Duplicação cromossômica
A duplicação de genes é qualquer duplicação de uma região de pares de base de ADN que contém um gene, sendo uma das formas de mutação estrutural que altera um cromossomo; pode ocorrer com um erro no alinhamento na recombinação homóloga, um evento de retrotransposição, replication slippage ou duplicação de um cromossomo inteiro.[1] Em alguns casos, a sequência duplicada pode divergir e desempenhar novas funções biológicas. Em outros, a cópia pode permanecer com a sequência inalterada.[2] Duplicação é a maneira mais comum de novos genes surgirem em genomas eucariotos.
A segunda cópia de um gene é, muitas vezes, livre de pressão seletiva, isto é, mutações que nele ocorrem não têm efeitos deletérios no organismo hospedeiro. Então, a cópia pode sofrer mutações mais rápido que um gene funcional, ao longo de gerações de organismos.
A duplicação de genes desempenha uma função importante na evolução; fato que tem sido mantido pela comunidade científica há 100 anos.[3] Susumu Ohno foi um dos mais famosos desenvolvedores desta teoria, no seu livro clássico Evolution by gene duplication (1970).[4] Ohno argumenta que a duplicação de genes é a mais importante força evolutiva, desde a emergência do descendente comum.[5] Enquanto a seleção natural meramente modificou, a redundância criou.
Duplicação de genomas inteiros não são eventos tão incomuns, sendo essa uma das mais importantes formas de um genoma aumentar de tamanho. Acredita-se que o genoma inteiro das leveduras sofreu duplicação há cerca de 100 milhões de anos.[6] As plantas são os mais frequentes duplicadores de genomas. Por exemplo, o trigo é hexaplóide (um tipo de poliploidia), significando que possui seis cópias do seu genoma.
[2]Genes que se diferenciam porque originaram da duplicação de um gene ancestral são considerados parálogos, enquanto genes que divergem de um gene ancestral comum por separação filogenética a nível de organismo são ortólogos (similar ao uso comum de homologia). Ao longo da evolução, esse processo pode ocorrer repetidas vezes, formando famílias de genes. A família multigênica da globina, no genoma humano, por exemplo, tem 12 membros que codificam mioglobina e várias cadeias de α- e β-hemoglobina. Essa família se originou por duplicação de um gene ancestral de globina em um ancestral dos gnatostomados (vertebrados).
[7]Existem alguns destinos para genes duplicados:
- Pseudogenização: a cópia proveniente de um gene funcional se torna não-funcional (pseudogene).
- Neofuncionalização: a cópia de um gene evolui e começa a desempenhar uma nova função.
- Subfuncionalização: cada cópia de um gene passa a desenvolver um subconjunto de funções da função antes exercida apenas pelo gene original.
Em geral, a duplicação parece ser menos nociva que a deleção. As duplicações podem originar-se por crossing-over desigual ou por segregação anormal da meiose num portador de uma translocação ou por inversão.
- Cromossomos em anel
As deleções terminais nos dois braços de um cromossomo podem dar origem a um cromossomo em anel, caso as extremidades livres fraturadas se soldarem. Os cromossomos em anel podem dividir-se normalmente durante a mitose ou meiose, mas sujeitos à degeneração.
Referências[editar | editar código-fonte]
- ↑ Zhang, J. (2003). "Evolution by gene duplication: an update." Trends in Ecology & Evolution 18(6): 292-298. DOI link
- ↑ a b FUTUYMA, Douglas; KIRKPATRICK (2017). Evolution. [S.l.]: Sinauer Associates, Inc. ISBN 978-1605356051
- ↑ Taylor, JS. & Raes, J. (2004). "Duplication and Divergence: The Evolution of New Genes and Old Ideas" Annual Review of Genetics 9: 615-643. DOI link
- ↑ Ohno, S. (1970). Evolution by gene duplication. [S.l.]: Springer-Verlag. ISBN 0-04-575015-7
- ↑ Ohno, S. (1967). Sex Chromosomes and Sex-linked Genes. [S.l.]: Springer-Verlag. ISBN 91-554-5776-2
- ↑ Kellis, M, Birren, BW & Lander, ES. (2004). "Proof and evolutionary analysis of ancient genome duplication in the yeast Saccharomyces cerevisiae" Nature 428: 617-624.
- ↑ GRIFFITHS, Anthony (2020). Introduction to Genetic Analysis. [S.l.]: W. H. Freeman. ISBN 978-1319114787
Ver também[editar | editar código-fonte]
- Pseudogenes
- Evolução molecular
- Genoma humano
- Genômica comparativa