Encyclopedie van de evolutiebiologie

Prof. Nico M. van Straalen (2019)

Gepubliceerd op 07-06-2020

Genverlies

betekenis & definitie

Het kwijtraken van de functionaliteit van een bepaalde DNA-sequentie door deletie, mutatie of chromosomale herrangschikking

Het verlies van een functioneel gen lijkt per definitie nadelig, maar toch kan het ook een manier zijn waarop de fitness juist kan toenemen. Het verlies van lichaamsbeharing van walvissen en dolfijnen is overduidelijk een adaptatie aan de secundair verworven aquatische levenswijze en het is gepaard gegaan met verlies van genen betrokken bij haarvorming. Een ander voorbeeld is het verlies van functioneel vetzuursynthase, nodig voor de synthese van lipiden vanuit glucose. Deze functie is verloren gegaan bij parasitoïde wespen die zich als larve ontwikkelen in een gastheer en lipiden gemakkelijker opnemen van de gastheer dan ze zelf te maken. Dit verlies van lipogenese is talloze malen onafhankelijk van elkaar opgetreden in evolutionaire lijnen van insecten die parasitair geworden zijn.

Door de vergelijking van genomen door het hele dierenrijk is men er echter gekomen dat het voorouderlijk genoom veel ingewikkelder was dan gedacht en dat in veel evolutionaire lijnen genverlies is opgetreden. Protostomia hebben in totaal 1.292 genfamilies verloren (17% van de oorspronkelijke 7.766 genfamilies in de veronderstelde voorouder van de Metazoa). Bij Deuterostomia is dit verlies kleiner (0,14%). In de evolutie van de mens zijn in totaal 86 genfamilies verloren gegaan sinds de gezamenlijke voorouder met de chimpansee.

Adaptief genverlies kan optreden bij overgang naar een nieuw habitat, waarbij eerder adaptieve structuren ongebruikt blijven. In veel gevallen is het tot expressie brengen of onderhouden van zulke structuren energetisch of ruimtelijk onvoordelig. Het “uitkleden” van het genoom dat vaak optreedt bij parasieten en symbionten levert efficiëntiewinst op bij DNA-replicatie en transcriptie.