Как возникают новые гены?

1. Дупликация старых генов, одного, нескольких, сразу всей хромосомы;

2. Ретротранспозоны (TEs) -- "эгоистичные" гены, которые кодируют белок, которые помогает им копировать себя в несколько мест (45% генома человека, 15% дрозофилы и 85% кукурузы составляют транспозоны и ретротранспозоны);

3. слияние и разделение "ненужных" генов;

4. возникновение de novo из интронов, некодирующих участков генов.

Возникший таким образом новый ген не обязательно сразу будет полезным, он скорее всего будет нейтральным "грузом" в геноме (такого добра там полно), но поскольку он не выполняет никакой полезной функции, то дальнейшие мутации в нём не отбраковываются естественным отбором, пока они не стали вредными, рано или поздно появится и полезная мутация, которая добавит новый функционирующий ген, то есть новый признак.

У бактерий ещё круче всё. У них только одна хромосома и у них есть три особых способа, как её "обогатить" (DNA-transfer):

1. transformation -- бактерия специально "подбирает" "валяющиеся" куски чужой ДНК (например, от мёртвой бактерии);

2. transduction -- иногда вирусы внедряют свою ДНК в бактерию, но они "примиряются", вирус не убивает бактерию, бактерия не вырезает вирусный ген, CRISPR'ом, а принимает новый ген как часть своей хромосомы; иногда похожее происходит и у эукариот, некоторые человеческие гены тоже бывшие "одомашненные" вирусы;

3. горизонтальный перенос -- аналог секса в мире бактерий, только заниматься им может кто угодно с кем угодно, у бактерий нет понятия "вида". Во время горизонтального переноса две бактерии соединяются мостиками из цитоплазмы и передают друг другу плазмиды. Плазмида -- это маленькое кольцо из ДНК, один или несколько генов. Если у бактерий какой-то апокалипсис происходит, например, внезапно напал какой-то антибиотик, то они могут специально "делиться" именно геном, помогающим против данного антибиотика. Горизонтальный перенос -- одна из причин, почему бактерии так быстро приспосабливаются. Внедрение плазмид по аналогии с горизонтальным переносом -- основной инструмент генных инженеров, внедряя нужный ген, они "заставляют" бактерию производить нужное нам вещество. Изредка горизонтальный перенос встречается и у эукариотических клеток.