subfunzionalizzazione

La subfunzionalizzazione è un processo evolutivo in cui, dopo la duplicazione di un gene, le due copie (paralogi) condividono le funzioni dell'originale. In genere una copia non acquista subito una funzione nuova; piuttosto le funzioni originarie si diversificano tra le copie a causa di mutazioni che limitano differenti sottoinsiemi di attività. Così entrambe le copie possono essere mantenute perché necessarie per ricoprire l'intero spettro funzionale dell'antenato.

Il modello più noto è Duplication-Degeneration-Complementation (DDC). Dopo la duplicazione, ciascuna copia può perdere parti diverse della funzionalità iniziale, sia nelle sequenze codificanti sia nelle regolazioni. Le perdite sono complementari: una copia perde alcune funzioni, l'altra altre; insieme conservano la funzione ancestrale e favoriscono la retention di entrambe le copie.

Conseguenze: possibile specializzazione in tessuti o stati di sviluppo differenti, o pattern di espressione divergenti tra paralogi. L'evidenza genomica mostra che molti duplicati presentano espressione complementare. Tuttavia la subfunzionalizzazione non è universale: possono prevalere la conservazione per dosaggio, la neofunzionalizzazione o la perdita di geni.

Si distingue dalla neofunzionalizzazione (acquisizione di una funzione nuova) e dalla conservazione per dosaggio (necessità quantitativa delle due copie). Il fenomeno è rilevante per comprendere la conservazione dei geni duplicati e l'evoluzione della complessità genomica.