遺伝子重複と多様化
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2021/06/19 04:11 UTC 版)
「遺伝子クラスター」の記事における「遺伝子重複と多様化」の解説
1970年代中頃から一般に受け入れられているモデルで、遺伝子クラスターは遺伝子重複と多様化（英語版）[訳語疑問点]の結果として形成されるものと仮定する。Hox 遺伝子クラスター、ヒトβグロビン（英語版）遺伝子クラスター、および4つのヒト成長ホルモン （hGH）/絨毛性ソマトマンモトロピン[訳語疑問点]遺伝子クラスターはこのようにして形成されたとされる。 Hox 遺伝子クラスターやヒト β-グロビン遺伝子クラスターなどの保存性の高い遺伝子クラスターは、遺伝子重複と多様化の過程の結果として生じた可能性がある。ある遺伝子が細胞分裂時に重複すると、以前は1つのコピーしかもたなかった遺伝子を子孫は2つ端から端までもつことになる。これらの遺伝子は最初はまったく同一のタンパク質をコードするか、そうでなくとも同じ機能を果たす。後の進化の過程でこれら2つの遺伝子は多様化していき、関連するものの異なる機能をもつようになるが、染色体上の隣接した位置に存在しつづける。大野乾は新たな遺伝子の起源は遺伝子重複を伴うとする説を提唱した。ある生物種のゲノム上に単一のコピーしかない遺伝子から翻訳されるタンパク質は生存に不可欠となるはずである。よって、この遺伝子は変異により新たな遺伝子となることが不可能であるが、遺伝子重複によって変異が可能となり、進化の道筋の末に究極的には新たな遺伝子となることができるようになる。 重複した遺伝子の場合、元の遺伝子が生存に不可欠な機能を保持しているため変異が許容される。自然選択によりこの遺伝子は保存されなければならないので、遺伝子クラスターを持つ生物種は進化上の優位性を持つことになる 。重複した生存に不可欠な遺伝子によりもたらされる新たな遺伝情報は、短期的にはあまり優位性を発揮しないが、長期的な、進化論的な時間スパンで見ると、重複遺伝子が大幅な変異を受け、元の不可欠遺伝子のものとは異なる役割のタンパク質を生産するようになりうる。長期的には二つの類似した遺伝子は独自の機能へと分化しうる。複数の門にわったって、様々なサイズの Hox 遺伝子クラスターが見つかっている。
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