Molekulare Struktur und Regulation eukaryotischer Gene

Abstract

Die Zahl der Gene eines Genoms verändert sich während der Evolution immer dann, wenn eine erbliche Änderung der Kopienzahl eines Gens auftritt (verursacht durch Duplikation, Genverlust oder Polyploidisierung) und wenn die Individuen, die diese Mutationen tragen, unterschiedlich viele Nachkommen haben. So werden sich die Unterschiede in der Zahl der Gene entweder durch Zufall (»genetische Drift«, Abschn. 11.5.2), als Ergebnis einer besseren Überlebensfähigkeit oder einer höheren Reproduktionsrate verfestigen. Die Genomanalysen der letzten Jahre haben deutlich gemacht, in welchem AusmaßGen- und Genomduplikationen in der Evolution vorkommen. Dabei stellte sich heraus, dass eine beachtenswerte Zahl von Genen eng verwandt ist mit anderen Genen in demselben Genom; die Zahl der Gene, die »jüngst« dupliziert wurden, variiert von Spezies zu Spezies zwischen 11 {\%} und 65 {\%} (11,2 {\%} bei Haemophilus influenzae, 27,5 {\%} bei Drosophila melanogaster, 28,6 {\%} bei Saccharomyces cerevisiae, 44,7 {\%} bei Caenorhabditis elegans, 65 {\%} bei Arabidopsis thaliana; Otto und Yong 2002). Die Zahl der neuen Duplikationen wird bei Fliegen auf etwa 31 Duplikationen pro Genom und 1 Mio. Jahre geschätzt, auf 52 in Hefen und auf 383 in Nematoden. Diese Häufigkeit von Duplikationen im Genom ist die Ursache dafür, dass wir heute immer mehr »Genfamilien« entdecken. Wie sich aber schon aus diesen wenigen Beispielen ableiten lässt, ist die Situation in verschiedenen Organismen durchaus sehr unterschiedlich.