Geconserveerde sequentie
Geconserveerde sequenties zijn gelijksoortige of identieke sequenties die voorkomen in DNA, en sequenties veroorzaken in RNA, eiwitten en koolhydraten.
Deze sequenties komen in alle soorten voor. Dit toont aan dat de sequenties in de evolutie behouden zijn gebleven, ondanks de soortvorming. Hoe verder terug in de fylogenetischeboom een bepaalde geconserveerde sequentie voorkomt, hoe meer deze geconserveerd is. Aangezien sequentie-informatie normaliter via genen van de ouders op de nakomelingen wordt overgedragen, impliceert een geconserveerde sequentie dat er een geconserveerd gen is.
Er is sprake van instandhouding van een sequentie wanneer mutaties in een sterk geconserveerde regio leiden tot niet-levensvatbare levensvormen, d.w.z. een vorm die door natuurlijke selectie wordt geëlimineerd. Met andere woorden, het product van het gen is van vitaal belang voor het leven, en de functie ervan wordt vernietigd door bijna alle veranderingen (mutaties) in de sequentie.
Residuen geconserveerd onder verschillende G-eiwit gekoppelde receptoren zijn groen gemarkeerd.
Geconserveerde nucleïnezuur sequenties
De algemeen aanvaarde basistheorie is dat sterk geconserveerde DNA-sequenties een functionele waarde moeten hebben, hoewel de rol voor veel van deze sterk geconserveerde niet-coderende DNA-sequenties niet bekend is. Een recente studie waarbij vier sterk geconserveerde niet-coderende DNA-sequenties bij muizen werden geëlimineerd, leverde levensvatbare muizen op zonder significante fenotypische verschillen; de auteurs beschreven hun bevindingen als "onverwacht". Er is hier dus duidelijk iets dat niet wordt begrepen.
Veel gebieden van het DNA, waaronder sterk geconserveerde DNA-sequenties, bestaan uit herhaalde sequentie-elementen. Als slechts één van een reeks herhaalde sequenties werd verwijderd, en de herhalingen waren niet nodig, dan zou er bij de muizen geen verschil te zien zijn. In het artikel werd niet vermeld of de verwijderde sequenties herhaalde sequenties waren.
Geconserveerde proteïne sequenties en structuren
Eiwitten met een hoge mate van conservering zijn vaak nodig om cellen te laten werken of zich te laten delen. Behoud van eiwitsequenties blijkt uit de aanwezigheid van identieke aminozuurresiduen op analoge delen van eiwitten. Behoud van eiwitstructuren blijkt uit de aanwezigheid van functioneel gelijkwaardige, hoewel niet noodzakelijk identieke, aminozuurresiduen en structuren tussen analoge delen van eiwitten.
Hieronder staat een aminozuursequentie-afstemming tussen twee menselijke zinkvingereiwitten. Geconserveerde aminozuursequenties zijn gemarkeerd met reeksen van ∗ {*} }
op de derde regel van de sequentie uitlijning. Zoals te zien is in deze uitlijning, bevatten deze twee eiwitten een aantal geconserveerde aminozuur-sequenties (weergegeven door identieke letters tussen de twee sequenties).
Vergelijkende genomica
Het onderzoeksgebied dat de evolutie en functie van multigene families bestudeert, wordt comparatieve genomica genoemd.
Vragen en antwoorden
V: Wat zijn geconserveerde sequenties?
A: Behouden sequenties zijn gelijkaardige of identieke sequenties die voorkomen in DNA en sequenties veroorzaken in RNA, eiwitten en koolhydraten. Deze sequenties komen in alle soorten voor, wat suggereert dat zij in de evolutie zijn gehandhaafd ondanks speciatie.
V: Wat betekent het als een geconserveerde sequentie verderop in de fylogenetische boom voorkomt?
A: Als een geconserveerde sequentie verder in de fylogenetische boom voorkomt, is zij sterker geconserveerd. Dit betekent dat de sequentie gedurende langere tijd grotendeels onveranderd is gebleven.
V: Wat impliceert een geconserveerde sequentie over het gen dat het vertegenwoordigt?
A: Een geconserveerde sequentie impliceert dat er een geconserveerd gen is. Dit komt omdat sequentie-informatie normaal gesproken door genen wordt overgedragen van ouders op nakomelingen.
V: Wanneer vindt behoud van een sequentie plaats?
A: Behoud van een sequentie gebeurt wanneer mutaties in een sterk geconserveerde regio leiden tot niet-levensvatbare levensvormen. Met andere woorden, het product van het gen is essentieel voor het leven, en zijn functie wordt vernietigd door bijna alle veranderingen (mutaties) in de sequentie.
V: Waarom zijn geconserveerde sequenties belangrijk?
A: Behouden sequenties zijn belangrijk omdat zij het bewijs leveren van de evolutionaire relaties tussen organismen. Zij suggereren ook dat de genen die betrokken zijn bij deze sequenties essentieel zijn voor het leven.
V: Hoe worden geconserveerde sequenties van generatie op generatie overgedragen?
A: Behouden sequenties worden normaal gesproken door genen van generatie op generatie overgedragen. Dit betekent dat zij via DNA van ouders op nakomelingen worden overgedragen.
V: Leiden alle mutaties in geconserveerde sequenties tot niet-levensvatbare levensvormen?
A: Ja, bijna alle mutaties in sterk geconserveerde gebieden leiden tot niet-levensvatbare levensvormen, omdat het product van het gen van vitaal belang is voor het leven, en de functie ervan wordt vernietigd door bijna alle veranderingen in de sequentie.
