Un cluster di geni è un gruppo di geni strettamente correlati che codificano tutti per la stessa funzione o variazioni sulla stessa funzione. Lo studio dei cluster di geni è importante per la comprensione dell’evoluzione e delle varie divergenze all’interno della stessa specie, come le diverse razze ed etnie negli esseri umani. I ricercatori possono utilizzare l’analisi statistica per identificare tali cluster e determinarne il significato genetico.
Il clustering inizia con un processo noto come duplicazione, in cui un organismo eredita accidentalmente due copie dello stesso gene a causa di un errore durante la replicazione del DNA. I geni duplicati possono estinguersi o essere trasmessi ai discendenti. Nel tempo, iniziano a diffondersi attraverso la popolazione, fino a quando molti organismi non hanno la duplicazione. I geni codificano per proteine identiche e sostanzialmente duplicano la loro funzione prevista.
Ad ogni passaggio dei geni duplicati, aumenta il rischio che i duplicati inizino a divergere. Nel tempo, i duplicati diventano due geni strettamente correlati. Non più identici, codificano per proteine diverse che possono svolgere funzioni leggermente diverse. Questo può essere visto con le globine negli esseri umani, un gruppo di geni di geni strettamente correlati, ma ancora distinti. Più generazioni passano, maggiore è la divergenza nei cluster di geni.
Tracciare i cluster di geni può consentire a un ricercatore di saperne di più sulla storia evolutiva di un organismo. Il ricercatore può utilizzare queste informazioni per determinare l’età della duplicazione e quante generazioni sono trascorse da allora. I ricercatori osservano che questa attività di raggruppamento sembra essere più comune con alcuni tipi di organismi rispetto ad altri. Gli insetti, ad esempio, hanno pochi gruppi di geni, mentre gli animali possono averne molti.
Quando lo stesso gruppo di geni si presenta in due organismi, può dimostrare quanto siano strettamente correlati. La divergenza può illustrare quando due specie si sono divise o potrebbe consentire ai ricercatori di tracciare i modelli di migrazione. Le persone di origine ebraica, ad esempio, hanno alcune variazioni distinte nei gruppi genetici comuni che le distinguono dalle persone di altre origini etniche. Quando un gruppo di geni salta, come a volte accade attraverso il trasferimento genico orizzontale in organismi come i batteri, può anche fornire maggiori informazioni sulle origini e sulla storia di un organismo.
L’analisi statistica dei dati di campionamento può identificare cluster di geni così come famiglie, gruppi più grandi di geni correlati. Questo deve essere fatto con attenzione per evitare la creazione di una falsa correlazione che potrebbe portare a dati o conclusioni errate. Quando i ricercatori riferiscono sui cluster, discutono la metodologia utilizzata nella loro ricerca e i risultati in modo che i lettori possano determinare da soli l’autenticità della conclusione dello studio del cluster di geni.