Clúster de genes

Este modelo ha sido generalmente aceptado desde mediados de los 1970s.

Un gen es duplicado durante la división celular, por lo que sus descendientes tienen dos copias del gen donde éste tenía una copia inicialmente, que codifica para la misma proteína o, de otra manera, con la misma función.

Las especies que tienen clústeres de genes tienen una ventaja evolutiva debido a que se mantienen los genes juntos mediante selección natural.

[1]​[6]​ Durante un corto período de tiempo, la nueva información genética exhibida por el duplicado del gen esencial no habría tenido una ventaja práctica; sin embargo, durante un largo período evolutivo de tiempo, la información genética en la copia duplicada pudo someterse a mutaciones drásticas en las cuales las proteínas del gen duplicado desempeñaron un papel diferente a las del gen esencial original.

[7]​ Se desconoce el número exacto de genes contenidos en el duplicado del clúster Protohox; sin embargo, existen modelos que sugieren que la duplicación del clúster Protohox originalmente contenía cuatro, tres o dos genes.

El modelo de tres genes fue propuesto originalmente en conjunto con el modelo de cuatro genes;[8]​ sin embargo, más que el clúster Hox y el clúster ParaHox resultante de un clúster que contiene tres genes, el clúster Hox y el clúster ParaHox surgieron como resultado de una única duplicación Tándem de genes (genes idénticos que se encuentran adyacentes en el mismo cromosoma).

[7]​ Esto fue independiente de la duplicación del clúster ancestral ProtoHox.

La transcripción y la traducción conjunta de genes es beneficiosa para la célula.

[5]​ La conversión de genes es el único método en el cual los clústeres pueden homogeneizarse.

[11]​ Mientras que los genes contenidos un clúster codifican para proteínas similares, los genes dispuestos en Tándem codifican para proteínas idénticas y RNAs funcionales.

A diferencia de los clústeres, los genes dispuestos en Tándem rápidamente cambian para responder a las necesidad del ambiente, causando un incremento en la complejidad genética .

[13]​ Los genes dispuestos en Tándem son esenciales para mantener familias génicas grandes, tales como el ARN ribosomal.

En el genoma eucarionte, los genes dispuestos en Tándem componen al ARN ribosomal.

Los ARNr repetidos en Tándem son esenciales para mantener el ARN transcrito.

Los genes Hox han sido observados entre varios filos. Ocho genes conforman el gen Hox Drosophila. El número de genes Hox puede variar entre organismos, pero los genes Hox en conjunto hacen la familia Homeobox.
La duplicación intracromosomal es la duplicación de genes dentro del mismo cromosoma a lo largo del proceso evolutivo (a-1). Las mutaciones pueden ocurrir en la copia duplicada, tal como la observada con la sustitución de Guanina con Adenina (a-2). El alineamiento de las secuencias de ADN exhibió homología entre los dos cromosomas (a-3). Todos los segmentos fueron duplicados desde la misma secuencia de ADN ancestral, tal como se observó en las comparaciones en b(i-iii).
La duplicación Tándem es el proceso en el cual un gen es duplicado y la copia resultante es encontrada adyacente al gen original. Los genes dispuestos de la manera Tándem son formados como resultado de duplicaciones Tándem.