Un modo in cui i geni svolgono un ruolo nell’evoluzione di nuovi tipi di cellule è attraverso l’acquisizione di nuovi elementi regolatori. Questi elementi regolatori sono sequenze di DNA che controllano quando e dove i geni vengono espressi. L'acquisizione di nuovi elementi regolatori può consentire ai geni di esprimersi in diversi tipi cellulari o in momenti diversi durante lo sviluppo, il che può portare all'evoluzione di nuove funzioni cellulari.
Ad esempio, in uno studio sull’evoluzione dell’occhio, i ricercatori hanno scoperto che un nuovo elemento regolatore in un gene chiamato Pax6 ne permetteva l’espressione nell’occhio in via di sviluppo, il che era essenziale per l’evoluzione della vista.
Un altro modo in cui i geni possono svolgere un ruolo nell’evoluzione di nuovi tipi di cellule è attraverso la duplicazione genetica. Gli eventi di duplicazione genica possono creare copie di geni libere di acquisire nuove mutazioni e funzioni. Ciò può portare all’evoluzione di nuovi geni specializzati per diversi tipi di cellule.
Ad esempio, in uno studio sull'evoluzione del cuore, i ricercatori hanno scoperto che il gene che codifica per la proteina miosina era duplicato e una delle copie aveva acquisito una mutazione che gli permetteva di esprimersi nel cuore in via di sviluppo. Ciò ha permesso al cuore di contrarsi e pompare il sangue.
L’interazione di geni, elementi regolatori ed eventi di duplicazione genetica può dare origine a nuove reti regolatrici dei geni che controllano lo sviluppo e la funzione di nuovi tipi di cellule. Questo processo è essenziale per l'evoluzione di organismi multicellulari complessi.
