Articles /

7.15A: Genfamiljer

Nyckelbegrepp

  • fylogenetisk: Av eller relaterad till organismers evolutionära utveckling.
  • sekundärstruktur: Den allmänna tredimensionella strukturen hos en biopolymer som DNA eller ett protein.

En genfamilj är en uppsättning av flera likartade gener som bildats genom duplicering av en enda ursprunglig gen och som i allmänhet har liknande biokemiska funktioner. En sådan familj är generna för mänskliga hemoglobinunderenheter. De 10 generna finns i två kluster på olika kromosomer, som kallas α-globin- och β-globinloci. Gener kategoriseras i familjer baserat på gemensamma nukleotid- eller proteinsekvenser. Fylogenetiska tekniker kan användas som ett mer rigoröst test. Exonernas positioner i den kodande sekvensen kan användas för att härleda gemensam härstamning. Genom att känna till sekvensen för det protein som kodas av en gen kan forskarna tillämpa metoder som hittar likheter mellan proteinsekvenser som ger mer information än likheter eller skillnader mellan DNA-sekvenser. Dessutom ger kunskap om proteinets sekundärstruktur ytterligare information om härstamning, eftersom organiseringen av sekundärstrukturella element förmodligen skulle bevaras även om aminosyrasekvensen ändras avsevärt.

Figur: Figur: Utveckling av en genfamilj: Ojämnt korsande genererar genfamiljer. Den vänstra sidan illustrerar en händelse med ojämnt korsande överskridande och de två produkter som genereras. Den ena produkten tas bort och den andra dupliceras för samma region. I det här exemplet innehåller den duplicerade regionen en andra fullständig kopia av en enskild gen (B). Den högra sidan illustrerar en andra omgång av ojämnt korsande överskridande som kan inträffa i ett genom som är homozygot för den ursprungliga duplicerade kromosomen. I det här fallet har korsningshändelsen inträffat mellan de två kopiorna av den ursprungliga genen. Endast den duplicerade produkt som genereras av denna händelse visas. Med tiden kan de tre kopiorna av B-genen divergera till tre olika funktionella enheter (B1, B2 och B3) i ett genfamiljskluster.

Dessa metoder förlitar sig ofta på förutsägelser baserade på DNA-sekvensen. Om generna i en genfamilj kodar för proteiner används ofta termen proteinfamilj på ett analogt sätt som genfamilj. Utvidgningen eller minskningen av genfamiljer längs en viss släktlinje kan bero på slumpen eller vara resultatet av naturligt urval. Att skilja mellan dessa två fall är ofta svårt i praktiken. I nyare arbeten används en kombination av statistiska modeller och algoritmiska tekniker för att upptäcka genfamiljer som är under påverkan av naturligt urval.

Genkomplex är däremot helt enkelt tätt sammanlänkade grupper av gener, ofta skapade via genduplikation (ibland kallad segmentell duplikation om duplikaten förblir sida vid sida). Här har varje gen en liknande men något avvikande funktion.

Leave a Reply