SA
infolinia: 0 801 33 33 88