Seqüència conservada: diferència entre les revisions
| Línia 5: | Línia 5: | ||
== Història == |
== Història == |
||
Vegeu també: història de l'evolució molecular |
Vegeu també: història de l'evolució molecular |
||
El descobriment del paper de l’ADN en l’herència i les observacions de [[Frederick Sanger|Frederic Sanger]] sobre com varia la [[insulina]] entre animals <ref>{{Ref-publicació|article=Species Differences in Insulins|url=http://dx.doi.org/10.1038/164529a0|publicació=Nature|data=1949-09|issn=0028-0836|pàgines=529–529|volum=164|exemplar=4169|doi=10.1038/164529a0|nom=F.|cognom=Sanger}}</ref>van ser el detonant perquè es comencés a estudiar la taxonomia des d’una perspectiva molecular <ref name=":0">{{Ref-publicació|article=New Approaches to Bacterial Taxonomy|url=http://www.annualreviews.org/doi/10.1146/annurev.mi.17.100163.001553|publicació=Annual Review of Microbiology|data=1963-10|issn=0066-4227|pàgines=329–372|volum=17|exemplar=1|doi=10.1146/annurev.mi.17.100163.001553|llengua=en|nom=J|cognom=Marmur|nom2=S|cognom2=Falkow|nom3=M|cognom3=Mandel}}</ref> <ref name=":1">{{Ref-publicació|article=Phylogeny and beyond: Scientific, historical, and conceptual significance of the first tree of life|url=http://dx.doi.org/10.1073/pnas.1109716109|publicació=Proceedings of the National Academy of Sciences|data=2012-01-17|issn=0027-8424|pàgines=1011–1018|volum=109|exemplar=4|doi=10.1073/pnas.1109716109|nom=N. R.|cognom=Pace|nom2=J.|cognom2=Sapp|nom3=N.|cognom3=Goldenfeld}}</ref>. Estudis realitzats durant els anys 60 van utilitzar la [[:en:DNA–DNA_hybridization|hibridació de l’ADN]] i tècniques de [[reactivitat creuada]] en proteïnes per mesurar la similitud entre proteïnes ortòlogues ja conegudes. Un exemple d’aquestes serien [[Hemoglobina|l’hemoglobina]] <ref>{{Ref-llibre|títol=Chance in Evolution--Some Philosophical Remarks|url=http://dx.doi.org/10.1007/978-1-4684-2019-7_10|editorial=Springer US|data=1972|lloc=Boston, MA|isbn=978-1-4684-2021-0|pàgines=113–126|nom=Linus|cognom=Pauling|nom2=Emile|cognom2=Zuckerkandl}}</ref> i el [[Citocrom c|citocrom C]] <ref>{{Ref-publicació|article=PRIMARY STRUCTURE AND EVOLUTION OF CYTOCHROME C|url=http://dx.doi.org/10.1073/pnas.50.4.672|publicació=Proceedings of the National Academy of Sciences|data=1963-10-01|issn=0027-8424|pàgines=672–679|volum=50|exemplar=4|doi=10.1073/pnas.50.4.672|nom=E.|cognom=Margoliash}}</ref>. |
|||
L’any 1965, l’austríac [[:en:Emile_Zuckerkandl|Émile Zuckerkandl]] i l’americà [[Linus Carl Pauling|Linus Pauling]] van introduir el concepte de [[rellotge molecular]] <ref>{{Ref-llibre|títol=Evolutionary Divergence and Convergence in Proteins|url=http://dx.doi.org/10.1016/b978-1-4832-2734-4.50017-6|editorial=Elsevier|data=1965|isbn=978-1-4832-2734-4|pàgines=97–166|nom=EMILE|cognom=ZUCKERKANDL|nom2=LINUS|cognom2=PAULING}}</ref>, que consisteix en utilitzar la taxa de substitucions constants dels aminoàcids per determinar el [[Evolució divergent|temps de divergència]] entre dos organismes. Així com les primeres filogènies concordaven amb els registres [[Fòssil|fòssils]], l’observació del que semblaven diferents ritmes en l’evolució dels gens va dur al desenvolupament de les teories de [[Evolució molecular|l’evolució molecular]] <ref name=":0" /> <ref name=":1" /> . La importància de les seqüències conservades es va materialitzar amb la comparació que va realitzar Margaret Dayhoff l’any 1966 entre diferents seqüències de [[:es:Ferredoxina|ferredoxina]], en la que va observar com la [[selecció natural]] actua per conservar i optimitzar aquelles seqüències de proteïnes essencials per la vida <ref>{{Ref-publicació|article=Evolution of the Structure of Ferredoxin Based on Living Relics of Primitive Amino Acid Sequences|url=http://dx.doi.org/10.1126/science.152.3720.363|publicació=Science|data=1966-04-15|issn=0036-8075|pàgines=363–366|volum=152|exemplar=3720|doi=10.1126/science.152.3720.363|nom=R. V.|cognom=Eck|nom2=M. O.|cognom2=Dayhoff}}</ref>. |
