Biased Gene Conversion and the Evolution of Mammalian Genomic Landscapes

Annual Review of Genomics and Human Genetics - Tập 10 Số 1 - Trang 285-311 - 2009
Laurent Duret1, Nicolas Galtier2
1Université de Lyon 1, CNRS, UMR5558, Laboratoire de Biométrie et Biologie Évolutive, F-69622, Villeurbanne, France;
2Université Montpellier 2, CNRS UMR5554, Institut des Sciences de l'Evolution, 34095 Montpellier, France;

Tóm tắt

Recombination is typically thought of as a symmetrical process resulting in large-scale reciprocal genetic exchanges between homologous chromosomes. Recombination events, however, are also accompanied by short-scale, unidirectional exchanges known as gene conversion in the neighborhood of the initiating double-strand break. A large body of evidence suggests that gene conversion is GC-biased in many eukaryotes, including mammals and human. AT/GC heterozygotes produce more GC- than AT-gametes, thus conferring a population advantage to GC-alleles in high-recombining regions. This apparently unimportant feature of our molecular machinery has major evolutionary consequences. Structurally, GC-biased gene conversion explains the spatial distribution of GC-content in mammalian genomes—the so-called isochore structure. Functionally, GC-biased gene conversion promotes the segregation and fixation of deleterious AT → GC mutations, thus increasing our genomic mutation load. Here we review the recent evidence for a GC-biased gene conversion process in mammals, and its consequences for genomic landscapes, molecular evolution, and human functional genomics.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

10.1007/BF02102651

10.1016/S0378-1119(97)00400-9

10.1007/s00239-004-0222-5

10.1093/molbev/msg204

10.1093/molbev/msi198

10.1007/s00239-004-2587-x

10.1007/s00239-002-2333-1

10.1017/S001667230002454X

10.1261/rna.1054608

10.1371/journal.pbio.1000026

Bernardi G., 1993, Mol. Biol. Evol., 10, 186

10.1073/pnas.0701652104

10.1007/BF02101123

10.1126/science.4001930

10.1186/gb-2007-8-6-r118

10.1093/oxfordjournals.molbev.a004176

10.1073/pnas.94.15.8058

10.1093/oxfordjournals.molbev.a026149

10.1016/0092-8674(87)90521-6

10.1016/S0092-8674(88)80015-1

10.1139/g89-107

10.1016/j.tig.2007.03.014

10.1038/46555

10.1186/1471-2148-8-17

10.1007/BF00160265

10.1038/nrg1770

10.1038/nrg2193

10.1371/journal.pgen.0030035

10.1038/nrg1947

10.1126/science.1151851

10.1007/BF02102652

10.1016/S0168-9525(03)00201-4

10.1128/MCB.22.4.1106-1115.2002

10.1101/gr.6395807

10.1101/gr.4319006

10.1016/S0959-437X(02)00353-2

10.1007/s00239-005-0228-7

10.1371/journal.pgen.1000071

10.1101/gr.074534.107

10.1126/science.1165848

10.1093/oxfordjournals.molbev.a003858

10.1007/BF00163235

Duret L, 2002, Genetics, 162, 1837, 10.1093/genetics/162.4.1837

10.1098/rspb.1993.0071

Eyre-Walker A, 1999, Genetics, 152, 675, 10.1093/genetics/152.2.675

10.1038/35080577

10.1159/000014961

10.1007/978-3-642-75599-6_1

10.1016/0022-2836(73)90240-4

10.1038/21804

10.1038/nature06258

10.1093/oxfordjournals.molbev.a026420

10.1093/oxfordjournals.molbev.a003886

10.1016/S0168-9525(02)00002-1

10.1016/j.tig.2004.06.001

10.1534/genetics.105.046524

10.1016/j.tig.2007.03.011

10.1016/j.tig.2008.10.011

Galtier N, 2001, Genetics, 159, 907, 10.1093/genetics/159.2.907

10.1038/nature02426

10.1098/rspb.2006.3657

57. Deleted in proof

10.1101/gr.6093907

10.1098/rsbl.2008.0174

10.1017/S0016672307009032

10.1093/molbev/msm149

10.1017/S0016672300010156

10.1093/hmg/ddl025

Holmquist GP, 1992, Am. J. Hum. Genet., 51, 17

10.1093/oxfordjournals.molbev.a026064

10.1038/nature03154

10.1093/molbev/msn168

10.1038/ng1287

10.1038/ng910

10.1093/hmg/ddi232

10.1016/S0092-8674(00)81894-2

10.1038/ng0596-20

10.1007/BF00160434

Kadyk LC, 1992, Genetics, 132, 387, 10.1093/genetics/132.2.387

10.1016/S0962-8924(98)01383-X

10.1007/s00239-005-0186-0

10.1371/journal.pgen.0030147

Kimura M, 1962, Genetics, 47, 713, 10.1093/genetics/47.6.713

Kliman RM, 1993, Mol. Biol. Evol., 10, 1239

10.1038/ng917

10.1093/molbev/msh146

10.1371/journal.pbio.0040180

10.1007/s10577-006-1035-8

10.1371/journal.pcbi.0030176

10.1038/hdy.1984.68

10.1038/35057062

Lercher MJ, 2002, Genetics, 162, 1805, 10.1093/genetics/162.4.1805

10.1093/hmg/ddg251

10.1111/j.1420-9101.2007.01455.x

10.1371/journal.pcbi.0020005

10.1038/416624a

10.1038/nature07135

10.1073/pnas.091427698

10.1017/S0016672302006079

10.1093/molbev/msh070

10.1038/nature05805

10.1016/S0168-9525(03)00021-0

10.1016/0378-1119(91)90364-H

10.1007/BF02099852

10.1007/BF02101193

10.1126/science.1117196

10.1038/ng.213

10.1073/pnas.80.20.6278

10.1101/gr.6316407

10.1101/gr.10.12.1986

10.1093/hmg/ddl063

10.1128/MCB.12.12.5311

10.1093/nar/29.8.1781

Otto SP, 1997, Genetics, 147, 879, 10.1093/genetics/147.2.879

10.1007/s003350020005

10.1016/S0960-9822(99)80430-8

10.1017/S0016672301005249

10.1371/journal.pgen.0020168

10.1038/nature05113

10.1007/s00439-005-1295-y

10.1126/science.1130738

10.1126/science.1159974

10.1038/ng1529

10.1093/molbev/msg008

10.1093/molbev/msm100

10.1093/molbev/msj053

10.1093/hmg/ddi038

10.1098/rstb.1995.0108

Shields DC, 1988, Mol. Biol. Evol., 5, 704

10.1016/S0959-437X(99)00031-3

10.1042/BST0340526

10.1371/journal.pgen.0020148

10.1159/000080593

10.1038/nature04226

10.1093/nar/gkg699

10.1093/nar/gki184

10.1038/nature06936

10.1093/hmg/11.1.13

10.1073/pnas.0804933105

10.1101/gr.3896805

10.1093/molbev/msk008

10.1016/j.tig.2004.01.005

10.1093/molbev/msg037

10.1093/molbev/msi136

10.1042/BST20051451

10.1126/science.1105322

10.1038/337283a0

10.1007/s00239-005-0274-1

10.1016/S0959-437X(02)00348-9

Thông tin
Thông tin xuất bản

Annual Review of Genomics and Human Genetics

Tập 10 Số 1

285-311

Thông tin tác giả