Articles /

7.15A: Géncsaládok

Kulcsfogalmak

  • filogenetikai: Az élőlények evolúciós fejlődésével kapcsolatos vagy azzal kapcsolatos.
  • másodlagos szerkezet: Egy biopolimer, például a DNS vagy a fehérje általános háromdimenziós szerkezete.

A géncsalád több hasonló génből álló, egyetlen eredeti gén duplikációjával létrejött, általában hasonló biokémiai funkcióval rendelkező géncsoport. Az egyik ilyen géncsalád az emberi hemoglobin alegységek génjei. A 10 gén két csoportban található különböző kromoszómákon, az úgynevezett α-globin és β-globin lókuszokban. A géneket a közös nukleotid- vagy fehérjeszekvenciák alapján családokba sorolják. A filogenetikai technikák szigorúbb tesztként használhatók. A kódoló szekvencián belüli exonok helyzete alapján lehet következtetni a közös ősökre. A gén által kódolt fehérje szekvenciájának ismerete lehetővé teheti a kutatók számára, hogy olyan módszereket alkalmazzanak, amelyek olyan hasonlóságokat találnak a fehérjeszekvenciák között, amelyek több információt nyújtanak, mint a DNS-szekvenciák közötti hasonlóságok vagy különbségek. Továbbá a fehérje másodlagos szerkezetének ismerete további információt ad a származásról, mivel a másodlagos szerkezeti elemek szerveződése feltehetően akkor is konzerválódik, ha az aminosav-szekvencia jelentősen változik.

Ábra: Egy géncsalád evolúciója: Az egyenlőtlen kereszteződés géncsaládokat hoz létre. A bal oldal egy egyenlőtlen kereszteződési eseményt és a keletkező két terméket szemlélteti. Az egyik termék törlődik, a másik pedig duplikálódik ugyanarra a régióra. Ebben a példában a duplikált régió egyetlen gén második teljes példányát tartalmazza (B). A jobb oldal az egyenlőtlen átkereszteződés második fordulóját szemlélteti, amely az eredeti duplikált kromoszóma homozigóta genomjában fordulhat elő. Ebben az esetben a kereszteződési esemény az eredeti gén két példánya között következett be. Csak az ezen esemény által létrehozott duplikált termék látható. Idővel a B gén három kópiája egy géncsalád klaszterének három különböző funkcionális egységévé (B1, B2 és B3) válhat.

Ezek a módszerek gyakran a DNS-szekvencián alapuló előrejelzésekre támaszkodnak. Ha egy géncsalád génjei fehérjéket kódolnak, a géncsaládhoz hasonlóan gyakran használják a fehérjecsalád kifejezést is. A géncsaládok bővülése vagy szűkülése egy adott vonal mentén lehet a véletlen műve, de lehet a természetes szelekció eredménye is. E két eset megkülönböztetése a gyakorlatban gyakran nehéz. A legújabb munkák statisztikai modellek és algoritmikus technikák kombinációját használják a természetes szelekció hatása alatt álló géncsaládok kimutatására.

A génkomplexek ezzel szemben egyszerűen a gének szorosan összekapcsolt csoportjai, amelyek gyakran génduplikáció révén jönnek létre (néha szegmentális duplikációnak nevezik, ha a duplikációk egymás mellett maradnak). Itt minden génnek hasonló, bár kissé eltérő funkciója van.

Leave a Reply