thumb|upright=1.5|Een sequentie-alignment van een specifiek eiwit uit vijf zoogdieren. Aminozuren (aangegeven met letters) die bij alle vijf de sequenties voorkomen, zijn volledig geconserveerd (donkergrijs). Op een aantal posities zijn aminozuren half of niet geconserveerd.
Een geconserveerde sequentie is een sequentie in nucleïnezuren (DNA en RNA) of eiwitten die gedurende de evolutie nauwelijks is veranderd en bij verschillende organismen sterk overeenkomt. Het behoud van deze sequenties wijst erop dat ze een essentiële biologische functie vervullen, waarbij veranderingen vaak nadelige gevolgen hebben voor het organisme.
Omdat een geconserveerde sequentie over lange tijd – vaak vele duizenden generaties – relatief onveranderd blijft, zijn ze ver terug te voeren in een fylogenetische boom. Voorbeelden van sterk geconserveerde sequenties zijn de RNA-ketens van ribosomen die voorkomen in alle vormen van leven, de homeoboxsequenties die wijdverbreid zijn onder eukaryoten en het tmRNA in bacteriën. Onderzoek naar sequentieconservering is een belangrijk onderwerp in de genomica, evolutiebiologie, fylogenetica en bio-informatica.
Mechanisme In de loop van de evolutie kan het genoom (genetisch materiaal) van levende wezens geleidelijk veranderen als gevolg van willekeurige mutaties. Sequenties kunnen ook recombineren of in hun geheel veranderen vanwege chromosoommutaties. Geconserveerde sequenties zijn sequenties die ondanks dergelijke veranderingen in het genoom blijven bestaan en een significant lagere mutatiesnelheid hebben dan de achtergrondmutatiesnelheid.
Het behoud van bepaalde genetische informatie is het directe gevolg van negatieve selectie (ook zuiverende selectie genoemd): mutaties in deze sequenties leiden vaak tot functieverlies of verminderde fitness en worden daarom evolutionair weggeselecteerd. Geconserveerde sequenties vormen daardoor een belangrijke aanwijzing voor functionele of essentiële elementen in het genoom (bijvoorbeeld sequenties die een rol hebben in de structuur, katalytische activiteit of bindingsspecificiteit van een eiwit). Zwakkere conservering kan duiden op een rol die context- of soortspecifiek is.
Conservering komt voor in zowel coderende als niet-coderende nucleïnezuursequenties. Het is niet altijd duidelijk waardoor ook niet-coderende DNA-sequenties geconserveerd zijn in de loop van de evolutie. Vaak heeft geconserveerd niet-coderende DNA een regulatoire functie op het coderende DNA. De mate waarin een sequentie wordt behouden, wordt beïnvloed door selectiedruk, de gevoeligheid voor mutaties, populatiegrootte en genetische drift.
Analyse De mate van evolutionaire conservering wordt doorgaans vastgesteld via alignment (vergelijkende genomica) of andere bio-informatische methoden, waarbij overeenkomst in DNA of RNA tussen meerdere soorten wordt gekwantificeerd. Geconserveerde sequenties worden veel gebruikt om evolutionaire verwantschappen te reconstrueren. De mate en het patroon van conservering geven informatie over het type selectiedruk: vergelijking van synonieme en niet-synonieme mutaties (dN/dS) geeft bijvoorbeeld inzicht in eiwitevolutie.
Zie ook Consensussequentie Sequentiemotief
Categorie:Evolutiebiologie