Sekwencje
Sekwencje konserwowane to podobne lub identyczne sekwencje, które występują w DNA, a także sekwencje przyczynowe w RNA, białkach i węglowodanach.
Sekwencje te występują u różnych gatunków. Pokazuje to, że sekwencje te zostały zachowane w ewolucji pomimo specjacji. Im dalej w górę drzewafilogenetycznego występuje dana konserwowana sekwencja, tym bardziej jest ona konserwowana. Ponieważ informacja o sekwencji jest zwykle przekazywana z rodziców na potomstwo przez geny, konserwowana sekwencja sugeruje istnienie konserwowanego genu.
Konserwacja sekwencji ma miejsce wtedy, gdy mutacje w wysoce konserwatywnym regionie prowadzą do powstania nieżywotnej formy życia, czyli takiej, która jest eliminowana przez dobór naturalny. Innymi słowy, produkt genu jest niezbędny do życia, a jego funkcja jest niszczona przez prawie wszystkie zmiany (mutacje) w sekwencji.
Rezydy konserwowane wśród różnych receptorów sprzężonych z białkami G są zaznaczone na zielono.
Konserwatywne sekwencje kwasów nukleinowych
Podstawową teorią, szeroko uzgodnioną, jest to, że wysoce konserwatywne sekwencje DNA muszą mieć wartość funkcjonalną, chociaż rola wielu z tych wysoce konserwatywnych niekodujących sekwencji DNA nie jest znana. Jedno z ostatnich badań, które wyeliminowało cztery wysoce konserwatywne niekodujące sekwencje DNA u myszy, dało myszy zdolne do życia bez znaczących różnic fenotypowych; autorzy opisali swoje ustalenia jako "nieoczekiwane". Więc tam jest wyraźnie coś tutaj, co nie jest zrozumiałe.
Wiele regionów DNA, w tym wysoce konserwowane sekwencje DNA, składa się z powtarzających się elementów sekwencji. Jeśli tylko jedna z zestawu powtarzających się sekwencji została usunięta, a powtórzenia nie były potrzebne, to u myszy nie byłoby widać różnicy. W artykule nie podano, czy wyeliminowane sekwencje były sekwencjami powtarzającymi się.
Konserwatywne sekwencje i struktury białek
Wysoko konserwowane białka są często wymagane, aby komórki mogły funkcjonować lub dzielić się. Konserwacja sekwencji białek jest wykazywana przez obecność identycznych reszt aminokwasowych w analogicznych częściach białek. Konserwacja struktur białkowych jest wskazywana przez obecność funkcjonalnie równoważnych, choć niekoniecznie identycznych, reszt aminokwasowych i struktur pomiędzy analogicznymi częściami białek.
Poniżej przedstawiono wyrównanie sekwencji aminokwasów pomiędzy dwoma ludzkimi białkami palców cynkowych. Konserwatywne sekwencje aminokwasów są oznaczone ciągami znaków ∗ {displaystyle {*} }
w trzecim wierszu wyrównania sekwencji. Jak widać z tego dopasowania, te dwa białka zawierają pewną liczbę konserwowanych sekwencji aminokwasowych (reprezentowanych przez identyczne litery ułożone między dwiema sekwencjami).
Genomika porównawcza
Dziedzina badań, która bada ewolucję i funkcje rodzin wielogenowych nazywana jest genomiką porównawczą.
Pytania i odpowiedzi
P: Co to są sekwencje konserwowane?
O: Zachowane sekwencje to podobne lub identyczne sekwencje, które występują w DNA i powodują sekwencje w RNA, białkach i węglowodanach. Sekwencje te występują u różnych gatunków, co sugeruje, że zostały zachowane w ewolucji pomimo specjacji.
P: Co to znaczy, że konserwowana sekwencja występuje dalej w drzewie filogenetycznym?
O: Jeżeli zachowana sekwencja występuje dalej na drzewie filogenetycznym, to znaczy, że jest bardziej zachowana. Oznacza to, że przez dłuższy czas pozostawała w dużej mierze niezmieniona.
P: Co oznacza sekwencja konserwatywna dla genu, który reprezentuje?
O: Zachowana sekwencja oznacza, że istnieje zachowany gen. Dzieje się tak dlatego, że informacja o sekwencji jest zwykle przekazywana z rodziców na potomstwo przez geny.
P: Kiedy dochodzi do zachowania sekwencji?
O: Zachowanie sekwencji ma miejsce wtedy, gdy mutacje w regionie o wysokim stopniu zachowania prowadzą do powstania form życia nie nadających się do życia. Innymi słowy, produkt genu jest niezbędny do życia, a jego funkcja jest niszczona przez prawie wszystkie zmiany (mutacje) w sekwencji.
P: Dlaczego sekwencje konserwatywne są ważne?
O: Zachowane sekwencje są ważne, ponieważ dostarczają dowodów na ewolucyjne związki między organizmami. Sugerują również, że geny zaangażowane w te sekwencje są niezbędne do życia.
P: Jak konserwowane sekwencje są przekazywane z pokolenia na pokolenie?
O: Sekwencje konserwatywne są zwykle przekazywane z pokolenia na pokolenie przez geny. Oznacza to, że są one dziedziczone z rodziców na potomstwo za pośrednictwem DNA.
P: Czy wszystkie mutacje w sekwencjach konserwatywnych prowadzą do powstania nieżywotnych form życia?
O: Tak, prawie wszystkie mutacje w wysoce konserwatywnych regionach prowadzą do powstania niezdolnych do życia form życia, ponieważ produkt genu jest niezbędny do życia, a jego funkcja jest niszczona przez prawie wszystkie zmiany w sekwencji.