|||
== Mecanismes == |
|||
Vegeu també: [[Selecció natural]] i [[Evolució molecular|teoria neutral de l’evolució molecular]] |
|||
Les seqüències d’àcids nucleics del [[genoma]] d’un [[llinatge]] poden canviar gradualment en el temps i en vàries generacions degut a mutacions i [[Deleció|delecions]] a l’atzar. (8,9). Aquestes seqüències també poden recombinar-se o suprimir-se degut a reorganitzacions cromosòmiques. Les seqüències conservades són aquelles que tot i aquests mecanismes, persisteixen en el genoma i tenen una taxa de mutació més baixa que l’esperada per atzar (10). |
|||
La conservació pot tenir lloc en seqüències d’àcids nucleics codificants i no-codificants. Teòricament, les seqüències d’ADN altament conservades tenen valor funcional, encara que es coneix poc el paper de les regions altament conservades no codificants. (11, 12) |
|||
El fet de que una seqüència es conservi o no pot dependre de les diferents pressions selectives, la seva tolerància a les mutacions, la genètica de poblacions i la deriva genètica. A més a més, moltes seqüències funcionals són també modulars, i per tant, contenen regions que poden estar subjectes a pressions selectives independents, com per exemple els dominis proteics, que estan subjectes a una pressió evolutiva diferent de la resta de la seqüència. (13) |
|||
<!-- EDITEU A CONTINUACIÓ --> |
<!-- EDITEU A CONTINUACIÓ --> |
||
== Referències == |
== Referències externes == |
||
<references /> |
<references /> |
||
Revisió del 13:56, 20 des 2020
En el context de l’evolució, les seqüències conservades són aquelles seqüències homòlogues d’àcids nucleics (ADN i ARN) o proteïnes idèntiques o semblants entre espècies (ortòlogues), entre el mateix genoma (paràlogues) o aquelles generades per transferència horitzontal de gens entre diferents espècies que comparteixen ancestre comú (xenòlogues).
Una seqüència altament conservada és aquella que es manté sense canvis en l’arbre filogenètic i durant les diferents etapes geològiques. Que una seqüència estigui conservada al llarg de l’evolució indica que és valuosa i per això la selecció natural l’ha mantingut. Alguns exemples de seqüències altament conservades són els components ARN dels ribosomes que es troben en tots els superregnes de la vida, la caixa homeòtica en eucariotes, i l’ARN mitocondrial en bacteris. L’estudi de la conservació de les seqüències inclou múltiples àrees d’investigació com ara la genòmica, la proteòmica, la biologia evolutiva, la filogenètica, la bioinformàtica i les matemàtiques
Història
Vegeu també: història de l'evolució molecular
El descobriment del paper de l’ADN en l’herència i les observacions de Frederic Sanger sobre com varia la insulina entre animals [1]van ser el detonant perquè es comencés a estudiar la taxonomia des d’una perspectiva molecular [2] [3]. Estudis realitzats durant els anys 60 van utilitzar la hibridació de l’ADN i tècniques de reactivitat creuada en proteïnes per mesurar la similitud entre proteïnes ortòlogues ja conegudes. Un exemple d’aquestes serien l’hemoglobina [4] i el citocrom C [5].
