重复基因是指在
染色体上存在多个拷贝的功能基因。研究表明,这类基因并非简单的功能冗余补偿,例如
酿酒酵母中的RPL36A和RPL36B基因虽编码相同
核糖体蛋白,但染色体定位差异导致其缺失株在胁迫条件下呈现不同生长表现。2022年基因组研究揭示,
果蝇和人类中的多态性重复基因具有剂量敏感性差异,X染色体拷贝基因在剂量补偿机制中呈现性别特异性表达特征。
2024年酿酒酵母研究表明,RPL36A/B在染色体位置互换后,菌株在37℃高温环境下呈现显著生长差异:2A菌株的存活率较野生型下降58%,而2B菌株仅下降26%。
启动子替换实验证实,当RPL36A使用B启动子时,其
mRNA翻译效率降低至原始水平的43%,但
核糖体结合能力仍保留原有特征。
染色质结构分析发现,RPL36A所在区域具有更高密度的
H3K4me3修饰标记,这可能与其在应激响应中的主导作用相关。
研究证实,重复基因的保留需要满足两个条件:原始基因具有关键生物学功能,且新拷贝能通过调控分化获得选择优势。这种演化策略使生物体在维持核心功能稳定性的同时,增强了环境适应能力。