Actualmente estoy leyendo el capítulo 15 de Principios de la vida, 2.ª edición:
Muchas duplicaciones de genes afectan solo a uno o unos pocos genes a la vez, pero en algunos casos se pueden duplicar genomas completos. Cuando todos los genes están duplicados, hay enormes oportunidades para que evolucionen nuevas funciones. Eso es exactamente lo que parece haber sucedido durante el curso de la evolución de los vertebrados. Los genomas de los vertebrados con mandíbula tienen cuatro conjuntos diploides de muchos genes principales, lo que lleva a los biólogos a concluir que ocurrieron dos eventos de duplicación de todo el genoma en el antepasado de estas especies. Estas duplicaciones permitieron una especialización considerable de genes vertebrados individuales, muchos de los cuales ahora son muy específicos de tejido en su expresión.
Mi pregunta es: ¿cómo exactamente la duplicación de un genoma permite la especialización de los genes? En otras palabras, después de que los vertebrados se sometieran a la duplicación del genoma, ¿cómo una copia del genoma se volvió "altamente específica de tejido"?
Con un gen de una sola copia, las mutaciones pueden afectar alguna función vital y, por lo tanto, a menudo son perjudiciales y seleccionadas negativamente. Inmediatamente después de un evento de duplicación, hay un nivel de redundancia en la función del gen y las mutaciones en una copia que dan lugar a nuevos fenotipos se toleran más fácilmente ya que el gen parálogo retiene la función ancestral .
Algún material de lectura, si te sientes inclinado:
Wikipedia:
La divergencia funcional es el proceso por el cual los genes, después de la duplicación de genes, cambian de función desde una función ancestral. La divergencia funcional puede dar como resultado una subfuncionalización, donde un parálogo especializa una de varias funciones ancestrales, o una neofuncionalización, donde evoluciona una capacidad funcional totalmente nueva.
Después del evento de duplicación del gen, hay dos copias idénticas del gen ancestral que realizan exactamente la misma función. Esta redundancia permite que una de las copias asuma una nueva función.
La especialización es un modelo único de subfuncionalización, en el que los parálogos se dividen en varias áreas de especialidad en lugar de función. En este modelo, ambas copias del gen realizan exactamente la misma función ancestral. Por ejemplo, mientras que el gen ancestral puede haber realizado su función en todos los tejidos, etapas de desarrollo y condiciones ambientales, los genes parálogos se vuelven especialistas, dividiéndose entre diferentes tejidos, etapas de desarrollo y condiciones ambientales.
El modelo más ampliamente aceptado es que los ortólogos divergen más lentamente y que la generación de parálogos a través de la duplicación conduce a una fuerte divergencia e incluso a un cambio de función.
Debido a que los genes pueden estar restringidos por selección en más de un nivel fenotípico, la relajación de las restricciones después de la duplicación de genes permite la divergencia funcional (FD) a lo largo de múltiples ejes fenotípicos.