Subfunksjonalisering

Subfunksjonalisering er en evolusjonær mekanisme der dupliserte gener beholder komplementære deler av den opprinnelige funksjonen i stedet for å gjøre en kopi helt redundant eller å utvikle en helt ny funksjon. Da deles det opprinnelige funksjonsomfanget mellom de to genkopiene, slik at begge fortsatt er under selektivt press.

Ideen er sentral i duplicasjon-degenerasjon-komplementasjon-modellen (DDC), som ble foreslått for å forklare hvorfor dupliserte gener ofte bevares i genomer. Ifølge modellen oppstår komplementære degenerative mutasjoner i hver kopi som begrenser deres respektive funksjon, men når kombinasjonen av kopier dekker hele den opprinnelige funksjonen, er begge kopier vedlikeholdt av evolusjonen.

Mekanismer for subfunksjonalisering inkluderer deling av regulatorisk kontroll og/eller av proteinets biokjemiske aktiviteter. Dette kan resultere i romlig (vevsspesifikk), tidsmessig (utviklingsstadie-spesifikk) eller funksjonell spesialisering. For eksempel kan en duplisert gen beholde funksjon A i ett vev og funksjon B i et annet, eller dele opp kontrollen av ulike delprosesser i en signalvei. Slike delinger gjør at begge kopier forblir funksjonelle og bidrar til å opprettholde kompleksitet i reguleringsnettverk.

Subfunksjonalisering står i kontrast til andre fateutfall for dupliserte gener, som pseudogenisering og neofunksjonalisering. Forskning viser at vurderingen av hvor vanlig subfunksjonalisering er, kan variere mellom organismer og genfamilier, og at flere dupliserte gener sannsynligvis følger en kombinasjon av disse fatesene avhengig av kontekst.