Articles /

7.15A: Genfamilier

Nøglebegreber

  • phylogenetisk: Af eller vedrørende organismers evolutionære udvikling.
  • sekundærstruktur: Den generelle tredimensionelle struktur af en biopolymer som f.eks. DNA eller et protein.

En genfamilie er et sæt af flere lignende gener, der er dannet ved duplikering af et enkelt oprindeligt gen, og som generelt har lignende biokemiske funktioner. En sådan familie er generne for de menneskelige hæmoglobin-underenheder. De 10 gener befinder sig i to klynger på forskellige kromosomer, kaldet α-globin- og β-globin-loci. Generne kategoriseres i familier på grundlag af fælles nukleotid- eller proteinsekvenser. Fylogenetiske teknikker kan anvendes som en mere stringent test. Placeringerne af exoner i den kodningssekvens kan bruges til at udlede fælles forfædre. Kendskab til sekvensen af det protein, som et gen koder for, kan give forskerne mulighed for at anvende metoder, der finder ligheder mellem proteinsekvenser, som giver flere oplysninger end ligheder eller forskelle mellem DNA-sekvenser. Desuden giver viden om proteinets sekundære struktur yderligere oplysninger om afstamning, da organiseringen af sekundære strukturelle elementer formodentlig vil være bevaret, selv om aminosyresekvensen ændres betydeligt.

Figur: Evolution af en genfamilie: Ulige krydsninger genererer genfamilier. Den venstre side illustrerer en ulige crossing over-begivenhed og de to produkter, der genereres. Det ene produkt slettes, og det andet duplikeres for den samme region. I dette eksempel indeholder den duplikerede region en anden komplet kopi af et enkelt gen (B). Den højre side illustrerer en anden runde af ulige crossing over, der kan forekomme i et genom, som er homozygot med det oprindelige duplikerede kromosom. I dette tilfælde er crossover-hændelsen sket mellem de to kopier af det oprindelige gen. Kun det duplikerede produkt, der er opstået ved denne hændelse, er vist. Med tiden kan de tre kopier af B-genet divergere til tre forskellige funktionelle enheder (B1, B2 og B3) i en genfamilieklynge.

Disse metoder er ofte afhængige af forudsigelser baseret på DNA-sekvensen. Hvis generne i en genfamilie koder for proteiner, anvendes udtrykket proteinfamilie ofte på samme måde som genfamilien. Udvidelsen eller indskrænkningen af genfamilier langs en bestemt slægt kan skyldes tilfældigheder eller kan være et resultat af naturlig udvælgelse. Det er ofte vanskeligt i praksis at skelne mellem disse to tilfælde. I nyere arbejde anvendes en kombination af statistiske modeller og algoritmiske teknikker til at opdage genfamilier, der er under påvirkning af naturlig udvælgelse.

Genkomplekser er derimod ganske enkelt tæt forbundne grupper af gener, der ofte er skabt via genduplikation (undertiden kaldet segmental duplikation, hvis duplikkerne forbliver side om side). Her har hvert gen en lignende, om end lidt afvigende funktion.

Leave a Reply