機能的相違

機能的分岐とは、遺伝子複製後に遺伝子が祖先機能から機能を変化させるプロセスである。機能的分岐は、パラログが祖先機能の1つを特化するサブ機能化、またはまったく新しい機能的能力が進化する新機能化のいずれかをもたらす可能性がある。この遺伝子複製と機能的分岐のプロセスは分子の新規性の主な起源であり、今日存在する多くの大きなタンパク質ファミリーを生み出したと考えられている。^[1]^[2]

機能的分岐は、遺伝子重複イベントの起こり得る結果の1つにすぎません。他の運命には、パラログの1つが有害な突然変異を獲得して疑似遺伝子になる非機能化や、両方のパラログが元の機能を維持する超機能化（強化）^{[3]などがあります。遺伝子、染色体、またはゲノム全体の重複イベントは、}パラログの機能的分岐の標準的な原因と考えられていますが、オルソログ（種分化イベントから派生した遺伝子）も機能的分岐を起こす可能性があり^[4]^[5]^[6]^[7]、水平遺伝子伝達によってゲノム内に遺伝子の複数のコピーが生じる可能性があり、機能的分岐の機会を提供します。

多くのよく知られたタンパク質ファミリーは、このプロセスの結果であり、例えば、ヘモグロビンとミオグロビンの分岐をもたらした古代の遺伝子重複イベント、脊椎動物ヘモグロビンのさまざまなサブユニットの拡大（アルファとベータ）をもたらした最近の重複イベント^[8]、またはGタンパク質アルファサブユニットの拡大^{[9]などです。}

参照

参考文献

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[1] Gu, X (2003 年 7 月)。「タンパク質 (ファミリー) 配列の進化における機能的相違」。新しい遺伝子機能の起源と進化。遺伝学と進化の現代的課題。第 118 巻。pp. 133–41。doi : 10.1007/ 978-94-010-0229-5_4。ISBN 978-94-010-3982-6. PMID 12868604。 {{cite book}}:|journal=無視されました (ヘルプ)

[2] Fay, JC; Wu, CI (2003). 「タンパク質進化における配列の多様性、機能的制約、および選択」Annu Rev Genom Hum Genet . 4 : 213–35. doi : 10.1146/annurev.genom.4.020303.162528 . PMID 14527302.

[3] Dvornyk, V; Vinogradova, ON; Nevo, E (2002). 「イスラエルの「進化峡谷」I および II に生息するシアノバクテリア Nostoc linckia において、長期にわたる微気候ストレスが kaiABC 時計遺伝子ファミリーの急速な適応放散を引き起こす」Proc Natl Acad Sci USA . 99 (4): 2082–2087. Bibcode :2002PNAS...99.2082D. doi : 10.1073/pnas.261699498 . PMC 123721 . PMID 11842226.

[4] Studer, RA; Robinson-Rechavi, M (2009). 「オルソログは類似しているが、パラログは異なると確信できるだろうか?」. Trends in Genetics . 25 (5): 210–6. doi :10.1016/j.tig.2009.03.004. PMID 19368988.

[5] Studer; Robinson-Rechavi, M (2010). 「共変類似および一定だが異なるアミノ酸進化モデルにおけるオルソログとパラログの大規模解析」.分子生物学と進化. 27 (11): 2618–2627. doi :10.1093/molbev/msq149. PMC 2955734. PMID 20551039 .

[6] Gharib, WH; Robinson-Rechavi, M (2011). 「ヒトとマウスのオルソログが異なる場合」.バイオインフォマティクスのブリーフィング. 12 (5): 436–441. doi :10.1093/bib/bbr031. PMC 3178054. PMID 21677033.

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[8] Storz, Jay F.; Hoffmann, Federico G.; Opazo, Juan C.; Moriyama, Hideaki (2008年3月). 「げっ歯類における三重αグロビン遺伝子間の適応的機能的相違」.遺伝学. 178 (3): 1623–1638. doi :10.1534/genetics.107.080903. PMC 2278084. PMID 18245844 .

[9] Zheng, Y; Xu, D; Gu, X (2007). 「遺伝子重複後の機能的相違と配列構造関係: Gタンパク質αサブユニットの事例研究」. Journal of Experimental Zoology Part B: Molecular and Developmental Evolution . 308 (1): 85–96. doi : 10.1002/jez.b.21140 . PMID 17094082.