Ny indsigt i evolution:Hvorfor gener ser ud til at bevæge sig rundt

I årtier har genetikere undret sig over et mærkeligt fænomen - gener i menneskets og andre pattedyrs genomer ser nogle gange ud til at ændre position sammenlignet med deres tilsyneladende forfædres modstykker. Det accepterede dogme inden for evolutionær biologi, som hævder, at genrækkefølgen ikke uden videre ændrer sig fra generation til generation, er i modstrid med den udbredte observation, at genklynger blandes og vendes oftere end tidligere anerkendt.

Nu mener forskere ledet af Wellcome Sanger Institute og University of Geneva, at de har afsløret den længe søgte mekanisme, der er ansvarlig for denne gåde, der involverer store løkker af DNA, der interagerer med og fører til genetiske udvekslinger, der involverer kromosomale områder, der er millioner af bogstaver lange. Undersøgelsen, offentliggjort i Science Advances, løser meget af forvirringen vedrørende gensynteny-bevaring:ideen om, at arrangementet af genklynger er relativt konsistent mellem beslægtede arter på tværs af evolutionær historie.

Som beskrevet i rapporten sker disse genomiske inversioner gennem et molekylært maskineri - kendt som ikke-allel homolog rekombination (NAHR) - hvor to segmenter af DNA, ikke nødvendigvis på det samme kromosom, der tilfældigvis deler betydelig identitet, interagerer og fører til brud på de matchende steder. Genetisk materiale fra disse forskellige kromosomale positioner kan bytte eller blive vendt ved en sådan rekombination og derved skifte eller ændre orienteringen af ​​hele genklynger i kromosomerne.

"Hos pattedyr ved vi, at kromosomer kommer i han- og kvindespecifikke varianter med forskellige evolutionære historier. Vi observerede en slående ophobning af NAHR-begivenheder - hyppigere sammenlignet med autosomer eller endda kønskromosomer hos andre hvirveldyr - på de mandlige kønskromosomer af talrige organismer, fra næbdyr til mus, kvæg, kat, makak, gibbon, mennesker og menneskeabearter," forklarer Dr. Manuel Campos fra Wellcome Sanger Institute, førende forfatter af forskningen.

NAHR kan også forekomme mellem DNA-segmenter, der stammer fra det samme duplikerede locus på den samme kromosomarm; dette kan for eksempel ske efter genduplikation. Genklynger - især på kønskromosomer - er også blevet foreslået for at hjælpe med genregulering, for eksempel da gen-naboer ofte koder for proteiner, der udgør en del af de samme molekylære veje eller biologiske proces.