La duplicación de genes y los eventos más extremos de duplicación del genoma completo afectan la evolución. El concepto de duplicación como mecanismo central para facilitar la evolución adaptativa fue popularizado por Susumu Ohno alrededor de 1970.
La idea es que, cuando hay copias múltiples de un gen, la presión selectiva sobre uno de ellos disminuye, lo que le permite mutar más libremente y adquirir una nueva función (neofuncionalización) o especializarse en parte de la función del gen original (subfuncionalización). . Estas dos opciones a veces se ven como hipótesis contrapuestas, pero es probable que ocurran ambas situaciones. Muchos genes también son factores reguladores de la transcripción, que podrían ajustar de forma similar los niveles de expresión de sus objetivos, o cambiar ligeramente para regular nuevos objetivos, después de la duplicación.
El trabajo de Ohno fue seminal y sigue siendo popular, pero esta perspectiva de una vieja teoría especulativa no debe considerarse como una verdad científicamente establecida. Diferentes tipos de organismos a menudo tienen tasas de ocurrencia radicalmente diferentes de diferentes tipos de mutaciones, diferentes presiones selectivas, diferentes tamaños de población, ecologías, etc. – dinámicas evolutivas diferentes en general. En algunos contextos, la duplicación de genes puede disminuir la capacidad de evolución, porque una copia redundante enmascara el efecto de una mutación en el fenotipo. También es bien sabido que el número de copias (el número de ocurrencias en el genoma) de un gen afecta sus niveles de expresión (aunque no siempre de forma lineal como cabría esperar), arrojando otra variable a la mezcla.
El resultado más probable de la duplicación de genes es la pérdida de la función o la eliminación de genes. Después de una duplicación completa del genoma en un ancestro de Saccharomyces cerevisiae , más del 95% (no recuerdo el número exacto, creo que el 98%) de los genes duplicados simplemente se descompusieron, junto con la mayoría del genoma no funcional. Para los pares restantes, se observó una evolución acelerada en uno de los dos duplicados.
No conozco ningún estudio sobre E. coli que se centre específicamente en la influencia de la duplicación en la dinámica evolutiva. No es un tema fácil de estudiar, porque los efectos son a largo plazo, raros y plurales. Pero probablemente haya publicaciones relevantes por ahí.