L’any 1965, l’austríac Émile Zuckerkandl i l’americà Linus Pauling van introduir el concepte de rellotge molecular [6], que consisteix en utilitzar la taxa de substitucions constants dels aminoàcids per determinar el temps de divergència entre dos organismes. Així com les primeres filogènies concordaven amb els registres fòssils, l’observació del que semblaven diferents ritmes en l’evolució dels gens va dur al desenvolupament de les teories de l’evolució molecular [2] [3] . La importància de les seqüències conservades es va materialitzar amb la comparació que va realitzar Margaret Dayhoff l’any 1966 entre diferents seqüències de ferredoxina, en la que va observar com la selecció natural actua per conservar i optimitzar aquelles seqüències de proteïnes essencials per la vida [7].
Mecanismes
Vegeu també: Selecció natural i teoria neutral de l’evolució molecular
Les seqüències d’àcids nucleics del genoma d’un llinatge poden canviar gradualment en el temps i en vàries generacions degut a mutacions i delecions a l’atzar. (8,9). Aquestes seqüències també poden recombinar-se o suprimir-se degut a reorganitzacions cromosòmiques. Les seqüències conservades són aquelles que tot i aquests mecanismes, persisteixen en el genoma i tenen una taxa de mutació més baixa que l’esperada per atzar (10).
La conservació pot tenir lloc en seqüències d’àcids nucleics codificants i no-codificants. Teòricament, les seqüències d’ADN altament conservades tenen valor funcional, encara que es coneix poc el paper de les regions altament conservades no codificants. (11, 12)
El fet de que una seqüència es conservi o no pot dependre de les diferents pressions selectives, la seva tolerància a les mutacions, la genètica de poblacions i la deriva genètica. A més a més, moltes seqüències funcionals són també modulars, i per tant, contenen regions que poden estar subjectes a pressions selectives independents, com per exemple els dominis proteics, que estan subjectes a una pressió evolutiva diferent de la resta de la seqüència. (13)
Referències externes
- ↑ Sanger, F. «Species Differences in Insulins». Nature, 164, 4169, 1949-09, pàg. 529–529. DOI: 10.1038/164529a0. ISSN: 0028-0836.
- ↑ 2,0 2,1 Marmur, J; Falkow, S; Mandel, M «New Approaches to Bacterial Taxonomy» (en anglès). Annual Review of Microbiology, 17, 1, 1963-10, pàg. 329–372. DOI: 10.1146/annurev.mi.17.100163.001553. ISSN: 0066-4227.
- ↑ 3,0 3,1 Pace, N. R.; Sapp, J.; Goldenfeld, N. «Phylogeny and beyond: Scientific, historical, and conceptual significance of the first tree of life». Proceedings of the National Academy of Sciences, 109, 4, 17-01-2012, pàg. 1011–1018. DOI: 10.1073/pnas.1109716109. ISSN: 0027-8424.
- ↑ Pauling, Linus; Zuckerkandl, Emile. Chance in Evolution--Some Philosophical Remarks. Boston, MA: Springer US, 1972, p. 113–126. ISBN 978-1-4684-2021-0.
- ↑ Margoliash, E. «PRIMARY STRUCTURE AND EVOLUTION OF CYTOCHROME C». Proceedings of the National Academy of Sciences, 50, 4, 01-10-1963, pàg. 672–679. DOI: 10.1073/pnas.50.4.672. ISSN: 0027-8424.
- ↑ ZUCKERKANDL, EMILE; PAULING, LINUS. Evolutionary Divergence and Convergence in Proteins. Elsevier, 1965, p. 97–166. ISBN 978-1-4832-2734-4.
- ↑ Eck, R. V.; Dayhoff, M. O. «Evolution of the Structure of Ferredoxin Based on Living Relics of Primitive Amino Acid Sequences». Science, 152, 3720, 15-04-1966, pàg. 363–366. DOI: 10.1126/science.152.3720.363. ISSN: 0036-8075.