Behouden in de evolutionaire historie; met weinig veranderingen in het DNA
Sommige sequenties in het DNA zijn min of meer hetzelfde gebleven gedurende vrijwel de hele evolutie van het leven. Dit zijn over het algemeen genen die coderen voor eiwitten betrokken bij zeer basale cellulaire processen zoals DNA-replicatie, transcriptie en energiehuishouding. Voorbeelden zijn subeenheden van DNA-polymerase, van RNA-polymerase en bijvoorbeeld ATPase. Ook genen die coderen voor een transfer-RNA zijn sterk geconserveerd en daarom is de genetische code vrijwel universeel voor de hele boom van het leven.
De reden dat zulke genen sterk geconserveerd zijn is dat ze onderworpen zijn aan sterke zuiverende selectie, d.w.z. dat elke mutatie direct een nadeel heeft en niet doordringt in de volgende generatie. De substitutiefrequentie van nucleotiden in geconserveerde genen is lager dan verwacht op grond van neutrale evolutie. Dit wordt uitgedrukt in de verhouding tussen het aantal niet-synonieme substituties per niet-synonieme positie (Ka) ten opzichte van het aantal synonieme substituties per synonieme positie (Ks). Waardes van Ka/Ks < 1 duiden op zuiverende selectie, d.w.z. conservering van de sequentie.
Geconserveerde DNA-sequenties kunnen gebruikt worden voor diepe fylogenie, d.w.z. de reconstructie van evolutionaire splitsingen die ver in het verleden (meer dan 1 Ga geleden) hebben plaatsgevonden. Bijvoorbeeld het gen dat codeert voor de bèta-subeenheid van RNA-polymerase (rpoB) komt voor bij alle hoofdgroepen en kan gebruikt worden om een fylogenie te maken van de hele boom van het leven.
Behalve eiwitcoderende genen blijken in een genoom ook sommige niet-coderende segmenten sterk geconserveerd te zijn. Dit zijn regulerende regio’s waar transcriptiefactoren of andere eiwitten aan binden (zie het lemma CNEE).
